L'azoto proveniente dalla produzione agricola è una delle principali cause di inquinamento nel bacino del fiume Mississippi e contribuisce alle grandi zone morte nel Golfo del Messico.

L'Illinois e altri stati del Midwest hanno fissato obiettivi per ridurre il carico di azoto attraverso strategie che includono diverse pratiche di gestione del territorio. Un nuovo studio dei ricercatori dell'Università dell'Illinois, pubblicato in Giornale di gestione ambientale , utilizza modelli informatici per stimare come tali pratiche possono essere influenzate da potenziali cambiamenti climatici, come l'aumento delle precipitazioni.

"L'obiettivo era verificare se tali pratiche di gestione del territorio sono utili per ridurre il carico di azoto nell'acqua in diversi scenari climatici, "dice Congyu Hou, dottorando presso il Dipartimento di Ingegneria Agraria e Biologica e autore principale dello studio.

Utilizzando i dati del campo sulle proprietà del suolo, uso del suolo, pratiche di gestione del territorio, e modelli meteorologici dal Willow Creek Watershed in Oklahoma, i ricercatori hanno stimato il deflusso superficiale e il carico di azoto a livello di campo. Il loro modello includeva 12 pratiche di gestione del territorio e 32 proiezioni climatiche per gli anni dal 2020 al 2070, ottenendo un totale di 384 scenari.

"Mentre la modellazione è comunemente usata per stimare il carico di azoto, la maggior parte delle proiezioni utilizza dati climatici medi. Questo studio amplia tale pratica includendo tutte le possibili previsioni climatiche, "dice Maria Chu, assistente professore di ingegneria agraria e biologica presso il College of Agricultural, Scienze dei consumatori e dell'ambiente. Chu è il consigliere di Hou e coautore dello studio.

Hou afferma che lo studio funge da banco di prova per il tipo di simulazione di modellazione impiegata dai ricercatori. "Utilizziamo un modello a bordo campo che divide lo spartiacque in celle più piccole, per un totale di 5, 911 celle. Il modello calcola il bordo del campo, concentrandosi su quanto azoto viene trasportato lontano dal campo".

La ricerca ha anche testato un nuovo indice su come misurare la capacità del suolo di trattenere l'azoto. Hanno scoperto che anche senza riduzione dell'applicazione, il carico di azoto può essere ridotto semplicemente ridistribuendo gli usi del suolo, Hou spiega.

Per esempio, i loro risultati hanno indicato che le pratiche di rotazione delle colture aiutano a ridurre la perdita di azoto. Hanno anche scoperto che dividere l'applicazione del fertilizzante tra la primavera e l'autunno è generalmente più vantaggioso, e che il tasso di applicazione del fertilizzante è il fattore più critico nel determinare sia la quantità che la probabilità di un elevato carico di azoto.

Hou avverte che i risultati dello studio sono preliminari. "Con la modellazione, sei ancora lontano dall'applicazione pratica, " dice. "Il modello è il primo passo, poi arriva un test sul campo su piccola scala, poi test su piccola scala in luoghi diversi. Se funzionano, alla fine puoi espanderti in una regione più ampia."

Oltre ad ampliare la scala della modellistica, Il gruppo di ricerca di Chu esamina altri aspetti dell'inquinamento da azoto. Per esempio, mentre questo studio si concentra sul deflusso superficiale, un altro studio esamina il carico di azoto nelle acque sotterranee.

"Stiamo anche esaminando i diversi componenti dell'azoto, ovvero, nitrato, nitrito e ammoniaca-per determinare quale è più critico da affrontare, " dice Chu.