Forskere søger oprindelsen af ​​saltholdighed, der fører til afgrødeudbyttereduktion

Hvis du nogensinde har set en mark dækket af, hvad der ligner et lag hvid jord, du ved måske ikke, at den "jord" faktisk er salt. Over tid, salt kan bygge op og skabe en skorpe oven på jorden, gør det svært for vand at trænge ind og dyrke afgrøder. Hvis saltopbygning oven på og i jordbunden fortsætter i år eller årtier, jorden bliver ubrugelig.

Dette er et problem især i tørre klimaer, hvor landmænd udnytter kunstvanding til at vande deres afgrøder, ligesom USA, Australien, Mellemøsten, Indien, og Pakistan. Med dårlig dræning i disse områder, salt ophobes i jorden, hvilket fører til afgrødeudbyttereduktion.

Ved hjælp af et femårigt, $ 500, 000 Faculty Early Career Development Program (CAREER) -pris fra National Science Foundation (NSF), Lektor Ryan Bailey i Institut for Civil- og Miljøteknik undersøger oprindelsen til sådan opbygningsfremkaldende salt. Han tror, ​​det kan komme fra regnvejr og lynfloder, der sker langt opstrøms fra vandløbsopløbene, søer, og reservoirer, der bruges til at vande afgrødemarker.

Brug af et område langs Arkansas River Basin i det sydøstlige Colorado som et teststed, hvor kunstvanding har fundet sted i mere end 100 år, Bailey planlægger at måle vandgennemstrømning og saltkoncentration af nedbør og afstrømning før, i løbet af, og efter stormhændelser.

"Vi forsøger at finde ud af, hvor meget salt der forlader vandskelområdet og gør det til vandløbet, der til sidst omdirigeres til kunstvanding langs ådalen, "sagde Bailey.

Hvis nedbøren er en betydelig saltkilde, der er en god chance for, at meget af det ender i afgrødemarkerne, der bliver kunstvandet med Arkansas River -vand. Når Baileys team har en bedre forståelse af, hvordan salt bevæger sig gennem Arkansas River Basin -systemet, de vil bruge disse oplysninger til at forbedre en meget udbredt vandskel -hydrologi- og næringsstoftransportmodel kaldet Soil and Water Assessment Tool (SWAT). SWAT -forbedringen vil omfatte en model, der simulerer saltbevægelse fra tordenvejr for ethvert andet vandløb i verden.

"SWAT bruges rundt om i verden til at forstå gødningspraksis og til håndtering af næringsstoffer, men vi prøver også at bruge det til saltbehandling med nogle ændringer, "sagde Bailey." Det er allerede en meget udbredt model - vi udvider bare applikationen. "

Saltvidenskab for studerende

Mens det gavner vandforvaltere globalt med tilføjelserne til SWAT, Bailey håber også at inspirere potentielle fremtidige vandforvaltere ved at undervise lokale mellem- og gymnasieelever i hydrologi og vandkvalitetsbegreber. Partnerskab med naturfagslærere fra lokale Fort Collins -skoler, samt med College of Natural Sciences Education and Outreach Center, Bailey vil udvikle en pensum og værktøjskasser til implementering af programmet i efteråret 2020. Året efter, Bailey vil bringe pensum og værktøjskasser til skoler i Arkansas River Basin.

"Vi vil gøre det sjovt, og har mange praktiske aktiviteter for studerende, "sagde Bailey." Jeg vil meget gerne, at programmet tilskynder eleverne til at tænke mere over STEM -karrierer. "

De hydrologieksperimenter, som eleverne vil gennemføre, involverer at besøge lokale floder og søer for at måle saltkoncentrationen af ​​vand. Læreplanen for det opsøgende program vil opfylde videnskabelige kriterier for Colorado Academic Standards, tilskynde pædagoger til at fortsætte med at undervise i materialet i fremtiden.

"Jeg er glad for, at vores forskningsgruppe blev anerkendt af NSF, "sagde Bailey." Og når jeg ser tilbage på oplevelsen, Jeg tror, ​​at et af højdepunkterne vil have været arbejdet med disse mellemskoleelever. "