Le colture di copertura piantate a sole due settimane di distanza a settembre mostrano differenze significative nella biomassa alla fine della stagione di crescita autunnale. Uno studio recente ha dimostrato che la semina precoce di colture di copertura può aiutarle a stabilire e trattenere meglio i nutrienti, proteggendo i corsi d'acqua. Credito:Ray Weil
La baia di Chesapeake una volta produceva decine di milioni di stai di ostriche all'anno. Oggi, il raccolto di ostriche è inferiore all'uno per cento di questi massimi storici. Quello che è successo?
"Con l'agricoltura moderna e lo sviluppo urbano nello spartiacque intorno alla baia durante la metà del XX secolo, la qualità dell'acqua è diminuita rapidamente", afferma Ray Weil, professore di scienze del suolo presso l'Università del Maryland. "Presto le ostriche scomparvero, molti pesci si estinsero quasi e i granchi furono minacciati."
Weil studia i modi per aiutare la Chesapeake Bay a riprendersi. La sua ricerca si concentra su uno dei principali responsabili del declino della baia:i nutrienti. I principali nutrienti per le piante come l'azoto e il fosforo sono buoni per le colture, afferma Weil. "Tuttavia, nei corsi d'acqua, l'azoto stimola anche la produzione di piante. In questo caso si tratta di erbacce e alghe acquatiche", afferma. Tutta quella biomassa in più muore e marcisce, rimuovendo l'ossigeno dall'acqua. La mancanza di ossigeno nelle acque è una grave minaccia per la vita nella baia di Chesapeake. Inoltre, alcune alghe possono essere tossiche per le persone e per i pesci.
Lo studio di Weil è stato pubblicato su Journal of Environmental Quality , una pubblicazione dell'American Society of Agronomy, della Crop Science Society of America e della Soil Science Society of America.
Shelly Porter, assistente di ricerca universitaria, applica un vuoto a un lisimetro di tensione per campionare l'acqua lisciviata durante le 24 ore precedenti. Il campione include acqua e nutrienti disciolti che erano già drenati al di sotto della profondità di radicazione del raccolto, che alla fine sarebbero finiti nelle acque sotterranee e poi nella baia di Chesapeake. L'uso di colture di copertura aiuta a mantenere l'azoto fuori dalle acque sotterranee. Credito:Ray Weil
Sebbene la baia di Chesapeake abbia perso parte della sua lucentezza a causa delle sfide nutrizionali, offre ancora molti vantaggi ai residenti nelle vicinanze. È il secondo estuario più grande del mondo, un habitat di acqua salmastra. La baia stessa è lunga circa 200 miglia. Ma il suo spartiacque copre 64.000 miglia quadrate in sei stati e Washington, DC. Ogni anno dalla baia vengono raccolti circa 500 milioni di libbre di frutti di mare. L'habitat pulisce anche l'acqua fornendo allo stesso tempo terreno fertile per importanti animali selvatici.
Per aiutare il loro corso d'acqua in difficoltà, i residenti del Maryland hanno votato per tassarsi per fornire incentivi agli agricoltori per coltivare colture di copertura. Si tratta di colture che gli agricoltori non vendono, ma possono trattenere l'azoto in eccesso, tenendolo fuori dai corsi d'acqua.
Nell'ultima ricerca di Weil, ha studiato come i tempi di crescita delle colture di copertura hanno influenzato la loro capacità di mantenere l'azoto fuori dall'acqua della baia di Chesapeake. Le colture di copertura vengono generalmente piantate alla fine dell'anno dopo che gli agricoltori hanno raccolto le loro colture da reddito. Tuttavia, la precedente ricerca del suo laboratorio indicava che probabilmente era troppo tardi perché le colture di copertura fossero efficaci nella cattura dell'azoto. La metrica chiave è la quantità di azoto che drena attraverso il suolo nelle acque sotterranee; un processo noto come lisciviazione.
Gli appezzamenti di ricerca nel Maryland all'inizio di novembre mostrano tre diversi tipi di colture di copertura e un appezzamento di controllo senza colture di copertura, sulla sinistra. I ricercatori hanno scoperto che tutte e tre le colture di copertura (segale invernale, ravanello e mix di segale/ravanello invernale) si sono comportate bene nell'assorbire l'azoto extra dal suolo. Credito:Ray Weil
"In sostanza, pensavamo che l'azione critica di cattura dell'azoto avvenisse prima della dormienza invernale piuttosto che durante l'inverno e la primavera, quando si verifica la lisciviazione vera e propria", afferma Weil. Per testare l'idea, il suo laboratorio ha piantato tre diversi tipi di colture di copertura in quattro momenti diversi in autunno nell'arco di due anni. Le colture includevano segale invernale, ravanello e un mix di segale, ravanello e trifoglio. Le date di impianto andavano da metà agosto a metà ottobre.
Il team di ricerca ha scoperto che prima venivano piantate le colture di copertura, meglio erano in grado di mantenere l'azoto fuori dalle acque sotterranee. "Solo poche settimane di differenza nelle date di impianto hanno causato differenze significative nelle quantità di azoto lisciviate, soprattutto se la semina è avvenuta dopo la metà di settembre in condizioni del Maryland", afferma Weil.
La segale invernale è stata tradizionalmente la coltura di copertura preferita nella zona, poiché sopravvive a condizioni climatiche avverse. Ma il team di Weil sospettava che altri raccolti potessero funzionare altrettanto bene, specialmente se fossero stati piantati in anticipo. In effetti, i test hanno dimostrato che tutti e tre i tipi di colture di copertura riducono la lisciviazione di azoto.
Un lisimetro di tensione tra colture di copertura multispecie all'inizio della primavera. Questo dispositivo consente ai ricercatori di raccogliere e analizzare le acque sotterranee per vedere quanto azoto contiene. L'eccesso di azoto nell'acqua stimola la produzione di erbe infestanti e alghe e influisce sui livelli di ossigeno, che possono essere dannosi per la vita acquatica. Credito:Ray Weil
Sfortunatamente, metà settembre è troppo presto per raccogliere i raccolti nella maggior parte delle rotazioni delle colture nel Maryland.
"Per la maggior parte degli agricoltori di mais e soia, piantare un raccolto di copertura abbastanza presto da essere efficace nel prevenire la lisciviazione dell'azoto significherà probabilmente ottenere il raccolto di copertura stabilito prima che il raccolto da reddito venga raccolto", afferma Weil. Ciò significa essere creativi, come spargere semi di colture di copertura in aereo. In questo modo i semi vengono inseriti presto tra le colture, il che consente loro di iniziare a crescere senza danneggiare le colture da reddito in maturazione.
La ricerca di Weil aiuta a massimizzare i benefici per i residenti del Maryland che apprezzano la baia di Chesapeake e mostra come anche gli agricoltori possono ottenere il massimo dalle loro colture di copertura. "Le colture di copertura offrono molti vantaggi all'agricoltore che le utilizza; dal risparmio del suolo, alla soppressione delle erbacce, alla cattura di nutrienti costosi e al loro riciclaggio per le colture future, alla cattura del carbonio che migliorerà la materia organica del suolo e potrebbe persino portare pagamenti sul mercato del carbonio", afferma . "L'insediamento precoce può migliorare notevolmente le prestazioni delle colture di copertura e quindi il ritorno sull'investimento".
