Каждое лето Мексиканский залив затопляется избытком азота и фосфора из очистных сооружений и сельскохозяйственных угодий в бассейне реки Миссисипи. И каждое лето эти питательные вещества создают «мертвую зону» в Персидском заливе. Для решения этой проблемы Агентство по охране окружающей среды США сформировало целевую группу и потребовало от 12 штатов разработать стратегии по сокращению сельскохозяйственных стоков.
По мнению исследователей из Университета Иллинойса, стратегии выглядят многообещающе и оставляют место для добавления определенных практических элементов, которые могут помочь лицам, принимающим решения, выбрать конкретные методы сохранения, которые следует принять или избегать. В новом исследовании исследователи изучают стратегии сокращения потерь питательных веществ в трех штатах Верхнего Среднего Запада, чтобы заполнить пробел.
Проанализированные в исследовании стратегии трех штатов, Иллинойса, Айовы и Миннесоты, включали научно обоснованные оценки различных природоохранных методов: таких вещей, как покровные культуры, консервирующая обработка почвы, биореакторы, изменения нормы внесения азота и многое другое.
Мы оценили способность каждого метода сохранения быть сложенным или наслоенным с другими, а также возможность отслеживать реализацию каждого метода. Это дало нам очень полезную информацию, которую можно было бы использовать для увеличения принятия, сосредоточив внимание на тех. мероприятия, которые доступны по цене, легко отслеживаются и эффективны для сокращения стока азота и фосфора. Возможность отслеживать наши усилия также поможет усилиям штата и федерального уровня в мониторинге прогресса в достижении целей по гипоксии в Мексиканском заливе», - говорит Рейд Кристиансон, ведущий автор исследования. и доцент кафедры растениеводства Университета им.
Исследователи сначала сравнили, как три штата оценивают одни и те же методы с точки зрения их эффективности, чтобы прийти к единому мнению. По большей части рейтинги были одинаковыми в разных штатах. Но пара практик выделялась.
«Айова и Иллинойс имеют очень похожие показатели по покровным культурам. Но в Миннесоте гораздо холоднее, и им трудно заставить семена покровных культур прорасти после уборки кукурузы и соевых бобов», - говорит Рид.
Биореакторы на древесной щепе, применяемые на краю поля, также оценивались по-разному в трех штатах. Большие траншеи обычно заполнены древесной щепой, содержащей микробы, которые потребляют избыток азота из дренажных вод. В этом случае различия заключались в размерах и методологии проектирования в трех штатах.
Лаура Кристиансон, соавтор исследования и доцент в области растениеводства, говорит: «Некоторые методы, такие как покровные культуры, на самом деле работают по-разному с севера на юг, но другая причина, по которой цифры различаются, заключается в том, что исследование было проведено. по-разному в трех стратегиях. Это представляет собой человеческий процесс принятия решений, что имеет решающее значение для конкретных стратегических усилий штата».
Хотя сравнение между государственными стратегиями само по себе было новым, исследователи считают, что их оценка «отслеживаемости» и «комбинации» природоохранных практик будет еще более полезной для лиц, принимающих решения. Они опирались на мнения экспертов, чтобы присвоить оценку отслеживаемости каждой практике. Например, преобразование земли из системы однолетних пропашных культур в лесистую буферную полосу легко отслеживается с помощью спутниковых изображений. Но другие? Не так много.
«Думая о практике в полевых условиях, например о том, сколько азота вносит фермер, нет надежного способа отследить это», - отмечает Рейд. Есть способы оценить это, но не отследить напрямую», - говорит Рид.
"Потому что фермер просто решает и делает это", добавляет Лаура. «И у нас есть x фермеров в Иллинойсе и во всем водоразделе Миссисипи. Как мы можем это отследить?»
Исследователи говорят, что важно знать, насколько отслеживаемы эти методы, потому что заинтересованные стороны, инвестирующие в сокращение потерь питательных веществ, должны иметь возможность точно определить, что работает, а что нет, и рассказать историю улучшения с вложенными ресурсами.
"Мы работаем над созданием системы, позволяющей отслеживать, что делают все 12 штатов и сколько практик они внедряют. Это большая задача", - говорит Лаура. «Для нас это не просто исследование. Мы работаем над тем, чтобы придумать что-то, что государства могли бы использовать в течение следующих 20 лет».
Исследователи также рассмотрели, насколько легко эти практики можно объединить в пары или сложить друг с другом.
Например, изменение землепользования на самом деле ни с чем не сочетается, потому что вы полностью меняете способ ведения бизнеса. Например, если вы выращиваете просо, вам не нужна покровная культура или консервирующей обработки почвы, она просто ни с чем не сочетается. Но покровные культуры, биореакторы и другие хорошо сочетаются со многими практиками», - говорит Лаура.
Несмотря на то, что исследователи оценили осуществимость штабелирования, они до сих пор не знают потенциальных последствий объединения методов сохранения. «У вас может быть несколько практик на одном и том же акре, но как это повлияет на качество воды? Мы пока не знаем - вот где нам нужно больше полевых исследований», - говорит Рид..
Исследование также затронуло экономическую эффективность различных практик. Например, управление азотом - изменение количества вносимых удобрений - является одним из наименее затратных методов. Это также относительно легко для фермеров и хорошо сочетается с другими методами. Но Лаура говорит, что важно также учитывать его эффективность и отслеживаемость.
«Итак, несмотря на то, что это относительно дешево, мы должны говорить государствам, чтобы они инвестировали много денег? Это не так эффективно, как другие методы, и его сложнее отследить. В этом исследовании мы хотели получить представление о том, насколько хорошо работают практики, а затем сделать еще один шаг и спросить, легче или труднее всего отслеживать лучшие практики. И, наконец, чем заинтересуются фермеры?»
Статья «Помимо стратегий по питательным веществам: общая основа для ускорения улучшения качества воды в сельском хозяйстве на верхнем Среднем Западе» опубликована в Journal of Environmental Management. Среди соавторов Рида и Лауры Грегори МакИсаак из Департамента природных ресурсов и наук об окружающей среде Университета штата Ай, а также Кэрол Вонг, Мэтью Хелмерс, Дэвид Мулла и Мойра Макдональд. Работа выполнена при поддержке W alton Family Foundation.