Come la maggior parte dei bambini sa, un grande mucchio di fango può essere un sacco di divertimento.

Ma non per gli agricoltori. I campi fangosi significano troppa acqua. E troppa acqua significa che i raccolti potrebbero non crescere bene.

Gli agricoltori spesso installano scarichi sotterranei, chiamati scarichi per piastrelle, in terreni impregnati d'acqua per aiutare a spostare rapidamente l'acqua in eccesso. I terreni più asciutti sono vantaggiosi per le loro colture.

Ma c'è un potenziale svantaggio:l'azoto. Sotto forma di nitrato, l'azoto contamina i corsi d'acqua. Più, qualsiasi azoto che lascia il campo significa soldi sprecati per l'agricoltore, chi ha pagato il fertilizzante.

Come possono gli agricoltori bilanciare il prosciugamento dei loro campi con la conservazione dell'azoto? Per i principianti, possono rivolgersi a un esperimento decennale della Purdue University. I risultati sono stati pubblicati nel Giornale della qualità ambientale .

Da 31 anni, i ricercatori hanno studiato come le diverse pratiche agricole e strategie di drenaggio influenzano la crescita delle colture e la perdita di azoto dai campi.

"Il drenaggio è una pratica necessaria sui terreni naturalmente umidi. Quindi è comune sui nostri terreni produttivi in ​​gran parte del Midwest, "dice Eileen Kladivko, un membro della Soil Science Society of America. "Ma poiché il terreno è per natura permeabile, vogliamo sapere come possiamo ridurre la concentrazione e il carico di nitrati e avere comunque un buon drenaggio".

Nella loro ultima ricerca, gli scienziati condividono le prestazioni dei campi negli ultimi 16 anni rispetto ai 15 anni precedenti. In particolare, si sono concentrati sull'effetto dei diversi gradi di drenaggio.

Gli scarichi delle piastrelle possono essere posizionati a distanze diverse attraverso un campo. Più sono vicini, più velocemente possono drenare l'acqua dai campi.

Nei campi di studio in Indiana, gli scarichi erano distanziati di 5, 10 o 20 metri di distanza. Come previsto dal gruppo di Kladivko, più vicini erano i tubi, più acqua scorreva attraverso di loro ogni anno.

La concentrazione di nitrati nell'acqua era la stessa indipendentemente dalla distanza tra gli scarichi. Ma poiché gli scarichi più vicini hanno portato a un maggiore flusso d'acqua, la quantità totale di azoto che lasciava i campi era maggiore quando gli scarichi erano più vicini tra loro.

"La linea di fondo è che quando gli scarichi sono più vicini, sono messi lì per drenare più acqua più velocemente, " dice Kladivko. "Quindi, se dreniamo più acqua più velocemente, dreniamo anche più nitrati."

I ricercatori hanno anche visto che la maggior parte del nitrato che ha lasciato i campi agricoli lo ha fatto durante la bassa stagione, quando non c'erano grandi raccolti in giro per usare i nutrienti.

Oltre 31 anni, i ricercatori hanno cambiato il modo in cui gestivano i campi. Per esempio, sono passati dalla coltivazione del solo mais alla rotazione delle colture tra mais e soia. Hanno anche ridotto la quantità di fertilizzante che hanno applicato. E hanno iniziato a piantare colture di copertura, che crescono durante la bassa stagione. Questi cambiamenti hanno seguito le ultime ricerche e rispecchiano le attuali pratiche utilizzate dagli agricoltori.

A causa di questi cambiamenti, la concentrazione di nitrati nell'acqua di lisciviazione oggi è solo un quarto di quella che era tre decenni fa. Questa concentrazione più bassa significa che fuoriesce meno nitrato totale rispetto al passato.

I ricercatori hanno notato un'altra tendenza. Negli anni piovosi, più nitrato lasciava i campi agricoli perché c'era più acqua a portarlo via. Gli ultimi anni sono stati più umidi, probabilmente a causa del cambiamento climatico.

"Il punto è che per quanto ci proviamo, non possiamo controllare ogni aspetto dei nostri campi agricoli, "dice Kladivko.

Perché molti nitrati hanno lasciato i campi in inverno, alcuni agricoltori potrebbero utilizzare un sistema chiamato drenaggio controllato per fare scelte stagionali intelligenti. Con drenaggio controllato, gli agricoltori possono consentire ai campi di essere più umidi e drenare più lentamente in inverno, quando i campi bagnati non danneggeranno i raccolti. Poi in primavera, possono far funzionare gli scarichi alla massima velocità e drenare rapidamente.

E, perché il drenaggio più veloce non aiuta le colture a crescere molto meglio, gli agricoltori possono scegliere una distanza di scarico più ampia, che consente anche di risparmiare denaro sull'installazione.

"Il mio messaggio per gli agricoltori è di non scaricare troppo, " dice Kladivko. "Cerca di determinare la spaziatura più ampia possibile che consenta una resa quasi ottimale".