Nello spartiacque della baia di Chesapeake, anche senza ulteriori migliori pratiche di gestione, il semplice spostamento di colture a file come mais e soia lontano dai ruscelli e da pendii ripidi come questo può fare un'enorme differenza nella qualità dell'acqua, dicono i ricercatori. Credito:Patrick Drohan/Penn State
Coltivare il raccolto giusto nel posto giusto all'interno di uno spartiacque danneggiato può ottenere significativi miglioramenti della qualità dell'acqua, secondo i ricercatori della Penn State, che ha condotto un nuovo studio nel drenaggio di un affluente del fiume Susquehanna in un'area agricola nel sud-est della Pennsylvania.
La ricerca potrebbe rivelare un potenziale percorso per ripristinare la travagliata Chesapeake Bay, ha detto Patrick Drohan, professore associato di pedologia presso la Facoltà di Scienze Agrarie e uno degli autori dello studio. La baia, che è stata a lungo danneggiata in gran parte da nutrienti e sedimenti che lavano via i campi coltivati e penetrano nelle acque superficiali che la alimentano, ha bisogno di soluzioni audaci, come cambiare i sistemi di coltivazione, Lui suggerì.
"Tranne quando gli impianti di trattamento delle acque reflue sono entrati in conformità nello spartiacque di Chesapeake Bay, nessun'altra "pratica" ha dimostrato di avere un effetto così grande sull'azoto, riduzione del fosforo e dei sedimenti semplicemente riassegnando le percentuali di colture esistenti a paesaggi meno rischiosi, " ha detto. "Anche senza ulteriori migliori pratiche di gestione, il semplice spostamento di colture a file come mais e soia lontano dai ruscelli e dai pendii ripidi può fare un'enorme differenza".
La ricerca, condotta nello spartiacque di 52 miglia quadrate di Connewago Creek che drena parti delle contee di Lancaster e Dauphin, è stata guidata da Fei Jiang, neolaureato in scienze del suolo e borsista postdottorato presso il Dipartimento di Entomologia. Jiang ha implementato un potente programma per computer chiamato Strumento di valutazione del suolo e dell'acqua per modellare la crescita delle colture e le perdite di azoto totale, fosforo e sedimenti totali per un periodo di otto anni, dal 2010-2017.
Quindi, sulla base di tali risultati del modello, ha sviluppato un algoritmo innovativo per riallocare spazialmente le rotazioni delle colture all'interno dei terreni agricoli esistenti per ridurre l'azoto totale, perdite totali di fosforo e sedimenti in base alle proprietà del suolo, mantenendo un'area di produzione simile per ogni rotazione. Il fieno è stato riallocato nei paesaggi più vulnerabili all'erosione e alla perdita di nutrienti, mentre le rotazioni mais-soia sono state riallocate in aree meno vulnerabili.
In risultati recentemente pubblicati in Sistemi agricoli , quelle simulazioni di riallocazione delle colture hanno portato a una riduzione del 15% delle perdite totali di azoto, una riduzione del 14% delle perdite totali di fosforo e una riduzione del 39% delle perdite di sedimenti su una scala media annua in tutto lo spartiacque.
La posizione del drenaggio di Connewago Creek di 52 miglia quadrate all'interno dello spartiacque della baia di Chesapeake è mostrata in questo grafico. Il flusso è monitorato da due stazioni di misura del Geological Survey degli Stati Uniti, che ha fornito i dati per la ricerca. Credito:Patrick Drohan/Penn State
Considerato un "punto caldo" di inquinamento nello spartiacque di Chesapeake Bay, il drenaggio del Connewago Creek era un luogo ideale per eseguire l'esperimento, ha notato Jiang. Il torrente trasporta elevati carichi di nutrienti e sedimenti in uno spartiacque con un'alta percentuale di utilizzo del suolo agricolo. Ha detto che spera che lo studio apra un dialogo che si traduca in miglioramenti reali per la baia.
"Originariamente, Temevo che questa ricerca potesse essere vista come troppo teorica, che gli agricoltori non cambieranno mai ciò che coltivano e dove lo coltivano, e la ricerca non avrebbe alcun significato reale, " ha detto. "Ma date le forti riduzioni dell'inquinamento che abbiamo dimostrato sono possibili con questo nuovo approccio, Penso che le persone saranno convinte a considerare di provarlo. Questo modello è effettivamente fattibile nella vita reale".
Il concetto di concentrare la produzione in determinate aree e sostituire le colture esistenti con alternative in altre aree è nuovo negli Stati Uniti ma è stato oggetto di notevole sperimentazione nell'Unione europea, ha sottolineato Drohan. In paesi come Irlanda e Paesi Bassi, gli scienziati stanno esplorando il potenziale di un quadro di utilizzo del suolo per raggiungere obiettivi economici e ambientali nei bacini idrografici dominati dall'agricoltura.
"La norma agricola è che gli agricoltori dettino cosa, quando e dove piantare in base alla domanda del mercato e all'uso economicamente più efficiente delle risorse del suolo per la singola azienda agricola, " ha detto. "L'UE sta esplorando un approccio diverso nei bacini idrografici danneggiati; però, questo quadro non è stato provato negli Stati Uniti".
I risultati di questo studio suggeriscono che la ridistribuzione delle rotazioni delle colture all'interno dello spartiacque di Chesapeake Bay potrebbe raggiungere il necessario, sostanziali vantaggi in termini di qualità dell'acqua che finora sono sfuggiti ai responsabili politici che implementano altre pratiche, ha notato Drohan. Ma il diavolo starà nei dettagli.
"Sono necessarie ricerche future per capire come questo approccio influenzi i fattori a livello di azienda agricola, perché l'attuazione potrebbe richiedere ad alcuni agricoltori di cambiare il tipo di colture che coltivano e il modo in cui vengono condivisi i profitti, "ha detto. "Modelli su come gli agricoltori potrebbero cooperare esistono da diversi tipi di pesca in tutto il mondo, tali modelli sono indicati come strategie di co-gestione. Pagamenti economici o strategie di incentivazione, come il regime di pagamento comune agricolo dell'UE, potrebbe anche essere esplorato per incentivare la cooperazione come alternativa alla fattura agricola dell'USDA".
