Agricultural practices and geostatistical evaluation of nitrate pollution of groundwater in the Júcar River Basin District, Spain

Ferreira, David; Almeida, José António de; Legoinha, Paulo; Pérez-Martín, Miguel Ángel

doi:10.9755/ejfa.2016-04-346

Cited by 9 publications

(9 citation statements)

References 9 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The predominant material in 90% of the district geological formations is carbonated, with substantial subterranean drainage. However, quaternary detrital formations predominate in the coastal plains of the area, which contributes to pollution problems due to the lower rate of transportation [36]. SW-GW interaction in the SW rivers is classified as follows: 78% receives discharges from the aquifer, considered as gaining stream; 18% are SW rivers where the river infiltrates resources into the aquifer, considered as losing; the remaining are considered as variable, where one situation or another occurs depending on the time of the year.…”

Section: Study Locationmentioning

confidence: 99%

Integrated Surface-Groundwater Modelling of Nitrate Concentration in Mediterranean Rivers, the Júcar River Basin District, Spain

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

High nutrient discharge from groundwater (GW) into surface water (SW) have multiple undesirable effects on river water quality. With the aim to estimate the impact of anthropic pressures and river–aquifer interactions on nitrate status in SW, this study integrates two hydrological simulation and water quality models. PATRICAL models SW–GW interactions and RREA models streamflow changes due to human activity. The models were applied to the Júcar River Basin District (RBD), where 33% of the aquifers have a concentration above 50 mg NO3−/L. As a result, there is a direct linear correlation between the nitrate concentration in rivers and aquifers (Júcar r2 = 0.9, and Turia r2 = 0.8), since in these Mediterranean basins, the main amount of river flows comes from groundwater discharge. The concentration of nitrates in rivers and GW tends to increase downstream of the district, where artificial surfaces and agriculture are concentrated. The total NO3− load to Júcar RBD rivers was estimated at 10,202 tN/year (239 kg/km2/year), from which 99% is generated by diffuse pollution, and 3378 tN/year (79 kg/km2/year) is discharged into the Mediterranean Sea. Changes in nitrate concentration in the RBD rivers are strongly related to the source of irrigation water, river–aquifer interactions, and flow regulation. The models used in this paper allow the identification of pollution sources, the forecasting of nitrate concentration in surface and groundwater, and the evaluation of the efficiency of measures to prevent water degradation, among other applications.

show abstract

Section: Study Locationmentioning

confidence: 99%

Integrated Surface-Groundwater Modelling of Nitrate Concentration in Mediterranean Rivers, the Júcar River Basin District, Spain

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…29(11): 863-871 doi: 10.9755/ejfa.2017.v29.i11.1496 http://www.ejfa.me/ by many researchers in an attempt to increase the water use efficiency and minimize the harmful effects of high nutrient concentrations discarded into the environment. This does take into account the scarcity of water resources, and local legislation regarding groundwater aquifers which may preexist in multiple countries (Morille et al, 2013;Ferreira et al, 2016). According to Silber et al (2003), working with lettuce planted in pots filled with perlite, the amount of drainage solution was increased, as the frequency of irrigation decreased.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Nitrate Vulnerable Zones) where the discharge of drainage is not compatible under the EU Nitrate Directive (Savvas, 2002;Ferreira et al, 2016). In particular, open hydroponic cultures have considerable amounts of nutrients (i.e.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of irrigation frequency on growth and production of a cucumber crop under soilless culture

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

Three irrigation frequencies were applied on a soilless cucumber crop, in a greenhouse located in the coastal area of southern Cyprus. Irrigation scheduling was based on solar radiation and performed whenever accumulated solar radiation energy outside the greenhouse reached 1.3 MJ m-2 [High Irrigation Frequency (HIF)], 1.9 MJ m-2 [Medium Irrigation Frequency (MIF)] and 3.0 MJ m-2 [Low Irrigation Frequency (LIF)]. The amount of water applied was 0.192 Kg m-2, 0.288 Kg m-2 and 0.448 Kg m-2 for high, medium and low irrigation frequencies, respectively. Appropriately, the total volume of water applied was identical in each of the three cases. In order to study the effects of irrigation frequency on cucumber crops, multiple measurements were taken; the fresh and dry weight of plant organs (i.e. leaves, stem and fruit), marketable fresh yield production, and microclimate variables for a 75 day period, beginning in April and ending in June. The results revealed that the irrigation frequency did not influence the cucumber crop’s growth and production. Plants at LIF were facing water stress conditions, as estimated from leaf temperature and stem micro variation measurements. However, HIF increased the transpiration rate of the plants, resulting in less water and nutrient losses.

show abstract

“…Despite the revolutionary expansion of hydroponics in commercial horticulture, there are still some constrains which restrict further expansion, especially in environmentally protected areas (i.e. Nitrate Vulnerable Zones) where the discharge of drainage is not compatible under the EU Nitrate Directive (Savvas, 2002;Ferreira et al, 2016). In particular, open hydroponic cultures have considerable amounts of nutrients (i.e.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The effect of irrigation frequency, on the amount of nutrient outflow from the greenhouse, was also investigated by many researchers in an attempt to increase the water use efficiency and minimize the harmful effects of high nutrient concentrations discarded into the environment. This does take into account the scarcity of water resources, and local legislation regarding groundwater aquifers which may preexist in multiple countries (Morille et al, 2013;Ferreira et al, 2016). According to , working with lettuce planted in pots filled with perlite, the amount of drainage solution was increased, as the frequency of irrigation decreased.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effects of greenhouse microclimate on irrigation scheduling of hydroponic crops under a mediterranean climate

Νικολάου¹

View full text Add to dashboard Cite

Αναμφισβήτητα, οι εκτός εδάφους θερμοκηπιακές καλλιέργειες συνεισφέρουν θετικά στην απόδοση των καλλιεργειών, στην αύξηση του δείκτη αποτελεσματικής χρήσης του νερού, στον περιορισμό της χρήσης αγροχημικών και στην προστασία του περιβάλλοντος. Παρόλα αυτά ακόμα και η "γεωργία ακριβείας", χρήζει βελτιώσεων στον τομέα της υδροπονίας και ειδικότερα στον προγραμματισμό της άρδευσης, αφού ποσοστό 30-40% του θρεπτικού διαλύματος στα ανοικτού τύπου υδροπονικά συστήματα απορρέει στο περιβάλλον. Γνωρίζοντας τις συνθήκες περιβάλλοντος θερμοκηπίου όπως ο δροσισμός και η αλληλεπίδρασή του με την καλλιέργεια, ο προγραμματισμός της άρδευσης σχεδιάζεται λαμβάνοντας υπόψη το υψηλό ενεργειακό κόστος λειτουργίας και της κατανάλωσης νερού, υπό τις ξηροθερμικές συνθήκες που επικρατούν στις Μεσογειακές περιοχές. Τα πειράματα που έγιναν, είχαν ως στόχο να μελετήσουν την επίδραση του περιβάλλοντος του θερμοκηπίου, στον προγραμματισμό της άρδευσης υπό τις Μεσογειακές συνθήκες. Συνολικά έγιναν 4 πειράματα. Το πρώτο έχει διεξαχθεί μεταξύ Απριλίου-Ιουνίου 2014, το δεύτερο και τρίτο μεταξύ Οκτωβρίου-Δεκεμβρίου 2014 και Μαρτίου-Ιουνίου 2015 και το τελευταίο μεταξύ Απριλίου-Ιουνίου 2016. Από τα πειράματα έχει αποδειχθεί ότι η εφαρμογή της ίδιας ημερήσιας δόσης νερού σε διαφορετικές συχνότητες άρδευσης, δεν επηρεάζει την παραγωγή της υδροπονικής καλλιέργειας αγγουριού. Παρ’ όλα αυτά έχει διαπιστωθεί ότι η αύξηση της συχνότητας άρδευσης με μικρότερες ποσότητες θρεπτικού διαλύματος (0.192 Kg m-2), είναι θεμιτή αφού μειώνεται ο βαθμός απορροής κατά 24% σε σύγκριση με άρδευση με μεγαλύτερες ποσότητες θρεπτικού διαλύματος (0.448 Kg m-2) σε πιο αραιά διαστήματα. Η επίδραση των διαφορετικών συστημάτων δροσισμού που έχουν μελετηθεί (π.χ. δυναμικός εξαερισμός σε σύγκριση με το σύστημα της υγρής παρειάς) σε δύο καλλιεργητικές περιόδους του έτους (φθινόπωρό, άνοιξη-καλοκαίρι) απέδειξαν ότι είναι δυνατή η αποφυγή χρήσης του συστήματος της υγρής παρειάς, αφού το σύστημα του δυναμικού εξαερισμού αφαιρούσε το πλεονάζον θερμικό φορτίο. Επιπρόσθετα έχει διαπιστωθεί ότι η διαπνοή της καλλιέργειας ήταν στατιστικά μεγαλύτερη εκεί όπου εφαρμοζόταν δυναμικός εξαερισμός, και στις δύο καλλιεργητικές περιόδους, μειώνοντας το ποσοστό της απορροής. Η καλλιέργεια κατά την περίοδο άνοιξης-καλοκαιριού παρουσίασε περισσότερη παραγωγή, όπως αναμενόταν κατά 53-84% στις διάφορες μεταχειρίσεις, όμως χαμηλότερο δείκτη παραγωγικότητας του νερού. Παράλληλα, οι χαμηλότερες δόσεις άρδευσης που εξετάστηκαν, με στόχο τη διατήρηση του νερού της απορροής κοντά στο 20-25% αντί μεταξύ 35-40%, δεν επηρέασαν αρνητικά την παραγωγή. Παρά το γεγονός ότι η σκίαση με άσπρη μπογιά θεωρείται η πιο οικονομική λύση από πλευράς εξοικονόμησης ενέργειας και νερού, σε σύγκριση με άλλες μεθόδους δροσισμού, η σκίαση επηρέασε αρνητικά την παραγωγή μειώνοντας παράλληλα και τον δείκτη αποτελεσματικότητας της άρδευσης, αν και στατιστικός οι διαφορές δεν ήταν σημαντικές συγκρίνοντας με το σύστημα της υγρής παρειάς. Παρόλα αυτά, ο συνολικός δείκτης κατανάλωσης νερού κυμάνθηκε στα ίδια επίπεδα μεταξύ των δύο συστημάτων δροσισμού, αφού μεγάλες ποσότητες νερού χρειάστηκε να εξατμιστούν από το σύστημα της υγρής παρειάς με μέση υπολογιζόμενη ποσότητα τα 72 λ. μ-2. Στην παρούσα διατριβή έχει βαθμονομηθεί και δοκιμαστεί η απλοποιημένη σχέση εκτίμησης της διαπνοής Penman-Monteith (συντελεστές α και β), σε διαφορετικά περιβάλλοντα θερμοκηπίου (π.χ. με δροσισμό, με μόνο δυναμικό εξαερισμό) και σε διαφορετικές περιόδους του έτους. Τα αποτελέσματα υπογράμμισαν τη σημασία της βαθμονόμησης του μοντέλου όπως αυτή επηρεάζεται από το περιβάλλον του θερμοκηπίου. Παράλληλα, εντοπίστηκε η στενή συσχέτιση που έχει η θερμοκρασία του φύλλου με τη διαπνοή και προτάθηκε ένα νέο μοντέλο εκτίμησης της διαπνοής ανά τακτά χρονικά διαστήματα (10 λεπτά), βασισμένο σε αναπροσαρμογή της απλοποιημένης σχέσης, παρακάμπτοντας μετρήσεις εκτίμησης του ελλείμματος κορεσμού της ατμόσφαιρας και της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας. Τέλος, κατά τη διάρκεια των πειραμάτων έχουν χρησιμοποιηθεί φυτοαισθητήρες και έχει αποδειχθεί η στενή συσχέτιση μεταξύ προγραμματισμού της άρδευσης (ποσότητας-συχνότητας), με τη θερμοκρασία του φύλλου, τη μεταβολή της διαμέτρου του βλαστού αλλά και με τη θερμοκρασία του υποστρώματος.

show abstract

Agricultural practices and geostatistical evaluation of nitrate pollution of groundwater in the Júcar River Basin District, Spain

Cited by 9 publications

References 9 publications

Integrated Surface-Groundwater Modelling of Nitrate Concentration in Mediterranean Rivers, the Júcar River Basin District, Spain

Integrated Surface-Groundwater Modelling of Nitrate Concentration in Mediterranean Rivers, the Júcar River Basin District, Spain

Effect of irrigation frequency on growth and production of a cucumber crop under soilless culture

Effects of greenhouse microclimate on irrigation scheduling of hydroponic crops under a mediterranean climate

Contact Info

Product

Resources

About