Agronomie 22 (2002) 747-753
DOI: 10.1051/agro:2002063

Seasonal groundwater nitrate dynamics in a riparian buffer zone

Karel Dhondt^{a, b, c}, Pascal Boeckx^a, Oswald Van Cleemput^a, Georges Hofman^b and François De Troch<sup>c

a</sup>  Laboratory of Applied Physical Chemistry, Ghent University, Coupure Links 653, 9000 Gent, Belgium
^b  Department of Soil Management and Soil Care, Ghent University, Coupure Links 653, 9000 Gent, Belgium
^c  Laboratory of Hydrology and Water Management, Ghent University, Coupure Links 653, 9000 Gent, Belgium

(Received 8 October 2001; revised 21 June 2002; accepted 18 September 2002)

Abstract
Nitrate residue measurements, groundwater NO ₃^- and chloride (Cl ^-) concentration patterns and N-NO ₃^- data were used to evaluate groundwater nitrate dynamics in a vegetated riparian buffer strip. Within the riparian zone, shallow groundwater surveys ( < 2 m) showed a temporal and spatial variation of nitrate concentrations. Nitrate concentrations on the input side of the riparian zone peaked in autumn after harvest (up to 22 mg NO ₃^--N L ^-1) and continued to be high during winter and spring. In all seasons, nitrate concentrations could be reduced to below 5 mg NO ₃^--N L ^-1 over a short distance ( < 12 m). As NO ₃^- concentrations in the groundwater of the riparian zone decreased during its flow through the riparian zone, a progressive enrichment in N-NO ₃^- was observed. Consequently, denitrification could be identified as a significant process for NO ₃^- retention.

Résumé
Dynamique saisonnière des nitrates dans l'eau du sol d'une zone tampon ripicole. Les mesures de résidus de nitrates, les formes de concentrations de NO ₃^- et de chlorure (Cl ^-) de l'eau souterraine et les données N-NO ₃^- ont été utilisés pour évaluer la dynamique des nitrates de l'eau du sol d'une bande tampon ripicole végétalisée. Dans cette zone de la rive, l'examen des eaux peu profondes ( < 2 m) a montré une variation spatiale et temporelle des concentrations de nitrates. Ces dernières, du côté entrée de la zone ripicole, sont passées par leur maximum en automne après la récolte (jusqu'à 22 mg NO ₃^--N L ^-1) et ont continué à être élevées pendant l'hiver et le printemps. Durant toutes les saisons, les concentrations de nitrates peuvent être réduites en dessous de 5 mg NO ₃^--N L ^-1 sur une courte distance ( < 12 m). Lorsque les concentrations de NO ₃^- de l'eau souterraine de la zone ripicole diminuaient durant son écoulement à travers la bande, un enrichissement progressif en N-NO ₃^- était observé. Dès lors, la dénitrification peut être identifiée comme un processus significatif de rétention de NO ₃^-.

Key words: diffuse pollution / groundwater / nitrate / riparian zone / denitrification / stable nitrogen isotopes

Mots clés : pollution diffuse / nitrate / eau souterraine / zone ripicole / dénitrification / isotopes de l'azote stable

Correspondence and reprints: Karel Dhondt
    e-mail: Karel.Dhondt@rug.ac.be

Communicated by Sylvie Recous (Laon, France), Bernard Nicolardot (Reims, France)

© INRA, EDP Sciences 2002