Vegetation Response to a One-Time Spent Drilling Mud Application to Semiarid, Mixed-Grass Prairie

Abstract

Landspraying while drilling (LWD) is an approved disposal method for water-based drilling mud (WBM) systems in western Canada. The mud is applied either on cultivated land, where it is incorporated by cultivation, or on vegetated land where it is not incorporated. This study examined the effects of summer WBM application (0, 15, 20, 40, and 80 m3 · ha−1) on native vegetation properties. Our results indicated that LWD increased bare ground but decreased lichen cover at the 80 m3 · ha−1 rate relative to the untreated control. Nitrogen (N), sulfur (S), and magnesium (Mg) concentrations in aboveground plant tissue increased with increasing LWD rate in samples taken 45 d after WBM application, but these differences disappeared 1 yr after treatment. Increase in tissue concentration of phosphorus (P) with LWD rate, however, was only detected 3 yr after LWD. Nonetheless, these changes in tissue chemistry were not associated with significant changes in biomass yield or species composition. Overall, our results suggest that single WBM applications at rates (≤ 20 m3 · ha−1) commonly used in western Canada, if properly managed, are unlikely to adversely affect native prairie vegetation. El rociado del terreno durante la perforación (LWD) es un sistema aprobado de eliminación de lodo en sistemas de perforación basados en el uso de agua (WBM) en el oeste de Canadá. El lodo puede aplicarse a tierras arables, donde es incorporado al suelo mediante la labranza, o a tierras con cobertura de vegetación donde no es incorporada al suelo. Este estudio examinó el efecto de la aplicación de WBM durante el verano (0, 15, 20, 40, y 80 m3 · ha−1) sobre las propiedades de la vegetación nativa de la pradera. Nuestros resultados indicaron que el LWD incrementó el suelo desnudo pero provocó una disminución en la cobertura de líquenes comparado con el testigo cuando la aplicación fue de 80 m3 · ha−1. La concentración de nitrógeno (N), azufre (S), y magnesio (Mg) en los tejidos vegetales aéreos aumentó con incrementos en la dosis de LWD en muestras tomadas 45 días luego de la aplicación del WBM, pero estas diferencias desaparecieron un año después del tratamiento. El aumento en la concentración de fósforo (P), sin embargo, sólo se detectó tres años después del LWD. No obstante, estos cambios en la composición química de los tejidos no estuvieron asociados a cambios significativos en la producción de biomasa o en la composición de especies. Nuestros resultados sugieren que en general, una única aplicación de WBM en dosis (≤ 20 m3 · ha−1) comúnmente usadas en el oeste de Canadá, no tendría un efecto negativo sobre la vegetación de la pradera si la misma es manejada correctamente.