Matthew Walker indica un macroporo in cui l'acqua ha viaggiato durante l'esperimento, lasciando così tracce blu o impronte digitali. La foto è stata scattata durante lo scavo di un profilo del suolo, tre giorni dopo che l'acqua colorante blu era stata spruzzata su quel profilo del suolo. Credito:Genevieve Ali
Aggiungi abbastanza fertilizzante, e le colture prosperano. Aggiungi troppo, e potresti ritrovarti con acque superficiali e sotterranee contaminate.
I nutrienti in eccesso dalle aziende agricole possono essere trasportati ai bacini idrici sotterranei dall'acqua che parte dalla superficie e scorre attraverso il suolo. Ma il flusso dell'acqua attraverso il suolo è un "processo altamente dinamico, "dice Geneviève Ali, un ricercatore presso l'Università di Manitoba. "Può variare di anno in anno, stagione per stagione, o anche da temporale a temporale."
Può anche variare a seconda del tipo di terreno e anche se aggiunte organiche, come letame, sono applicate.
Ali è l'autore principale di un nuovo studio che mostra che l'acqua si infiltra più in profondità nell'argilla fessurata (terreni vertisolici) quando viene applicato il letame liquido di maiale.
Lo studio ha anche mostrato che anche se l'infiltrazione d'acqua è andata più in profondità in presenza di letame, non ha raggiunto la profondità di 39 pollici (100 cm). Questo è il modo in cui gli scarichi in piastrelle profondi, progettati per rimuovere l'acqua sotterranea in eccesso, vengono generalmente installati nella regione di studio.
"Questa osservazione sfida studi precedenti, che ha dimostrato che le crepe nei terreni argillosi possono favorire il viaggio dell'acqua e dei contaminanti associati dalla superficie del suolo negli scarichi delle piastrelle, " dice Ali. "Il nostro studio suggerisce che non tutti i terreni ricchi di argilla si comportano allo stesso modo".
I ricercatori si sono concentrati sui vertisol perché sono presenti in vaste regioni del Nord America. "Sono comuni nelle pianure agricole, dove i nutrienti in eccesso possono essere comuni a causa dell'agricoltura intensiva, "dice Alì.
Matthew Walker (a sinistra) e Genevieve Ali (a destra) mescolano la tintura blu con l'acqua di un vicino serbatoio della fattoria prima dell'esperimento. Credito:Merrin Macrae
Ma rimangono lacune nelle conoscenze sul flusso d'acqua del suolo nei vertisoli, soprattutto con aggiunte organiche.
L'acqua può fluire attraverso il suolo in modi diversi. Il "flusso di matrice" si verifica quando l'acqua si muove lentamente attraverso piccoli spazi tra i grani del suolo. Il "flusso preferenziale" si verifica quando l'acqua viaggia in modo relativamente rapido attraverso canali più grandi, chiamati macropori, come crepe e tane di lombrichi.
"Immagina un secchio di sabbia con cannucce di plastica inserite dappertutto, " dice Ali. "Se hai scaricato dell'acqua su questo secchio di sabbia, l'acqua che viaggiava attraverso le cannucce raggiungeva per prima il fondo."
Allo stesso modo, il flusso d'acqua preferenziale attraverso i macropori del suolo può trasportare rapidamente i contaminanti dalla superficie fino ai serbatoi di acque sotterranee.
I macropori sono spesso collegati tra loro. "Si comportano come una rete di tubi, e possono essere creati o esacerbati dalle attività umane, ", afferma Ali. "Sapere quando e dove c'è un flusso preferenziale e come gestire la terra in quelle aree è fondamentale per preservare la qualità delle acque sotterranee".
I terreni ricchi di argilla, come i vertisol, tendono a rompersi, che crea macropori. "Ciò rende questi terreni candidati naturali per studiare l'importanza relativa della matrice e del flusso preferenziale, "dice Alì.
Questo studio è stato condotto in terreni di ricerca in Manitoba, Canada. I ricercatori hanno aggiunto letame liquido di maiale a un appezzamento ma non all'altro. Hanno spruzzato acqua mista a colorante blu su entrambi i lotti per determinare come l'acqua si muoveva attraverso il terreno.
All'inizio dell'esperimento, uno spruzzatore di pesticidi viene utilizzato per applicare acqua tinta di blu sopra un appezzamento di terreno quadrato di 39 pollici (1 m per 1 m). Credito:Genevieve Ali
Nell'appezzamento in cui è stato applicato il letame, l'acqua ha raggiunto fino a 25 pollici (64 cm) nel terreno. In contrasto, l'acqua ha raggiunto fino a 18 pollici (45 cm) nella trama in cui non è stato applicato il letame. Entrambi i grafici hanno mostrato evidenza di matrice e flusso d'acqua preferenziale.
I ricercatori hanno anche scoperto che l'acqua che si muoveva attraverso i macropori non era completamente separata dal resto del suolo.
"Se ripensi all'analogia del secchio di sabbia con le cannucce dentro, le cannucce hanno un mucchio di piccoli buchi in loro, " dice Ali. "L'acqua può essere scambiata lateralmente tra i macropori e il terreno circostante".
Lo scambio laterale è stato segnalato frequentemente per macropori più piccoli in suoli boschivi, dice Alì. "Ma è meno comune nei terreni agricoli dove le crepe tendono ad essere più grandi".
Questo studio si è concentrato su un singolo sito, quindi Ali dice che sono necessarie ulteriori ricerche prima di poter fare generalizzazioni.
Ali sta anche studiando il ruolo delle crepe del suolo in primavera (create dal congelamento e dallo scongelamento del suolo più volte) rispetto al ruolo delle crepe in estate (create quando i terreni diventano particolarmente secchi).
