Turbine eoliche vicino a Springfield Corners, Wisconsin. I terreni coltivati nello spartiacque Yahara hanno una sovrabbondanza di fosforo del suolo. I ricercatori affermano che la pulizia dei laghi e dei fiumi è possibile solo con una rivoluzione nella gestione della terra e dell'acqua. Credito:progetto UW-Madison Water Sustainability and Climate
Per decenni, il fosforo si è accumulato nei suoli del Wisconsin. Sebbene gli agricoltori abbiano adottato misure per ridurre la quantità di nutrienti agricoli applicati e scaricati dai loro campi, un nuovo studio dell'Università del Wisconsin-Madison rivela che un "eredità" di abbondante fosforo del suolo nello spartiacque Yahara del Wisconsin meridionale ha un grande, impatto diretto e duraturo sulla qualità dell'acqua.
Pubblicato il 13 marzo sulla rivista ecosistemi , lo studio potrebbe essere il primo a fornire prove quantificabili che l'eliminazione della sovrabbondanza di fosforo sarà fondamentale per migliorare la qualità dei laghi e dei fiumi del Wisconsin.
Per esempio, i risultati indicano che una riduzione del 50 per cento del fosforo nel suolo nei terreni coltivati dello spartiacque Yahara migliorerebbe la qualità dell'acqua riducendo la concentrazione estiva di fosforo nel lago Mendota, il lago fiore all'occhiello della regione, del 25 per cento.
"Se continuiamo ad applicare il fosforo a una velocità maggiore di quanto lo rimuoviamo, poi il fosforo si accumula nel tempo ed è quello che sta succedendo da molti decenni nello spartiacque Yahara, "dice Melissa Motew, l'autore principale dello studio e un dottorato di ricerca. candidato all'UW-Madison Nelson Institute for Environmental Studies.
Il fosforo penetra nel terreno principalmente attraverso fertilizzanti e letame, e ciò che le colture e le altre piante non usano per crescere si riversano nei corsi d'acqua con la pioggia e lo scioglimento della neve. Gli scienziati hanno creduto a lungo che l'eccesso di fosforo nel suolo fosse un colpevole dietro le acque torbide e le fioriture di alghe puzzolenti in alcuni laghi e fiumi del Wisconsin.
Raccolti, come questi giovani filari di grano, utilizzare alcune delle abbondanti riserve di fosforo del suolo, ma non abbastanza per ridurre l'eccedenza. Credito:Samuel Zipper
sforzi convenzionali, come l'agricoltura senza aratura e le colture di copertura, hanno cercato di affrontare il deflusso dei nutrienti rallentando il suo movimento dal suolo ai corsi d'acqua. Però, lo studio mostra che la semplice prevenzione del deflusso e dell'erosione non risolve il problema centrale dell'abbondanza di fosforo nel suolo, e questa sovrabbondanza potrebbe prevalere sugli sforzi di conservazione.
"Le soluzioni dovrebbero essere focalizzate sull'impedire al fosforo di finire nel paesaggio o di estrarre la quantità in eccesso che è già stata accumulata, ", afferma il coautore Christopher Kucharik, professore di agronomia e studi ambientali presso l'UW-Madison.
Utilizzando nuovi modelli di computer avanzati, lo studio mostra che lo spartiacque ha circa quattro volte più fosforo nel suolo di quanto raccomandato da UW-Extension, che scrive le raccomandazioni statali sulla gestione dei nutrienti in base a ciò di cui le colture hanno bisogno e al potenziale del paesaggio per il deflusso dei nutrienti.
Inoltre, lo studio indica che se i livelli di fosforo nel suolo continuano ad aumentare poiché anche il clima cambia e diventa più umido, ci sarà più deflusso e un ulteriore calo della qualità dell'acqua. La riduzione dell'eccedenza potrebbe mitigare questo rischio, dice Motew.
Attualmente, l'unico metodo noto per assorbire il fosforo dal suolo è la raccolta delle colture, ma Kucharik spiega che le piante assorbono solo una piccola quantità dell'eccedenza ogni anno.
"È improbabile che qualsiasi sistema di coltivazione riduca rapidamente l'eccesso, " lui dice.
Sarà necessario lavorare con gli agricoltori per praticare una migliore contabilità dei nutrienti e contrastare la tendenza di alcuni ad applicare più fertilizzanti, come misura assicurativa, di quanto sia necessario.
"Gli agricoltori hanno molte decisioni diverse da prendere e priorità che devono destreggiarsi. Se vogliamo affrontare il problema del fosforo legacy, la gestione dei nutrienti e del letame dovrà diventare una priorità più alta, "dice Motew, chi aggiunge che le pressioni dell'agricoltura e la domanda di prodotti come carne e latte sono alla base del problema.
Ma la produzione alimentare non deve essere compromessa da potenziali soluzioni, dice Kucharik. C'è abbastanza fosforo in eccesso nei nostri terreni "per sostenere le esigenze di nutrienti delle piante per lungo tempo".
Anche l'innovazione nello smaltimento del letame sarebbe d'aiuto. In tutto il Wisconsin, gli agricoltori hanno più letame di quanto sappiano farne, e il modo principale per sbarazzarsene è spargerlo sulla loro terra, dove il suo fosforo si aggiunge al surplus.
"Supporto per digestori di letame, la rimozione del fosforo dai sedimenti lacustri e fluviali, e altre azioni per riciclare il fosforo già in atto sarebbero utili per ridurre le concentrazioni nei nostri suoli a lungo termine, "dice Kucharik.
Anche la chiave per trovare soluzioni è l'uso di modelli informatici all'avanguardia, come quelli sviluppati dal gruppo di ricerca per lo studio, che ha permesso loro di identificare le relazioni dirette tra il fosforo del suolo e la qualità dell'acqua, un'impresa praticamente impossibile usando solo osservazioni scientifiche.
"Anche se sappiamo da tempo che troppo fosforo fa male, i modelli ci consentono di quantificare esattamente cosa significa "cattivo", " dice Motew. Sebbene il metodo di studio non fornisca un modello per ottenere laghi puliti, mettere i numeri dietro una comprensione di buon senso di un sistema complesso è un passo nella giusta direzione, lei dice.