Hvordan dækafgrøder kan beskytte Chesapeake Bay

Chesapeake Bay producerede engang titusindvis af millioner af skæpper østers om året. I dag er østershøsten under én procent af disse historiske højder. Hvad skete der?

"Med moderne landbrug og byudvikling i vandskellet omkring bugten i midten af ​​det 20. århundrede faldt vandkvaliteten hurtigt," siger Ray Weil, professor i jordbundsvidenskab ved University of Maryland. "Snart forsvandt østersen, mange af fiskene uddøde næsten, og krabberne var truet."

Weil studerer måder at hjælpe Chesapeake Bay med at komme sig. Hans forskning fokuserer på en af ​​de vigtigste syndere i bugtens tilbagegang:næringsstoffer. Nøgle plantenæringsstoffer som nitrogen og fosfor er gode for afgrøder, siger Weil. "Men i vandløb stimulerer kvælstof også produktionen af ​​planter. I dette tilfælde er det vandukrudt og alger," siger han. Al den ekstra biomasse dør og rådner og fjerner ilt fra vandet. Iltmangel i vandet er en stor trussel mod livet i Chesapeake Bay. Derudover kan nogle alger være giftige for mennesker og fisk.

Weils undersøgelse blev offentliggjort i Journal of Environmental Quality , en publikation af American Society of Agronomy, Crop Science Society of America og Soil Science Society of America.

Mens Chesapeake Bay har mistet noget af sin glans på grund af ernæringsmæssige udfordringer, giver det stadig mange fordele for nærliggende beboere. Det er den næststørste flodmunding - et levested for brakvand - i verden. Selve bugten er omkring 200 miles lang. Men dens vandskel dækker 64.000 kvadratkilometer på tværs af seks stater og Washington, D.C. Omkring 500 millioner pund fisk og skaldyr høstes fra bugten hvert år. Habitatet renser også vand og giver samtidig ynglepladser for vigtige dyreliv.

For at hjælpe deres kæmpende vandveje stemte indbyggere i Maryland for at beskatte sig selv for at give landmænd incitamenter til at dyrke dækafgrøder. Det er afgrøder, som landmændene ikke sælger, men som kan holde på overskydende nitrogen og holde det ude af vandvejene.

I Weils seneste forskning studerede han, hvordan tidspunktet for vækst af dækafgrøder påvirkede deres evne til at holde nitrogen ude af Chesapeake Bay-vandet. Dækafgrøder plantes typisk sent på året, efter at landmændene har høstet deres kontantafgrøder. Hans laboratoriums tidligere forskning indikerede dog, at dette sandsynligvis var for sent til, at dækafgrøder kunne være effektive til at opfange nitrogen. Nøglemålingen er, hvor meget nitrogen drænes gennem jorden til grundvandet; en proces kendt som udvaskning.

"I bund og grund troede vi, at den kritiske nitrogenopsamling finder sted før vinterdvale snarere end om vinteren og foråret, når den faktiske udvaskning finder sted," siger Weil. For at teste ideen plantede hans laboratorium tre forskellige typer dækafgrøder på fire forskellige tidspunkter i efteråret over to år. Afgrøderne omfattede vinterrug, radise og en blanding af rug, radise og kløver. Plantedatoerne varierede fra midten af ​​august til midten af ​​oktober.

Forskerholdet fandt ud af, at jo tidligere dækafgrøderne blev plantet, jo bedre var de i stand til at holde nitrogen ude af grundvandet. "Kun et par ugers forskel i plantedatoer forårsagede betydelige forskelle i mængden af ​​udvasket kvælstof, især hvis plantningen fandt sted efter midten af ​​september under Maryland-forhold," siger Weil.

Vinterrug har traditionelt været den foretrukne dækafgrøde i området, da den overlever barske vejrforhold. Men Weils team havde mistanke om, at andre afgrøder kunne klare sig lige så godt, især hvis de blev plantet tidligt. Faktisk viste testene, at alle tre typer dækafgrøder reducerede nitrogenudvaskningen.

Desværre er midten af ​​september for tidligt til at høste afgrøder i de fleste sædskifte i Maryland.

"For de fleste majs- og sojabønnebønder vil plantning af en dækafgrøde tidligt nok til at være effektiv til at forhindre nitrogenudvaskning sandsynligvis betyde at få dækafgrøden etableret, før kontantafgrøden høstes," siger Weil. Det betyder at være kreativ, som at sprede frø af dækafgrøder med fly. Dette får frøene tidligt ind mellem afgrøderne, hvilket giver dem mulighed for at begynde at vokse uden at skade de modnende kontantafgrøder.

Weils forskning hjælper med at maksimere fordelen for indbyggere i Maryland, som belønner Chesapeake Bay, og viser, hvordan landmænd også kan få mest muligt ud af deres dækafgrøder. "Dækafgrøder giver mange fordele for den landmand, der bruger dem; fra at spare jord, undertrykke ukrudt, indfange dyre næringsstoffer og genbruge dem til fremtidige afgrøder, til at opfange kulstof, som vil forbedre jordens organiske stof og måske endda give CO2-markedsbetalinger," siger han . "Tidlig etablering kan i høj grad forbedre ydeevnen af ​​dækafgrøder og dermed afkastet af investeringen."