L'azoto può rappresentare un dilemma per agricoltori e gestori del territorio.

Da una parte, è un nutriente essenziale per le colture.

Però, l'eccesso di azoto nei fertilizzanti può entrare nelle acque sotterranee e inquinare i sistemi acquatici. Questo azoto, generalmente sotto forma di nitrato, può causare fioriture algali. I microbi che decompongono queste alghe possono infine rimuovere l'ossigeno dai corpi idrici, causando zone morte e uccisioni di pesci.

In un nuovo studio, i ricercatori hanno identificato i punti critici di rimozione dei nitrati nei paesaggi intorno ai corsi d'acqua agricoli.

"Capire dove la rimozione dei nitrati è maggiore può informare la gestione dei flussi agricoli, "dice Molly Welsh, autore principale dello studio. "Queste informazioni possono aiutarci a migliorare la qualità dell'acqua in modo più efficace".

Welsh è uno studente laureato presso il College of Environmental Science and Forestry della State University di New York. Ha studiato quattro corsi d'acqua nel nord-ovest della Carolina del Nord. I corsi d'acqua hanno mostrato una serie di attività di degrado e ripristino. Uno dei flussi era stato ripristinato. Altri due erano accanto a terreni agricoli. Il quarto sito aveva attività agricola in una zona a monte.

I ricercatori hanno analizzato campioni di acqua e sedimenti dai torrenti. Hanno anche analizzato campioni di suolo da zone tampone vicino ai corsi d'acqua. Le zone cuscinetto sono strisce di terra tra un campo agricolo e il ruscello. Spesso includono piante autoctone. Ricerche precedenti hanno dimostrato che sono particolarmente efficaci nell'assorbire e rimuovere i nitrati.

La ricerca di Welsh ha confermato i risultati precedenti:la rimozione dei nitrati nelle zone cuscinetto era significativamente maggiore rispetto ai sedimenti dei torrenti. "Se la rimozione dei nitrati è l'obiettivo del ripristino del flusso, è fondamentale conservare le zone cuscinetto esistenti e ricollegare i flussi alle zone cuscinetto, "dice il gallese.

All'interno di queste zone cuscinetto, hotspot di rimozione dei nitrati si sono verificati nelle aree basse. Questi punti caldi avevano terreni a tessitura fine, abbondante materia organica del suolo, e molta umidità. Lo stesso era vero nei flussi. La rimozione dei nitrati è stata massima nelle piscine in cui l'acqua si è accumulata per lunghi periodi. Queste piscine tendevano ad avere sedimenti fini e alti livelli di materia organica. Però, le piscine create durante il ripristino del flusso mediante l'installazione di rocce che attraversano il canale non hanno mostrato livelli elevati di rimozione dei nitrati. La creazione di piscine utilizzando detriti legnosi dagli alberi può essere più efficace delle strutture rocciose per la rimozione dell'azoto nel flusso.

I ricercatori hanno anche testato semplici modelli statistici per capire quali fattori promuovono la rimozione dei nitrati. Pendenza e altezza della sponda, vegetazione e tipo di suolo, e il periodo dell'anno spiegava il 40% della rimozione dei nitrati dalla zona cuscinetto. Simile agli hotspot identificati nell'esperimento sul campo, trame di sedimenti fini, materia organica, e il contenuto di carbonio disciolto erano fondamentali per rimuovere i nitrati nei flussi.

"I nostri risultati mostrano che potrebbe essere possibile sviluppare modelli semplici per guidare la gestione dell'azoto, " dice Welsh. "Tuttavia, è necessario più lavoro in termini di raccolta e valutazione dei dati. Quindi possiamo trovare i parametri migliori da includere in questi modelli".

Welsh continua a studiare come il ripristino del flusso influenzi il movimento dell'acqua e la rimozione dei nitrati. Sta anche esaminando come le misure per aumentare la rimozione dei nitrati influenzino altri aspetti della gestione del paesaggio.