Veel boerderijen hebben gebieden waar de grond overstroomt of niet genoeg water of kunstmest vasthoudt om gewassen te laten gedijen. Dergelijke marginale gronden kunnen nuttig en potentieel winstgevend worden als ze worden beplant met meerjarige bio-energiegewassen zoals struikwilg en switchgrass, rapporteren onderzoekers deze week op de jaarlijkse bijeenkomst van The Geological Society of America in Indianapolis.

In een project dat al sinds 2011 loopt, onderzoekers van het Argonne National Laboratory hebben bestudeerd hoe struikwilg en switchgrass in Sandier, gemakkelijk uitgedroogde stukken land kunnen niet alleen erosie tegengaan, maar zuigen ook overtollige kunstmestchemicaliën op die anders oppervlaktewater en grondwater zouden kunnen verontreinigen. Overtollige voedingsstoffen voor meststoffen kunnen leiden tot tal van stroomafwaartse problemen, waaronder giftige algenbloei, hogere kosten voor waterzuiveringsinstallaties, en de groei van de hypoxische "dode" zone in de Golf van Mexico.

"De focus ligt op het verbeteren van de waterkwaliteit, " zei John Quinn, een onderzoeker aan het Argonne National Laboratory in Lemont, Illinois. Maar gaandeweg hebben ze ontdekt dat struikwilg en grassen ook andere potentiële voordelen hebben, met inbegrip van een bron van biomassa voor biobrandstof, een bron voor bestuivers en andere dieren in het wild, en door andere ecosysteemdiensten te leveren.

Om hun studie uit te voeren, het team, onder leiding van Cristina Negri, gelegen marginale gebieden op hun 6,5 hectare grote onderzoekslandbouwgrond in centraal Oost-Illinois, met behulp van maïsopbrengstkaarten, GIS, en openbaar beschikbare gegevens over bodem en topografie om lage productiviteit te identificeren, hoge nitraatuitloging, en erosiegevoelige gebieden, legde Jules Cacho uit, ook van het Argonne National Laboratory.

Ze plantten struikwilg als bio-energiegewas in marginale gebieden en controleerden vervolgens hun effecten op de bodem, grond water, grondwater, en vegetatie om te bepalen hoe voedingsstoffen die op de maïs- en sojabonenvelden werden aangebracht, verloren gingen aan het bodemwater of door de planten werden opgenomen. Ze hielden ook veranderingen in broeikasgassen bij, de diversiteit aan insecten, en de totale vegetatiemassa.

Hun resultaten tonen aan dat sinds de wilgen geplant in 2013 de bomen hebben significant lagere concentraties mestnitraat in het bodemwater in vergelijking met het bodemwater in de aangrenzende korenvelden.

"Wat belangrijk is bij meerjarige gewassen is hun diepwortelend vermogen, " zei Quinn. "Ze kunnen overtollige nitraten van maïsoogsten onderscheppen. Vooral de energiegrassen hebben diepe en vezelige wortelstelsels."

"Wat aantrekkelijk is door deze landschapsbenadering te implementeren, is dat het het potentieel heeft om in meerdere maatschappelijke behoeften tegelijk te voorzien, waardoor het landgebruik gunstig wordt geïntensiveerd, ' zei Negri.

Als de voordelen van nitraatverwijdering en potentiële bio-energieopwekking (door het oogsten en verteren van wilgen en grassen) worden meegewogen, de kosten voor de uitvoering van de gras- en struikwilgen zouden op zijn minst gedeeltelijk kunnen worden gecompenseerd.

"Het concurreert niet met maïs, " zei Cacho. "Als er een lokale markt voor biomassa is, is er economisch voordeel. U verplaatst geen landbouwgronden. U identificeert land dat niet goed is voor maïs en sojabonen. Je verspilt geen kunstmest."

Het team werkt samen met de USDA Natural Resources Conservation Service met als doel om van hun geïntegreerd landbeheer met wilgen en grassen een officiële "best management practice" te maken. ", wat zou kunnen leiden tot extra financiële prikkels voor boeren.