Een baanbrekend onderzoek naar het stikstofgebruik in de VS in de landbouw heeft 20 plaatsen in het land geïdentificeerd waar boeren, regering, en burgers moeten zich richten op inspanningen om stikstof te verminderen.

Stikstof uit kunstmest en mest is essentieel voor de groei van gewassen, maar in hoge niveaus kan een groot aantal problemen veroorzaken, inclusief kust "dode zones", zoetwatervervuiling, slechte luchtkwaliteit, verlies van biodiversiteit, en de uitstoot van broeikasgassen.

De 20 stikstof "hotspots of opportunity" vertegenwoordigen maar liefst 63% van de totale overtollige stikstofbalans in Amerikaanse akkerlanden, maar slechts 24% van het Amerikaanse akkerland. In totaal, ze omvatten 759 provincies in meer dan 30 staten, vindt de studie in Brieven voor milieuonderzoek .

De best gerangschikte hotspot om te targeten, op basis van totale overtollige stikstof, is een gebied van 61 provincies in Illinois, Indiana, Missouri en Wisconsin. Dat wordt gevolgd door een regio van 55 provincies in Kansas en Nebraska op de tweede plaats, en 38 provincies in Iowa, Minnesota en South Dakota op de derde plaats. (Een volledige lijst van de 20 regio's staat hieronder).

Verschillende van de 20 hotspots - met hoge stikstofbalansen per hectare - verrasten de onderzoekers, vooral in het Westen, waaronder een hotspot met 32 ​​districten in Idaho, Montana, Wyoming en Utah - en het zuiden (zes hotspots in Texas, Louisiana, Mississippi, Alabama, Georgië, en Florida). Ook op de lijst staan ​​chronische stikstofprobleemgebieden, zoals het stroomgebied van de Mississippi, Chesapeake bay, en Central Valley in Californië.

"Deze studie biedt een nieuw perspectief op waar de inspanningen om de stikstofproblemen van Amerika aan te pakken, moeten worden geconcentreerd. " zegt hoofdauteur Eric Roy van de Universiteit van Vermont. "De VS heeft zoveel stikstofproblemen, en vooruitgang boeken zal op sommige locaties gemakkelijker zijn dan op andere. Daarom is dit onderzoek belangrijk. Het laat zien waar programma's die gericht zijn op het verhogen van de efficiëntie van het gebruik van stikstof in de landbouw het meest kans van slagen hebben."

Eerste studie in zijn soort

Waarom juist deze 20 hotspots? Eerst, de studie toont aan dat de stikstoftoevoer in veel van deze gebieden zo hoog is dat boeren het stikstofgebruik hoogstwaarschijnlijk kunnen verminderen zonder de gewasopbrengsten te schaden. "Dit is een cruciale bevinding omdat boeren zich natuurlijk zorgen maken over lagere gewasopbrengsten bij het verminderen van de stikstoftoevoer, ", zegt UVM-co-auteur Meredith Niles. "En we willen de voedselzekerheidsdoelen niet in gevaar brengen."

Ten tweede - en misschien wel het belangrijkste - is de studie de eerste die een robuust, nationale analyse van onderliggende sociale, economische en agronomische factoren die verband houden met stikstofbalansen op akkerlanden op provinciaal niveau. Dat maakt het een van de meest uitgebreide onderzoeken naar het stikstofgebruik in de VS tot nu toe.

Voorbeelden van deze onderliggende factoren zijn overtuigingen over klimaatverandering, gewasmix, neerslag, bodemproductiviteit, bedrijfskosten boerderij, en meer.

Door deze voorspellers te onderzoeken, onderzoekers konden stikstofhotspots identificeren waar reducties in overtollige stikstof het meest haalbaar zijn. Het overtollige stikstofgebruik was in deze regio's hoger dan verwacht op basis van de combinatie van onderliggende factoren, wat erop wijst dat er minder belemmeringen zijn voor succesvolle inspanningen om stikstof te verminderen.

"Dit suggereert dat stikstofreductieprogramma's - inclusief programma's die boeren financiële prikkels bieden - het grootste potentieel voor succes hebben in deze 20 regio's, ", zegt co-auteur Courtney Hammond Wagner van Stanford University, die onlangs een Ph.D. aan de Universiteit van Vermont.