Gli eventi di pioggia intensa che si verificano solo pochi giorni all'anno possono rappresentare fino a un terzo del deflusso annuale di azoto dai terreni agricoli nel bacino del fiume Mississippi, secondo un nuovo studio degli scienziati dell'Iowa State University.

La ricerca, pubblicato venerdì sulla rivista accademica Comunicazioni Terra &Ambiente , utilizza tecniche di modellazione computerizzata innovative per quantificare il deflusso di azoto dagli ecosistemi terrestri in fiumi e torrenti. I fertilizzanti azotati applicati ai terreni agricoli del Midwest possono scendere lungo il fiume Mississippi, dove contribuisce a creare una zona ipossica nel Golfo del Messico che danneggia la vita marina che vive lì. I risultati dello studio potrebbero informare le pratiche di gestione dell'azienda agricola, compresi i tempi e l'applicazione di fertilizzanti azotati, per ridurre tali effetti, disse Chaoqun Lu, professore assistente di ecologia, evoluzione e biologia dell'organismo presso la Iowa State University e autore principale dello studio.

Lu ha lavorato per anni allo sfruttamento della modellazione computerizzata per simulare vari processi ecologici. Il suo lavoro precedente, ad esempio, ha osservato come i terreni agricoli immagazzinano carbonio, un processo noto come sequestro del carbonio. Per questa carta, Lu e i suoi colleghi hanno utilizzato un approccio di modellizzazione e dati sulla qualità dell'acqua pubblicamente disponibili risalenti al 1980 per analizzare come le precipitazioni influenzano il carico di azoto nei corsi d'acqua del Midwest.

Lu ha affermato che studi precedenti hanno dimostrato che gli anni con precipitazioni totali elevate vedono anche un maggiore carico di azoto dalla terra ai corpi idrici. Ma il nuovo studio ha esaminato da vicino gli eventi di precipitazioni estreme in tutto il bacino del fiume Mississippi, definita come qualsiasi pioggia che supera il 90° percentile delle registrazioni storiche delle precipitazioni giornaliere per una località in un dato mese. Bacino largo, eventi di precipitazioni estreme si sono verificati in media solo 8,6 giorni all'anno, ma hanno contribuito a circa un terzo della resa totale annuale di azoto, secondo i dati.

"Ciò che ci ha attratto da queste domande è che gli eventi di forti piogge possono essere molto localizzati, " Lu ha detto. "Vedi pioggia qua e là, e si verificano in diversi periodi dell'anno. Volevamo vedere se potevamo combinare dati di monitoraggio a lungo termine e strumenti di modellazione che tengono conto di tali differenze e ottenere uno sguardo migliore su come influenzano il carico di azoto".

Jien Zhang, un associato di ricerca post-dottorato in ecologia, evoluzione e biologia degli organismi e coautore dello studio, ha affermato che il verificarsi di eventi di pioggia estrema è aumentato negli ultimi anni, il che rende i risultati dello studio ancora più rilevanti. Zhang ha affermato che i dati dei decenni precedenti hanno mostrato che gli eventi di piogge intense erano più probabili nel bacino del Mississippi inferiore, ma dati più recenti rivelano eventi di precipitazioni estreme che si espandono verso nord negli stati del bacino superiore del Mississippi, dove i fertilizzanti azotati sono usati più intensamente.

Zhang ha affermato che una migliore comprensione di queste tendenze potrebbe informare le pratiche di gestione delle aziende agricole per ridurre la probabilità di caricamento di azoto nei corsi d'acqua. Ad esempio, gli agricoltori potrebbero provare ad applicare fertilizzanti quando c'è meno probabilità di forti precipitazioni nella previsione, o distribuire l'applicazione di fertilizzanti dopo la semina in più applicazioni separate piuttosto che in una singola applicazione o applicazione prima che le colture si sviluppino. I dati di modellazione mostrano che queste strategie potrebbero ridurre il carico di azoto nei corsi d'acqua senza influire sulla produttività delle colture.