Soil nitrate and nitrite in different soil profiles of Peri-Urban and horticultural farm soils of Gaborone as indicators of nitrogen leaching.

Abstract: 
Soil nitrite (NO2-) and nitrate (NO3-) along the soil profile can be used as indicators of nitrogen loss by leaching. Preliminary studies have shown that excess usage of fertiliser is common amongst farmers who were aiming to increase crop yield. As such a study to assess levels of nitrite and nitrate in soil profiles in relation to fertiliser use of peri-urban horticultural farms around Gaborone in Botswana was conducted at four farms in Matebele, Glen Valley (NAMPAAD (National Master Plan for Arable Agriculture and Dairy Development)), Kopong and Ramaphatle from 1st July 2013 to 30 May 2014. Soil profiles were sampled for nitrite and nitrate at different depths (0-30cm, 30-50cm and 5080cm).Factors that could alter the leaching ability of soil being soil pH and moisture content were also assessed. Generally in all profiles, moisture content increased with depth from 5.14% (g/g) at 0-30cm to 12.52 % at 50-80cm. Soil pH decreased with depth from 6.9 to 6.0 in Kopong, 7.1 to 6.3 in Matebele and 5.1 to 4.0 in Ramaphatle. Soil nitrite content increased from 0.406µg/g soil to 0.746 µg/g and from 0.009 µg/g soil to 0.018 µg/g soil with depth in Matebele and Kopong respectively and decreased with depth from 0.103 µg/g soil to 0.014 µg/g soil and from 0.06 µg/g soil to 0.03 µg/g soil in Glen Valley and Ramaphatle respectively. Soil nitrate content decreased with depth from 0.005 µg/g soil to 0.003 µg/g soil (Kopong),from 0.012 µg/g soil to 0.007 µg/g soil (Matebele) and from 0.038 µg/g soil to 0.006 µg/g soil in Nampaad respectively with the exception of Ramaphatle where it remained constant down the soil profile (0.01 µg/g soil). Glen Valley soil had higher nitrate content (030cm) of 0.38ug/g soil, which was more than both Matebele (0.012 µg/g soil) and Kopong (0.005 µg/g soil) soils. Higher moisture content at greater soil depths explains the presence of nitrite and nitrate ions owing to the mobility in solution. Field tests have revealed that Glen Valley soil is clayey, as such leaching of nitrite and nitrate is lower due to predominance of micropores compared to sandy loams soils of Kopong and Ramaphatle, thus higher nitrite and nitrate content on the surface soil. The study indicates an increase in soil nitrite and nitrate with depth in soils that have higher moisture content in the lower parts of the soil profile. Thus overwatering in these study farms is resulting in leaching of soil nitrogen and could result in contamination of ground water.
Le nitrite de sol (NO2) et le nitrate (NO3), le long du profil du sol peuvent être utilisés comme indicateurs de pertes d’azote par lessivage. Des études préliminaires ont montré que l’excès d’utilisation d’engrais est commun parmi les agriculteurs qui visaient à augmenter de rendement des cultures. En tant que tel, sur une étude visant à évaluer les niveaux de nitrites et de nitrates dans les profils de sol par rapport à l’utilisation d’engrais des fermes horticoles périurbains autour de Gaborone au Botswana a été menée dans quatre fermes, ceux de Matebele, la vallée de Glen (NAMPAAD (National Master Plan for Arable Agriculture and Dairy Develeopment- Plan Directeur National pour l’Agriculture Arable et le Développement des Produits Laitiers), Kopong et Ramaphatle, à partir du 1er juillet 2013 au 30 mai 2014. Les profils de sol ont été échantillonnés pour les nitrites et les nitrates à différentes profondeurs (0-30cm, 30-50 cm et 50-80cm). Les facteurs pouvant altérer la capacité de lessivage des sols étant le pH du sol et la teneur en eau ont également été évalués. En général, dans tous les profils, l’augmentation de la teneur en eau à une profondeur de 5,14% (g / g) de 0-30cm à 12,52% à 50-80cm. Le pH du sol diminué avec la profondeur de 6,9 à 6,0 à Kopong, de 7,1 à 6,3 à Matebele et de 5,1 à 4,0 à Ramaphatle. La de la teneur en nitrites de sol a augmenté de 0, 406 ìg / g de sol à 0,746 ìg / g et de 0,009 ìg / g de sol à 0,018 ìg / g de sol avec la profondeur dans Matebele et Kopong respectivement, et a diminué à une profondeur de 0,103 ìg / g de sol à 0,014 ìg / g sol et de 0,06 ìg / g de sol à 0,03 ìg /g de sol de la vallée de Glen et Ramaphatle respectivement. La teneur en nitrate du sol a diminué avec la profondeur de 0,005 ìg /g de sol à 0,003 ìg / g de sol (Kopong), de 0,012 ìg / g de sol à 0,007 ìg / g de sol (Matebele) et de 0,038 ìg / g de sol à 0,006 ìg /g de sol dans Nampaad respectivement à l’exception de Ramaphatle où elle est restée constante sur le profil du sol (0,01 ìg / g de sol). Le sol de la Vallée de Glen a eu une plus forte teneur en nitrate du sol (030 cm) de 0.38 ìg /g de sol, qui est plus qu’aux sols de deux, Matebele (0,012 ìg / g de sol) et Kopong (0,005 ìg /g de sol). Le taux d’humidité supérieur à une plus grande profondeur du sol explique la présence des ions de nitrites et de nitrates en raison de la mobilité en solution. Les essais sur le terrain ont révélé que le sol de la vallée de Glen est argileux, ainsi, le lessivage des nitrates et des nitrites est inferieur à cause de la prédominance des micropores rapport aux sols terreaux sableux de Kopong et de Ramaphatle, donc plus élevé en contenu de nitrite et de nitrate sur la surface du sol. L’étude indique une augmentation de nitrite et de nitrate du sol avec la profondeur dans les sols qui ont une teneur plus élevée de l’humidité dans les parties inférieures de la surface du sol. Ainsi l’arrosage excessif dans les études de ces fermes se traduit par lessivage de l’azote du sol et pourrait entraîner la contamination des eaux souterraines.
Language: 
Date of publication: 
2014
Country: 
Region Focus: 
Southern Africa
University/affiliation: 
Collection: 
RUFORUM Conferences and Workshops
Licence conditions: 
Open Access
Access restriction: 
Form: 
Printed resource
Publisher: 
ISSN: 
E_ISSN: 
Edition: 
Extent: 
589 -592