Boksning op ag mark nitrogen

Foråret i Amerikas hjerteland er ofte vådt. Det gør dens jord for blød til plantning. En løsning på det problem er flisedræning. Avlere indsætter en række rør (afløbsfliser) under deres marker, som dræner vand fra jorden til nærliggende vandløb og søer.

Mange af de eksisterende fliseafløb blev installeret for over 50 år siden og var med til at øge udbyttet. Avlere var i stand til at komme tidligere ind på deres marker for at plante uden at komprimere jorden. Deres vækstsæson blev forlænget med flere uger, hvilket kan øge udbyttet markant.

Imidlertid, i slutningen af ​​1980'erne, et nyt problem blev fundet:nitrat fra midtvestlige marker kom ind i den Mexicanske Golf. Den rejste en sti, der startede ved fliseafløbene, derefter ud i vandløbene, ned ad Mississippi-floden, og ind i Golfen. Mens fjernelse af fliseafløbene kunne have løst dette problem, avlere ville ikke være i stand til at producere den samme mængde mad.

Forskere begyndte at udvikle kant-til-mark-praksis, så avlerne kunne beholde den tidlige plantning, der tilbydes af flisedrænene, mens de beskyttede nærliggende vandløb - og den Mexicanske Golf - mod nitratforurening.

En af disse videnskabsmænd er Tom Isenhart, en agronom og professor ved Iowa State University. I 2013 Isenhart og hans kolleger offentliggjorde data om evnen hos mættede strimler af naturligt jord nær vandløb til at fjerne nitrat fra drænvand af fliser. Der var gode nyheder. "Den indledende undersøgelse af mættede strandbuffere var lovende, " siger Isenhart. "Og det fik USDA til at udvikle en bevaringsstandard for praksis."

Der var en stor forskel i de bufferstrimler, som dette hold undersøgte. Fliseafløb havde en tendens til at løbe under typiske bufferstrimler i Midtvesten. Dette hold genforbundne vandstrømmen tilbage til jorden. "Typiske strandbuffere i flisebelagte drænede landskaber fjerner ikke meget nitrat, fordi vandstrømmen ikke er forbundet gennem jorden, " siger Isenhart.

Vand, der strømmer ned og gennem jorden, før det når en vandkilde, renses gennem naturlige processer. Installation af fliseafløb fører vandet direkte til åen, skære bufferen ud. Det vand nyder ikke godt af bufferens evne til biologisk at fjerne nitrat.

Holdets løsning var at omdirigere en brøkdel af vandstrømmen som lavt grundvand i bufferen. "Vi udgravede fliseudløbet i bufferstrimlen, " siger Isenhart. "Derefter installerede vi en kontrolboks med udtag fastgjort til nyt perforeret rør, der fungerer som et fordelerrør. Vi har også lavet et system, der giver os mulighed for at justere vandstanden. Dette sikrer, at vandet dræner fra gårdens marker ned i bufferstrimlens jord. En anden fordel ved dette system er, at når det er installeret, disse systemer behøver ikke at blive aktivt forvaltet af landmanden."

Isenhart hans team var i stand til at udvide undersøgelsen af ​​mættede riparian buffere til yderligere fem steder i Iowa. "Disse yderligere undersøgelser var nødvendige for at bekræfte de første resultater på vores første undersøgelsessted, " siger Isenhart. De bestemte også effektiviteten af ​​mættede strandbufferstrimler andre steder. Disse forskellige steder havde varierende jordbund og landskaber – vigtig information for avlerne. Derudover studiet blev udvidet til flere år. Dette gav forskerne data om bufferne under varierende vejrforhold, især varieret nedbør.

Andre forskere arbejder på andre løsninger til at reducere nitratniveauer fra flisedrænede marker. Isenhart og hans team beregnede omkostningerne ved fjernet nitrat for forskellige nitratfjernelsessystemer. Omkostningerne pr. pund fjernet nitrat for mættede strandbuffere var $1,33 (eller pr. kilogram, $2,94), med en levetid på 40 år. Denitrificerende træflisbioreaktorer har en levetid på omkring 10 år (før fliserne skal udskiftes) og har en pris på $0,95 pr. pund (eller pr. kilogram, $2,10) nitrogen fjernet.

"Mættede kantbufferstrimler er forholdsvis simplere, billigere, og hurtigere at installere end mange systemer, " siger Isenhart. "Men de er ikke egnede til alle landbrugsmarker. De kræver specifikke jordbunds- og landskabskarakteristika for at fungere korrekt. Dette kan begrænse deres anvendelse inden for visse typer af vandskel."

Ved at genkoble vandstrømmen tilbage gennem jorden, mættede kantbufferstrimler drager fordel af jordens naturlige renseevne. Når markforholdene er egnede til deres installation, de er et effektivt værktøj til at reducere nitratbelastninger i nærliggende vandløb og søer, giver avlerne mulighed for at fortsætte med at bruge fliseafløb.