Effectiveness of the cross-compliance Standard 5.2 'buffer strips' on protecting freshwater against diffuse nitrogen pollution

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Bruna Gumiero *
Bruno Boz
Alessandra Lagomarsino
Paolo Bazzoffi
Rosario Napoli
Francesco Montemurro
Lamberto Borrelli
Rosa Francaviglia
Silvia Carnevale
Andrea Rocchini
Alessandro Elio Agnelli
Angelo Fiore
Giovanni Cabassi
Bruno Pennelli
Giorgio Moretti
Andrea Gasparini
Giuseppina Pipitone
Luigi Sansone
(*) Corresponding Author:
Bruna Gumiero | bruna.gumiero@unibo.it

Abstract

Sette Fasce Tampone, realizzate secondo le indicazioni tecniche contenute nello Standard di condizionalità 5.2, in diversi ambiti e contesti climatici, sono state monitorate per un periodo biennale, al fine di quantificare la loro efficienza nella rimozione di azoto inorganico disciolto. Tale azoto è costituito per lo più da molecole di azoto nitrico che vengono veicolate principalmente tramite deflussi sub-superficiali da zone soggette a diverse pratiche colturali verso i corpi idrici superficiali adiacenti. Ad eccezione di due casi: i siti di Lodi e Metaponto, in tutti i sistemi monitorati è stata confermata la presenza di deflussi trasversali ai sistemi tampone, permanenti o temporanei, in grado di veicolare inquinanti e con portate variabili fra 919 e 8.590 m3/anno per 100 m lineari di FT. Le differenze di portata sono imputabili principalmente alla diversa superficie dei bacini agricoli afferenti ai sistemi tampone, che nei casi analizzati occupano superfici variabili fra il 3,6 ed il 33,3% del bacino agricolo. Sulla base dei bilanci di massa è emerso che dai campi coltivati giungono ai sistemi tampone percentuali variabili fra l’1,6 ed il 29,4% dell’azoto inorganico applicato. Ad eccezione dei sistemi in cui i maggiori deflussi non hanno alcuna interazione con la rizosfera (deflussi profondi) oppure non attraversano la Fascia Tampone, in tutti gli altri siti si registra un effetto di riduzione dell’azoto fra entrata ed uscita, con percentuali variabili fra il 33 ed il 62 %. Percentuali di abbattimento non elevate sono giustificate dallo scarso grado di maturazione dei siti monitorati, in molti casi recentemente convertiti a Fascia Tampone. Ancora una volta si conferma l’estrema eterogeneità delle risposte di questi sistemi ed il ruolo prioritario delle forzanti idrologiche nel determinarne l’efficacia.

Seven buffer strips (BS) adjacent to fresh water bodies, realized according to the technical data contained in the Standard 5.2 of Cross-compliance, located in different areas and climate contexts, were monitored for a period of two years. It was done in order to quantify their effectiveness in removing dissolved inorganic nitrogen conveyed through sub- surface flow from field crops with different cultural practices. Except for two case studies (sites: Lodi and Metaponto) in all monitored systems has been confirmed an outflow, permanent or temporary, through the buffer systems, with flow rates ranging from 919 to 8590 m3y-1 every 100 meters of buffer stip. The differences in flow rate were mainly due to different sizes of agricultural basins related to buffer systems, which in the case studies ranging from 3.6 to 33.3%. Based on the mass balance, was found percentages of applied inorganic nitrogen, flowing from cultivated fields to the buffer systems, varied between 1.6 and 29.4%. In most of the sites was estimated nitrogen reduction between inlet and outlet of BS, with percentages ranging from 33 to 61.9%. The exceptions were the systems with groundwater that: or have no interaction with the rhizosphere (deep flow) or not crossing the buffer zone. Low percentages of removal shall be justified by the young stage of the monitored sites, being in many cases recently converted to buffer strip. This study confirms the extreme variability of these systems efficiency and the key role of hydrology drives its effectiveness.


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