Ny bevaringspraksis kan reducere kvælstofforurening i landbrugets drænvand

Hver sommer, en "død zone" dannes i den Mexicanske Golf. Plumer af iltrøvende alger, fodret af overskydende nitrogen, der kommer ind fra Mississippi-floden, dræbe livet i havet og true levebrødet for dem, der fisker i Golfen. Stater, der grænser op til Mississippi-floden, indfører strategier for at begrænse nitrogen fra spildevandsrensningsanlæg, overfladeafstrømning, og landbrugsmarker. I en ny undersøgelse, Forskere fra University of Illinois har anslået, at en ny konserveringspraksis kendt som mættede buffere kan reducere nitrogen fra landbrugets dræning med 5 til 10 procent.

"Det lyder måske ikke af meget, i betragtning af, at landbrugsdræning kun repræsenterer en del af det kvælstof, der kommer ind i Mississippi. Men 5 til 10 procent er ret godt for en billig, passivt system, som landmændene kan sætte ind og glemme alt om, " siger Reid Christianson, forskningsadjunkt ved Institut for Afgrødevidenskab ved U af I og medforfatter til undersøgelsen, udgivet i Landbrugs- og miljøbreve .

Mættede buffere er vegeterede strimler af land - så lidt som 30 fod på tværs - mellem flisedrænede landbrugsmarker og vandveje. Normalt, fliserør, der fører drænvand fra markerne, løber direkte ud i grøfter eller vandløb. Med en mættet buffer, vandet ledes om til et perforeret rør, der løber under overfladen og parallelt med åen. Vand strømmer derefter gennem jorden af ​​den mættede buffer ind i åen. Langs vejen, jordmikrober fjerner naturligt op til 44 procent af nitrogenet.

"Mættede buffere tager ikke meget jord ud af produktion, og er ret billige til $3, 000 til $4, 000 til at behandle dræning fra et område på størrelse med marken (ca. 30 til 80 acres). Landmænd skal være villige til ikke at drive landbrug lige op til åen, men med hensyn til bevaringspraksis på kanten af ​​marken, Jeg tror, ​​at mættede buffere nemt passer til landbrug og giver yderligere fordele som dyreliv og bestøverhabitat, siger Laura Christianson, adjunkt også i afdelingen for afgrødevidenskab og medforfatter til undersøgelsen.

For at nå frem til deres estimat for nitrogenreduktion, Christiansons og ph.d.-studerende Janith Chandrasoma så på offentligt tilgængelige digitale kort over afgrøder, jord, og strømtyper for at estimere det samlede antal mættede buffere, der kunne installeres på tværs af Midtvesten:248, 000 til 360, 000, som kunne behandle op til 9,5 millioner acres drænet jord. Med andre undersøgelser viser gennemsnitlige nitrogenfjernelsesrater mellem 23 og 44 procent, dette antal mættede buffere vil reducere den samlede kvælstofbelastning i landbrugets dræning med 5 til 10 procent.

Laura siger, at tilgangen krævede en masse antagelser. For eksempel, der er ingen satellitbilleder eller kort for flisedræningssystemer over hele Midtvesten, så forskerne antog, at majs- eller sojabønnermarker på jord karakteriseret som "dårligt drænet" højst sandsynligt var flisebelagt. Imidlertid, Reid bemærker, at flisedræningssystemer er installeret under mange majs- og sojabønnemarker i Midtvesten, ikke kun dårligt drænede.

"Samlet set, vores antagelser var relativt konservative. Vi undervurderede sandsynligvis vores tal som et resultat, " han siger.

Mættede buffere er en ny konserveringspraksis, med den første Natural Resources Conservation Service-standard offentliggjort i 2016. Indtil videre de er ikke blevet vedtaget i nærheden af ​​det omfang, der er vist muligt i Christiansons' undersøgelse. For eksempel, Laura vurderer, at der sandsynligvis er færre end 50 mættede buffere, der i øjeblikket opererer i hele Midtvest-regionen.

"Adoption på den skala, vi anslåede i papiret, er sandsynligvis langt væk, " hun siger, "men alt hvad vi kan gøre for at reducere nitrogenstrømmen til Golfen, især hvis det passer relativt nemt med den nuværende praksis på bedriften, fortjener opmærksomhed."

Papiret, "Mættede buffere:Hvad er deres potentielle indvirkning på tværs af det amerikanske Midtvesten?" er udgivet i Landbrugs- og miljøbreve .