Undersøgelse kvantificerer effekten af ​​ældre fosfor i reduceret vandkvalitet

I årtier, fosfor er akkumuleret i Wisconsin -jord. Selvom landmændene har taget skridt til at reducere mængden af ​​landbrugsnæringsstoffet, der påføres og løber ud af deres marker, en ny undersøgelse fra University of Wisconsin-Madison afslører, at en "arv" af rigeligt jordfosfor i Yahara vandskel i det sydlige Wisconsin har en stor, direkte og langvarig indvirkning på vandkvaliteten.

Udgivet 13. marts i tidsskriftet Økosystemer , undersøgelsen kan være den første til at levere kvantificerbare beviser for, at eliminering af overflod af fosfor vil være afgørende for at forbedre kvaliteten af ​​Wisconsin's søer og floder.

For eksempel, resultaterne tyder på, at en reduktion på 50 procent af jordfosfor i Yahara -vandområdernes dyrkede områder ville forbedre vandkvaliteten ved at reducere fosforkoncentrationen om sommeren i Mendota -søen, regionens flagskibssø, med 25 procent.

"Hvis vi fortsætter med at anvende fosfor i en større hastighed, end vi fjerner det, så ophobes fosfor over tid, og det er, hvad der er sket i mange årtier i Yahara -vandskellet, "siger Melissa Motew, undersøgelsens hovedforfatter og en ph.d. kandidat i UW-Madison Nelson Institute for Environmental Studies.

Fosfor siver primært ind i jordbunden ved hjælp af gødning og gødning, og hvad afgrøder og andre planter ikke bruger til at vokse, lækker derefter ud i vandveje med regn og snesmeltning. Forskere har længe troet, at overskydende jordfosfor er en synder bag det grumsede vand og ildelugtende algeblomst i nogle af Wisconsin's søer og floder.

Konventionel indsats, som landbrug uden jord og dækafgrøder, har forsøgt at afhjælpe næringsstofafstrømning ved at bremse dens bevægelse fra jord til vandveje. Imidlertid, undersøgelsen viser, at simpelthen forhindring af afstrømning og erosion ikke løser kerneproblemet med rigelig jordfosfor, og denne overflod kunne tilsidesætte bevaringsindsatsen.

"Løsninger bør fokuseres på at forhindre fosfor i at gå ud i landskabet eller udvinde den overskydende mængde, der allerede er opbygget, "siger medforfatter Christopher Kucharik, professor i agronomi og miljøstudier ved UW-Madison.

Ved hjælp af nyligt avancerede computermodeller, undersøgelsen viser, at vandskellet har omkring fire gange mere fosfor i jorden end anbefalet af UW-Extension, som skriver statens anbefalinger om næringsstofstyring baseret på hvilke afgrøder der har brug for og et landskabs potentiale for næringsstofafstrømning.

I øvrigt, undersøgelsen viser, at hvis jordens fosforindhold fortsætter med at stige, efterhånden som klimaet også ændres og bliver vådere, der vil være mere afstrømning og yderligere fald i vandkvaliteten. At reducere overskuddet kan afbøde denne risiko, Siger Motew.

I øjeblikket, den eneste metode, der er kendt for at nedbringe fosfor i jorden, er høst af afgrøder, men Kucharik forklarer, at planter kun fylder en lille del af overskuddet hvert år.

"Det er usandsynligt, at noget beskæringssystem hurtigt vil trække det overskydende ned, " han siger.

Det vil kræve, at man arbejder med landmænd for at øve bedre næringsstofregnskaber og imødegå tendensen hos nogle til at anvende mere gødning, som en forsikringsforanstaltning, end der er brug for.

"Landmænd har mange forskellige beslutninger at tage og prioriteter, som de skal jonglere med. Hvis vi vil tage fat på det ældre fosforproblem, håndtering af næringsstoffer og gødning bliver nødt til at blive en højere prioritet, "siger Motew, der tilføjer, at presset fra landbrug og efterspørgsel efter produkter som kød og mælk ligger til grund for problemet.

Men fødevareproduktion behøver ikke at blive kompromitteret af potentielle løsninger, Siger Kucharik. Der er tilstrækkeligt med fosfor i vores jord "til at understøtte plantens næringsbehov i lang tid."

Innovation inden for bortskaffelse af husdyrgødning ville også hjælpe. I hele Wisconsin, landmænd har mere gødning, end de ved, hvad de skal gøre med, og den primære måde at slippe af med det er at sprede det på deres jord, hvor dets fosfor bare tilføjer overskud.

"Støtte til husdyrgødningsmidler, fjernelse af fosfor fra sø- og vandsediment, og andre foranstaltninger for at genbruge det fosfor, der allerede er på plads, ville være gavnligt for at reducere koncentrationerne i vores jord på lang sigt, "siger Kucharik.

Nøglen til at finde løsninger er også brug af state-of-the-art computermodeller, ligesom dem udviklet af forskergruppen til undersøgelsen, som tillod dem at identificere direkte forhold mellem jordfosfor og vandkvalitet - en præstation, der praktisk talt var umulig ved hjælp af videnskabelige observationer alene.

"Selvom vi længe har vidst, at for meget fosfor er dårligt, modellerne giver os mulighed for at kvantificere, hvad 'dårligt' betyder, "siger Motew. Selvom undersøgelsesmetoden ikke giver en blueprint til opnåelse af rene søer, at sætte tal bag en fornuftig forståelse af et komplekst system er et skridt i den rigtige retning, hun siger.