Characteristics of nutrient concentrations during low streamflow in Korean watersheds with paddy fields

Abstract

We investigated nutrient concentrations, during periods of low streamflow, from medium-scale watersheds (5.1-15.3 km 2 ) with paddy fields. Data were collected both during irrigation and non-irrigation periods, from 1996 to 2000. Mean total nitrogen (TN) concentration during irrigation periods (2.6 mg l À1 ) was significantly lower than during non-irrigation periods (6.2 mg l À1 ), most likely due to the dilution effect of higher discharge and nitrogen removal in the forest and paddy field by denitrification. Mean total phosphorus (TP) concentration during irrigation periods (0.13 mg l À1 ) was higher than during non-irrigation periods (0.09 mg l À1 ). Therefore, the mean TN:TP ratio during irrigation periods was 20:1, compared to 67:1 during non-irrigation periods; hence the possibility of cyanobacterial blooms was higher during the peak of irrigation. During irrigation periods, TN concentrations in the study watersheds displayed no relationship with discharge, similar to the finding for the paddy fields. Paddy field irrigation may impact on nitrogen concentrations in low streamflow at the watershed scale. RÉ SUMÉLes concentrations de nutriments en période de basses eaux ont été étudiées dans des bassins de taille moyenne (de 5,1 à 15,3 km 2 ) avec rizières. Des données ont été collectées en période d'irrigation et de non-irrigation, de 1996 à 2000. Pendant la période d'irrigation, la moyenne de la concentration en azote total (NT) (2,6 mg 1 À1 ) était significativement plus basse que durant la période de non-irrigation (6,2 mg 1 À1 ), sans doute en raison d'une dilution plus importante des débits et de la diminution d'azote dans les forêt et les rizières par dénitrification. Pendant la période d'irrigation, la moyenne de la concentration en phosphore total (PT) (0,13 mg 1 À1 ) était plus élevée que durant la période de non-irrigation (0,09 mg 1 À1 ). Par conséquent, le rapport moyen NT/PT était de 20 pour 1 pendant la période d'irrigation, au lieu de 67 pour 1 pendant la période de non-irrigation; d'où une possibilité de blooms cyanobactériens plus élevée pendant la pointe d'irrigation. Pendant la période d'irrigation, les concentrations en NT dans les bassins étudiés n'ont montré aucune relation avec les débits, de même que dans les rizières. L'irrigation des rizières pourrait influencer les concentrations d'azote à l'échelle du bassin hydrographique en période de basses eaux.