science >> Wetenschap >  >> Natuur

Stroken prairieplanten vertragen het verlies van grond, voedingsstoffen en water uit landbouwvelden, dubbele biodiversiteit

Matt Helmers, een professor aan het Department of Agricultural and Biosystems Engineering van de Iowa State University en een hoofdonderzoeker van "Science-based Trials of Rowcrops Integrated with Prairie Strips, " beschreef hoe stroken prairieplanten bodemerosie en afvoer hebben verminderd tijdens een rondleiding door een sojabonenveld in de buurt van Des Moines. Credit:Jane Hodgins, USDA Bosdienst

Een schone witte plastic goot in een sojabonenveld in Iowa getuigt van een nieuw en mogelijk ketters idee:prairieplanten, ooit omgeploegd door boeren die maïs en sojabonen verbouwden in het Midwesten, voordelen opleveren voor zowel boeren als het milieu wanneer ze worden geïntegreerd met rijgewassen.

De goot is slechts een van de vele die worden gebruikt op en nabij de Neal Smith National Wildlife Refuge ten oosten van Des Moines, Iowa, in de loop van een decennium van onderzoek genaamd "Science-based Trials of Rowcrops Integrated with Prairie Strips" of STRIPS. Zonder stroken prairieplanten die over het hellende veld van sojabonen bogen, de goot zou waarschijnlijk enkele centimeters grond hebben vastgehouden na een zware regenbui.

Het STRIPS-onderzoeksteam wordt geleid door de Iowa State University, de USDA Forest Service, Leopold Stichting voor Duurzame Landbouw, en de Amerikaanse Fish &Wildlife Service. Een artikel dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd Proceedings van de National Academy of Sciences ( PNAS ) beschrijft onderzoek dat de effecten kwantificeert van het integreren van stroken inheemse prairiesoorten te midden van maïs- en sojaboongewassen, met prairiestroken die zijn ingericht om afvoer op hellende stroomgebieden tegen te houden. Onderzoekers melden dat het vervangen van 10-20 procent van het akkerland door prairiestroken de biodiversiteit en ecosysteemdiensten verhoogde met minimale gevolgen voor de gewasproductie.

"Dit onderzoek heeft het potentieel om de manier waarop we landbouw bedrijven in het Midwesten te veranderen, " zei Randall Kolka, een co-auteur van de PNAS-studie en een bodemonderzoeker en teamleider bij het Northern Research Station van de USDA Forest Service. "Prairieplanten zijn zeer effectief in het op zijn plaats houden van de grond, wat helpt voorkomen dat stikstof en fosfor in de waterwegen en uiteindelijk in de Golf van Mexico terechtkomen."

De studie omvat bevindingen van 12 stroomgebieden in het Neal Smith National Wildlife Refuge. De proefgebieden bestonden uit maïs- en sojabonenvelden met stroken prairie die op verschillende posities en percentages in het rijgewaslandschap in het land waren geïntegreerd. Elke prairiestrook bevatte talrijke soorten overblijvend gras en wilde bloemen om de beweging van water te vertragen en ervoor te zorgen dat planten het hele groeiseizoen in bloei zouden staan ​​om leefgebied te bieden aan bestuivende insecten.

Onderzoek suggereert dat prairiestroken het verlies van bodem en voedingsstoffen van steile grond verminderen, bieden leefgebied voor dieren in het wild en verbeteren van de waterinfiltratie. Volgens de studie gepubliceerd door PNAS , het omzetten van slechts 10 procent van het bebouwde gebied in prairiestroken verminderde het bodemverlies met 95 procent, fosforverliezen in oppervlakte-afvoer met 77 procent, nitraatconcentraties in grondwater met 72 procent en totale stikstofverliezen in oppervlakte-afvoer met 70 procent, vergeleken met stroomgebieden van alle gewassen. Het aantal bestuivers en vogels is meer dan verdubbeld.

"De stroken zijn ontworpen om te fungeren als een verkeersdrempel om het water te vertragen en het tijd te geven om in de grond te infiltreren, " zei Lisa Schulte Moore, de hoofdauteur van de studie en een professor aan de Iowa State University.

Verschillende boeren in Iowa gebruiken STRIPS als onderdeel van hun landbouwactiviteiten, en het onderzoek is aan de gang.

Onderzoekers schatten dat prairiestroken kunnen worden gebruikt om de biodiversiteit en ecosysteemdiensten te verbeteren op 3,9 miljoen hectare akkerland in Iowa en een groot deel van de 69 miljoen hectare die in de Verenigde Staten in rijgewassen is geplant. een groot deel daarvan in het Midwesten.