Elke zomer, de Golf van Mexico wordt overspoeld met overtollig stikstof en fosfor van afvalwaterzuiveringsinstallaties en landbouwvelden langs het stroomgebied van de Mississippi. En elke zomer, die voedingsstoffen creëren een "dode zone" in de Golf. Het probleem aankaarten, het Amerikaanse Environmental Protection Agency vormde een taskforce en verplichtte 12 staten om strategieën te ontwikkelen om de afvoer van landbouwproducten te verminderen.

Volgens onderzoekers van de Universiteit van Illinois, de strategieën zijn veelbelovend, en laat ruimte voor de toevoeging van bepaalde praktische elementen die besluitvormers kunnen helpen bij het kiezen van specifieke instandhoudingspraktijken om toe te passen of te vermijden. In een nieuwe studie, de onderzoekers onderzoeken strategieën voor het verminderen van het verlies van voedingsstoffen uit drie hogere staten in het Midwesten om de leemte te helpen opvullen.

De drie staatsstrategieën die in het onderzoek zijn geanalyseerd, Illinois, Iowa, en Minnesota, omvatte wetenschappelijke beoordelingen van verschillende instandhoudingspraktijken:zaken als bodembedekkers, conserverende grondbewerking, bioreactoren, wijzigingen in de stikstofdosering, en meer.

"We beoordeelden het vermogen van elke conserveringspraktijk om te worden gestapeld of gelaagd met andere en het vermogen om de implementatie van elke praktijk te volgen. Dit gaf ons een aantal zeer praktische informatie die kan worden gebruikt om de acceptatie te vergroten door ons te concentreren op die activiteiten die betaalbaar zijn, gemakkelijk te volgen, en effectief bij het verminderen van de afvoer van stikstof en fosfor. Het kunnen volgen van onze inspanningen zal ook de staats- en federale inspanningen helpen bij het bewaken van de voortgang in de richting van hypoxie-doelen in de Golf van Mexico, " zegt Reid Christianson, hoofdauteur van de studie- en onderzoeksassistent-professor bij de afdeling gewaswetenschappen aan de U of I.

De onderzoekers vergeleken eerst hoe de drie staten dezelfde praktijken beoordeelden in termen van hun effectiviteit, om tot een consensuscijfer te komen. Voor het grootste gedeelte, de beoordelingen waren vergelijkbaar in alle staten. Maar een paar praktijken sprongen eruit.

"Iowa en Illinois hebben vergelijkbare aantallen op het gebied van dekgewassen. Maar het is veel kouder in Minnesota, en ze hebben het moeilijk om zaden van bodembedekkers te laten ontkiemen nadat maïs en sojabonen zijn geoogst, ' zegt Reid.

Houtsnippers bioreactoren, een praktijk aan de rand van het veld, waren ook anders gerangschikt in de drie staten. De grote greppels zijn meestal gevuld met houtsnippers, huisvesting van microben die overtollig stikstof uit drainagewater verbruiken. In dit geval, de verschillen waren in dimensionering en ontwerpmethodologie in de drie staten.

Laura Christianson, co-auteur van de studie en universitair docent gewaswetenschappen, zegt, "Sommige praktijken, zoals bodembedekkers, werken eigenlijk anders van noord naar zuid, maar de andere reden waarom de aantallen varieerden, is omdat het onderzoek in de drie strategieën anders is uitgevoerd. Dat vertegenwoordigt een menselijk besluitvormingsproces - van cruciaal belang voor de staatsspecifieke strategie-inspanning."

Hoewel de vergelijking tussen staatsstrategieën zelf nieuw was, de onderzoekers zijn van mening dat hun beoordeling van "volgbaarheid" en "stapelbaarheid" van instandhoudingspraktijken nog nuttiger zal zijn voor besluitvormers. Ze maakten gebruik van de meningen van experts om aan elke praktijk een traceerbaarheidsscore toe te kennen. Bijvoorbeeld, conversie van land van een jaarlijks rijenteeltsysteem naar een houtachtige bufferstrook is zeer goed traceerbaar met behulp van satellietbeelden. Maar anderen? Niet zo veel.

"Als je denkt aan een praktijk in het veld, zoals hoeveel stikstof een boer toepast; er is geen betrouwbare manier om dat te volgen, Reid merkt op. Er zijn manieren om het te schatten, maar niet direct volgen, ' zegt Reid.

"Omdat een boer het gewoon beslist en doet, Laura voegt eraan toe. "En we hebben een x aantal boeren in Illinois en het hele stroomgebied van Mississippi. Hoe kunnen we dat volgen?"

De onderzoekers zeggen dat het belangrijk is om te weten hoe traceerbaar deze praktijken zijn, omdat belanghebbenden die investeren in het terugdringen van nutriëntenverlies, moeten kunnen bepalen wat werkt en wat niet, en een verhaal van verbetering moeten kunnen vertellen met de geïnvesteerde middelen.

"We werken aan het ontwikkelen van een raamwerk om bij te houden wat alle 12 staten doen, en hoeveel praktijken ze toepassen. Het is een grote onderneming, " zegt Laura. "Het is niet alleen onderzoek voor ons. We werken eraan om iets te bedenken dat staten de komende 20 jaar kunnen gebruiken."

De onderzoekers hebben ook overwogen hoe gemakkelijk de praktijken konden worden gekoppeld, of gestapeld.

"Bijvoorbeeld, Verandering in landgebruik gaat nergens mee samen, omdat je de manier waarop zaken worden gedaan volledig verandert. Bijvoorbeeld, als je switchgrass kweekt, u heeft geen bodembedekker of conserverende grondbewerking nodig. Het past gewoon nergens goed bij. Maar bodembedekkers, bioreactoren, en anderen passen goed bij veel oefeningen, "zegt Laura.

Hoewel de onderzoekers de haalbaarheid van stapelen beoordeelden, ze kennen nog steeds niet de mogelijke effecten van het koppelen van de instandhoudingspraktijken. "Misschien heb je meerdere praktijken op dezelfde hectare, maar wat is de resulterende impact op de waterkwaliteit? We weten het nog niet - daar hebben we meer veldonderzoek nodig, ' zegt Reid.

Het onderzoek ging ook in op de kosteneffectiviteit van de verschillende praktijken. Bijvoorbeeld, stikstofbeheer - het veranderen van de hoeveelheid toegepaste meststof - is een van de minst dure praktijken. Ook voor boeren is het relatief eenvoudig, en is zeer stapelbaar met andere praktijken. Maar Laura zegt dat het belangrijk is om de effectiviteit en traceerbaarheid ervan te overwegen, te.

"Dus ook al is het relatief goedkoop, is dit iets dat we staten zouden moeten vertellen om veel geld in te investeren? Het is niet zo effectief als andere praktijken en moeilijker te volgen. Met deze studie, we wilden grip krijgen op hoe goed de praktijken werken, ga dan een stap verder en vraag of de best practices het gemakkelijkst of moeilijkst te volgen zijn. En, uiteindelijk, waar zullen boeren in geïnteresseerd zijn?"

Het artikel, "Voorbij de nutriëntenstrategieën:gemeenschappelijke basis om de verbetering van de landbouwwaterkwaliteit in het hogere Midwesten te versnellen, " is gepubliceerd in de Tijdschrift voor milieubeheer .