Klare søer dækker forringet vandkvalitet

Skindet kan bedrage. Kig på hundrede søer i landbrugets hjerteområde i USA, og du vil sandsynligvis se grønne søer omgivet af grønne marker. Kvælstof og fosfor i landbrugsgødning, der hjælper afgrøder med at vokse, giver også næring til væksten af ​​alger og cyanobakterier, der i overskud kan gøre søer til farven på ærtesuppe.

Men da forskere kiggede på 13 års data fra 139 søer i intensivt landbrugsområder i Iowa, så de søer, der var overraskende klare på trods af ekstremt høje næringsstofkoncentrationer.

I en undersøgelse offentliggjort 9. oktober, 2017 i journalen Indlandsvand forskere fra University of Minnesota Duluth og Minnesota Sea Grant rapporterer, at søerne var så overdrevent befrugtede, at de fleste af disse alger og cyanobakterier indeholdende det grønne pigment klorofyl blev dræbt.

"En af farerne her er at tage fejl af øget vandklarhed for forbedret vandkvalitet, sagde Chris Filstrup, hovedforfatter af undersøgelsen og en forskningsassistent med UMD Large Lakes Observatory og Minnesota Sea Grant. "Faktisk, vandkvaliteten i disse tilfælde er dårligere end i søer, der har flere alger, endnu lavere niveauer af næringsstoffer. "

Tilsynsmyndigheder har ofte brugt vandklarhed som en indikator for vandkvalitet. Resultaterne af denne undersøgelse tyder på, at tilgang ikke nødvendigvis fungerer i alle regioner.

De overdrevne næringsindhold sker, når regn og snesmeltning vasker fosfor og nitrogen fra landbrugsmarker, fodre masser, forstæder og bycentre til søer og andre vandområder. Dette nye fænomen modsiger generaliseringen af, at selv ekstreme koncentrationer af fosfor og nitrogen fortsat brænder algernes vækst.

"I nogle af Iowa -søerne i vores undersøgelse noterede vi fosforniveauer 10 gange, hvad vi ville forvente at se i en nordlig Minnesota -sø, "sagde Filstrup." Vi var forbløffede over at se, at nitrogenniveauerne var mere end 30 gange højere. "

Sådanne ekstreme næringsindhold ser ud til at ødelægge eksisterende alger og cyanobakterier, hvilket resulterer i en stigning i vandets klarhed. Konceptet ligner den måde, hvorpå påføring af for meget gødning på land kan beskadige, hvis ikke dræbe, planter og gør jorden gold.

"Vi troede, at det lave udseende af alger ved høje nitrogenkoncentrationer kan skyldes ubalancer i andre næringsstoffer, eller for meget skygge til alger at vokse, eller at nogle alger er mindre grønne, eller at zooplankton spiser flere alger, når der er meget nitrogen, "sagde medforfatter John A. Downing, direktør for Minnesota Sea Grant, en videnskabsmand ved UMD Large Lakes Observatory og en professor ved UMD Biologisk Institut. "Men ingen af ​​disse hypoteser udspillede sig. Den eneste forklaring, der giver mening, indtil nu, er, at højt kvælstof er dårligt for alger. "

Faldreduktionen er sandsynligvis resultatet af samspillet mellem fosfor, nitrogen, landskabet og sollyset, som, når de kombineres, får de overdrevne nitratpartikler i vandsøjlen til at danne reaktive iltarter, der beskadiger eller dræber alger ved at sprænge deres cellevægge og membraner, siger Filstrup og Downing.

"Du tænker måske på det som brintoverilte, "sagde Filstrup." Hældning af hydrogenperoxid på et snit får bakterier til at briste. Derfor suser det. I søer, de reaktive iltarter, der kan dannes fra nitrat, bruser ikke, men de kan ødelægge organisk stof, muligvis inkluderer planteplankton. "

Da efterspørgslen efter landbrugsprodukter fortsætter med at vokse og dermed øget brug af gødning, forfatterne håber, at denne undersøgelse vil tjene som et lærerigt eksempel for andre landbrugsregioner, der oplever eller risikerer ekstrem næringsstofbelastning.

"Påføring af for meget nitrogen på marker, græsplæner og haver spilder penge, fører til usunde søer og beskadiger endda Den Mexicanske Golf. Dyrkning af afgrøder og håndtering af animalsk affald i henhold til bedste forvaltningspraksis er afgørende, "sagde Downing.