Al decenia, fosfor heeft zich opgehoopt in de bodem van Wisconsin. Hoewel boeren stappen hebben ondernomen om de hoeveelheid landbouwvoedingsstof die op hun velden wordt aangebracht en wegvloeit, te verminderen, een nieuwe studie van de Universiteit van Wisconsin-Madison onthult dat een "erfenis" van overvloedig bodemfosfor in het Yahara-stroomgebied van Zuid-Wisconsin een grote, directe en langdurige impact op de waterkwaliteit.

Gepubliceerd op 13 maart in het tijdschrift ecosystemen , de studie kan de eerste zijn die kwantificeerbaar bewijs levert dat het elimineren van de overvloed aan fosfor van cruciaal belang zal zijn voor het verbeteren van de kwaliteit van de meren en rivieren van Wisconsin.

Bijvoorbeeld, de resultaten geven aan dat een vermindering van 50 procent van het fosfor in de bodem in de akkerlanden van het Yahara-stroomgebied de waterkwaliteit zou verbeteren door de zomerconcentratie van fosfor in Lake Mendota te verminderen, het vlaggenschip van de regio, met 25 procent.

"Als we doorgaan met het toepassen van fosfor in een groter tempo dan we het verwijderen, dan hoopt fosfor zich op in de loop van de tijd en dat is wat er gedurende vele decennia gebeurt in het stroomgebied van Yahara, " zegt Melissa Motew, de hoofdauteur van de studie en een Ph.D. kandidaat in het UW-Madison Nelson Institute for Environmental Studies.

Fosfor sijpelt voornamelijk via mest en mest in de bodem, en wat gewassen en andere planten niet gebruiken om te groeien, lekt dan in waterwegen met regen en gesmolten sneeuw. Wetenschappers hebben lang geloofd dat overtollig bodemfosfor een boosdoener is achter de troebele wateren en stinkende algenbloei in sommige van de meren en rivieren van Wisconsin.

conventionele inspanningen, zoals no-till farming en bodembedekkers, hebben geprobeerd de afvoer van nutriënten aan te pakken door de verplaatsing van de bodem naar de waterwegen te vertragen. Echter, de studie toont aan dat het eenvoudigweg voorkomen van afvoer en erosie het kernprobleem van overvloedig bodemfosfor niet aanpakt, en deze overvloed zou de instandhoudingsinspanningen teniet kunnen doen.

"Oplossingen moeten erop gericht zijn te voorkomen dat fosfor in het landschap terechtkomt of de overtollige hoeveelheid die al is opgebouwd, te ontginnen, " zegt co-auteur Christopher Kucharik, een professor in agronomie en milieustudies aan UW-Madison.

Met behulp van nieuwe geavanceerde computermodellen, de studie toont aan dat het stroomgebied ongeveer vier keer meer fosfor in de bodem heeft dan wordt aanbevolen door UW-Extension, die de aanbevelingen voor het beheer van nutriënten van de staat schrijft op basis van wat gewassen nodig hebben en het potentieel van een landschap voor afvoer van voedingsstoffen.

Bovendien, de studie geeft aan dat als het fosforgehalte in de bodem blijft stijgen naarmate het klimaat ook verandert en natter wordt, er zal meer afvoer zijn en de waterkwaliteit zal verder achteruitgaan. Het verminderen van het overschot zou dit risico kunnen verkleinen, zegt Motew.

Momenteel, de enige bekende methode om bodemfosfor te onttrekken is het oogsten van gewassen, maar Kucharik legt uit dat planten elk jaar slechts een klein deel van het overschot opnemen.

"Het is onwaarschijnlijk dat een teeltsysteem de overmaat snel zal wegnemen, " hij zegt.

Er zal met boeren moeten worden samengewerkt om een ​​betere boekhouding van nutriënten toe te passen en de neiging van sommigen om meer mest toe te dienen, tegen te gaan. als verzekeringsmaatregel, dan nodig is.

"Boeren hebben veel verschillende beslissingen te nemen en prioriteiten waarmee ze moeten jongleren. Als we het oude fosforprobleem willen aanpakken, nutriënten- en mestbeheer zal een hogere prioriteit moeten krijgen, " zegt Motew, die eraan toevoegt dat de druk van de landbouw en de vraag naar producten zoals vlees en melk ten grondslag liggen aan het probleem.

Maar de voedselproductie hoeft niet in het gedrang te komen door mogelijke oplossingen, zegt Kucharik. Er is genoeg overtollig fosfor in onze bodem "om gedurende lange tijd in de voedingsbehoeften van planten te voorzien".

Ook innovatie in de mestafvoer zou helpen. In heel Wisconsin, boeren hebben meer mest dan ze weten wat ze ermee moeten doen, en de belangrijkste manier om ervan af te komen is door het op hun land te verspreiden, waar zijn fosfor alleen maar bijdraagt ​​aan het overschot.

"Ondersteuning voor mestvergisters, de verwijdering van fosfor uit meer- en stroomsediment, en andere maatregelen om het reeds aanwezige fosfor te recyclen, zouden gunstig zijn voor het verminderen van de concentraties in onze bodems op de lange termijn, ' zegt Kucharik.

Ook de sleutel tot het vinden van oplossingen is het gebruik van ultramoderne computermodellen, zoals die ontwikkeld zijn door het onderzoeksteam voor de studie, waardoor ze directe relaties tussen bodemfosfor en waterkwaliteit konden identificeren - een prestatie die vrijwel onmogelijk was met alleen wetenschappelijke waarnemingen.

"Hoewel we al lang weten dat te veel fosfor slecht is, de modellen stellen ons in staat om te kwantificeren wat 'slecht' betekent, ", zegt Motew. Hoewel de onderzoeksmethode geen blauwdruk biedt voor het bereiken van schone meren, cijfers achter een gezond verstand van een complex systeem plaatsen is een stap in de goede richting, ze zegt.