The impact assessment of agrohydrological factors on the quality of agricultural runoff = Agrohidroloģisko faktoru ietekmes novērtējums uz lauksaimniecības noteces kvalitāti
Authors:   ,   Latvia University of Life Sciences and Technologies, Siksnane Ieva 
Published: August 2023

The aim of the study: to assess the impact of agrohydrological factors specific to the research objects on the qualitative indicators of agricultural runoff during the research period. Research objectives: 1. to determine the natural and anthropogenic factors affecting nutrient losses; 2. to describe the effects of the most important natural factors on leaching of nitrogen and phosphorus compounds in the agricultural runoff study areas in Latvia at the drainage field, small catchment and river scale; 3. to describe the effects of the most significant anthropogenic factors on leaching of nitrogen and phosphorus compounds in the agricultural runoff study areas in Latvia at the drainage field and river scale; 4. to assess the interrelationships of natural and anthropogenic factors on leaching of nitrogen and phosphorus compounds at the river scale. Pollution with nutrients has been identified as the most significant cause of eutrophication in the Baltic Sea. In order to reduce the loss of nutrients from drained agricultural areas, as well as to promote the fulfillment of the requirements set forth in EU regulatory documents regarding the ecological quality of surface water bodies, it is necessary to evaluate the impact of agrohydrological conditions on the quality of agricultural runoff. The purpose of this study is to gather information and determine the most important natural and anthropogenic agrohydrological factors that affect the leaching of nutrients from agricultural areas in Latvia and to evaluate their impact on the qualitative composition of agricultural runoff. In order to achieve the goal, a literature analysis was carried out, as a result of which information was gathered about the most important natural and anthropogenic factors that have a significant impact on the quality of agricultural runoff. A detailed analysis of agrohydrological factors was carried out based on the natural and anthropogenic factors determined in the analysis of scientific literature, as well as taking into account the available geospatial information and monitoring data. The data were processed using mathematical and geospatial information analysis methods. The most important natural factors are defined as: air temperature, precipitation, relief (effect of the slope), soil properties (effect of soil granulometric composition), runoff; as the most significant anthropogenic factors, the following were determined: the proportion of land use in the catchment basin, the proportion of different crops in the catchment basin, agronomic factors (the amount of distributed nitrogen-containing mineral fertilizers), the proportion of livestock units in the catchment basin and melioration systems (the proportion of drained areas in the catchment basin). The study analyzes the relationship, interaction and impact of the determined factors on the quality of agricultural runoff. The main results of this study are presented in 9 scientific publications. The main findings were presented in 23 scientific conferences. The content of the Ph.D. thesis consists of the introduction, 3 chapters, and 1 appendix. Pētījuma mērķis: novērtēt agrohidroloģisko faktoru ietekmi uz lauksaimniecības noteces kvalitatīvajiem rādītājiem Latvijā. Pētījuma uzdevumi: 1. noteikt dabiskos un antropogēnos faktorus, kas ietekmē augu barības vielu zudumus; 2. raksturot nozīmīgāko dabisko faktoru ietekmi uz slāpekļa un fosfora savienojumu izskalošanos lauksaimniecības noteču pētījuma teritorijās Latvijā drenu lauka, mazā sateces baseina un upes līmenī; 3. raksturot nozīmīgāko antropogēno faktoru ietekmi uz slāpekļa un fosfora savienojumu izskalošanos lauksaimniecības noteču pētījuma teritorijās Latvijā drenu lauka un upes līmenī; 4. novērtēt dabisko un antropogēno faktoru savstarpējās saistības ietekmi uz slāpekļa un fosfora savienojumu izskalošanos upes izpētes līmenī. Piesārņojums ar augu barības vielām noteikts kā nozīmīgākais iemesls, kas izraisa eitrofikācijas procesu norisi Baltijas jūrā. Lai samazinātu augu barības vielu zudumus no nosusinātām lauksaimniecības platībām, kā arī sekmētu ES normatīvajos dokumentos noteikto prasību izpildi saistībā ar virszemes ūdensobjektu ekoloģisko kvalitāti, nepieciešams izvērtēt agrohidroloģisko apstākļu ietekmi uz lauksaimniecības noteces kvalitāti. Šī pētījuma mērķis ir apkopot informāciju un noteikt nozīmīgākos dabiskos un antropogēnos agrohidroloģiskos faktorus, kas ietekmē augu barības vielu izskalošanos no lauksaimniecības platībām Latvijā un izvērtēt to ietekmi uz lauksaimniecības noteces kvalitatīvo sastāvu. Mērķa sasniegšanai veikta literatūras analīze, kuras rezultātā apkopota informācija par nozīmīgākajiem dabiskajiem un antropogēniem faktoriem, kam ir būtiska ietekme uz lauksaimniecības noteces kvalitāti. Detalizēta agrohidroloģisko faktoru analīze veikta pamatojoties uz zinātniskās literatūras analīzē noteiktajiem dabiskajiem un antropogēnajiem faktoriem, kā arī ņemot vērā pieejamos ģeotelpiskās informācijas un monitoringa datus. Dati apstrādāti izmantojot statistiskās un ģeotelpiskās informācijas analīzes metodes. Kā nozīmīgākie dabiskie faktori noteikti: gaisa temperatūra, atmosfēras nokrišņi, reljefs (zemes virsmas slīpums ietekme), augsnes īpašības (augsnes granulometriskā sastāva ietekme), notece; kā nozīmīgākie antropogēnie faktori noteikti: zemes lietojuma veida īpatsvars sateces baseinā, kultūrauga īpatsvars sateces baseinā, agronomiskie faktori (izkliedētā slāpekli saturošā minerālā mēslojuma apjoms), mājdzīvnieku novietnes (dzīvnieku vienību skaits sateces baseinā) un meliorācijas sistēmas (drenēto platību īpatsvars sateces baseinā). Pētījumā analizēta noteikto faktoru saistība, mijiedarbība un ietekme uz lauksaimniecības noteces kvalitāti. Nozīmīgākie promocijas darba rezultāti iekļauti 9 publikācijās. Darba izstrādes gaitā iegūtie rezultāti prezentēti 23 konferencēs. Darbs sastāv no ievada, 3 nodaļām un 1 pielikuma.