DOI: 10.1051/agro:2001135

Agronomie 21 (2001) 427-433

Nutrient leaching in a cracked vertisol in Romania

Cristian Paltineanu

Academy for Agricultural and Forestry Sciences, Bucharest, Fruit Research Institute, 0312 Pitesti-Maracineni, Romania

(Received 2 November 2000; revised 8 March 2001; accepted 27 March 2001)

Abstract
Degradation of water resources is often due to transport of chemicals through the soil to the groundwater or surface water. This paper deals with movement of dissolved and suspended nutrients through a cracked vertisol under both ponding and sprinkler irrigation application. The experiment consisted of a nutrient application to a dry vertisol and the subsequent measurement of soil nutrient content as a function of horizontal distance from the main soil cracks. The process was studied down to a soil depth of 110 cm. It was found that nutrient movement was influenced by the presence and geometry of cracks (fissures) in the soil profile. Generally, anions possessing a high degree of water solubility (Cl^-, NO₃^-) were rejected by the soil matrix and indicated the route of solute flow within the soil matrix. Phosphorous was less soluble in water and, therefore, occurred more in suspension, and was a better indicator of preferential flow through the soil-crack system. Preferential flow was stronger for the deeper subsoil horizons, especially under a ponding solute application. Due to the long-time duration of the swelling process there is a continuous potential of leaching losses of fertilizers or pesticides through soil cracks below the soil rooting depth. This could be minimized by applying irrigation water at a low rate.

Résumé
Lessivage des minéraux dans un vertisol fissuré en Roumanie. La dégradation des ressources en eau est souvent due au transport de composés chimiques à travers le sol jusqu'aux nappes ou aux eaux superficielles. Cet article s'intéresse aux mouvements des éléments nutritifs dissous ou en suspension à travers un vertisol fissuré à la suite d'une irrigation par submersion ou par aspersion. L'expérience a consisté à apporter une fertilisation minérale sur un vertisol sec et à mesurer sa teneur en éléments nutritifs en fonction de la distance horizontale aux fissures principales. Le processus a été étudié jusqu'à une profondeur de 110 cm. Il a été ainsi montré que le mouvement des éléments minéraux était influencé par la présence et la géométrie des fissures dans le profil du sol. Généralement, les anions qui possèdent un haut degré de solubilité dans l'eau (Cl^-, NO₃^-) étaient rejetés par la matrice du sol et indiquaient le cheminement du flux de solutés. Le phosphore était moins soluble dans l'eau, se trouvant le plus souvent en suspension et constituait ainsi un meilleur indicateur du flux préférentiel à travers le système de fissures du sol. Le flux préférentiel était plus important pour les horizons profonds du sous-sol, plus particulièrement pour une application de soluté par submersion. Comme le processus de gonflement s'étale sur une longue période, il existe un potentiel continu de pertes par lessivage des éléments minéraux ou de pesticides à travers les fissures du sol en-dessous de la zone explorée par les racines. Cet effet peut être minimisé en appliquant l'eau d'irrigation avec de faibles doses.

Key words: swell-shrink soils / nutrient leaching / preferential flow

Mots clés : sols de gonflement-retrait / lessivage des minéraux / écoulement préférentiel

Correspondence and reprints: Cristian Paltineanu
    e-mail: icpp_mar@geostar.ro

Communicated by Jim Douglas (Penicuik, UK)

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