Fosforo, campi e pascoli e protezione della qualità dell'acqua

Il fosforo è un nutriente essenziale per le piante e per tutti gli animali. È letteralmente nel DNA di tutto e di tutti. È tra i primi 20 elementi più abbondanti nel nostro sistema solare e l'undicesimo più abbondante nella crosta terrestre. Il problema per i produttori è che non è sempre dove vuoi che sia, e talvolta è esattamente dove non lo vuoi. Ad esempio, i ricercatori hanno scoperto che dal 55 al 65% del fosforo che le mucche mangiano esce dall'altra parte nel loro letame. Va bene perché sta riportando un nutriente vitale sul terreno affinché le piante possano usarlo. Ma può anche essere dannoso perché l'eccesso di fosforo può finire nei corsi d'acqua e nei laghi, causando fioriture di alghe e altri problemi di qualità dell'acqua.

L'inquinamento da nutrienti, che provenga dal fosforo o dai nitrati, per i quali la città di Des Moines ha citato in giudizio 3 contee rurali, è un problema crescente e gli organi di governo di tutto il mondo stanno prendendo in considerazione leggi e regolamenti per proteggere la qualità dell'acqua. Nel Vermont è in corso un movimento per legiferare sulle pratiche per il miglioramento della qualità dell'acqua. Per capire i modi migliori per muoversi verso una migliore qualità dell'acqua, sono in corso valutazioni in 7 fattorie del Vermont. Le lezioni che hanno imparato dopo i primi 18 mesi di ricerca sono cose che tutti possiamo usare per gestire meglio i nostri nutrienti e aiutare le nostre comunità a proteggere e migliorare la qualità dell'acqua.

La tempistica delle applicazioni di letame rispetto alle precipitazioni è fondamentale.

Gli eventi meteorologici umidi che seguono da vicino l'applicazione del letame possono produrre concentrazioni di nutrienti molto elevate - da 10 a 100 volte superiori - nel deflusso. Quando il letame veniva applicato a un campo di fieno poco prima della pioggia, c'erano concentrazioni eccezionalmente elevate di fosforo e azoto nell'acqua che scorreva fuori dal campo. Le concentrazioni di fosforo erano simili ai livelli tipicamente osservati nelle acque reflue non trattate. Sebbene gli agricoltori possano prendere in considerazione l'applicazione del letame immediatamente prima della pioggia nel tentativo di controllare gli odori, questa pratica può avere un impatto dannoso su corsi d'acqua, fiumi e laghi locali.

Il fosforo del letame rimane dove è caduto

La quantità totale di fosforo perso nel deflusso era una piccola frazione della quantità applicata nel letame, anche quando il deflusso seguiva immediatamente l'applicazione del letame.

Nonostante le concentrazioni eccezionalmente elevate misurate durante un evento di deflusso iniziato poco dopo l'applicazione del letame,

la massa di fosforo (P) persa nel deflusso era solo una piccola frazione della P applicata nel letame. Circa il 98% del P applicato nel letame è rimasto sul campo. Ciò fornisce un'indicazione dell'elevato grado di accuratezza che deve essere raggiunto affinché l'applicazione del letame non abbia impatti ambientali negativi.

I fienili ben consolidati sono buoni, ma...

Le perdite di fosforo erano più basse nei campi con fienili ben consolidati, ma erano comunque elevate rispetto ai criteri di qualità delle acque superficiali. Nonostante gli apporti di nutrienti relativamente inferiori e i bassi tassi di erosione sui campi di fieno permanenti, le concentrazioni di fosforo nel deflusso durante gli eventi di tempesta (ovvero, pioggia) erano circa 10 volte superiori ai tipici criteri di qualità dell'acqua imposti dallo stato per i corsi d'acqua e fino a 20-30 volte superiore ai criteri in-lake. I criteri di qualità dell'acqua servono a ricordare che quantità apparentemente piccole di P possono causare problemi alle acque superficiali.

P alta =P alta Runoff

I campi con alti livelli di fosforo nei test del suolo hanno anche concentrazioni più elevate di fosforo nel deflusso. Tra i bacini idrografici dello studio, esiste una relazione ragionevolmente forte tra i dati sulla massa di fosforo nel suolo (in libbre per acro) e P nel deflusso. Se si lascia che il fosforo si accumuli nel terreno nel tempo (ad esempio, gli apporti di P sono maggiori della quantità assorbita dalla coltura), le perdite di P associate al deflusso in condizioni di pioggia aumenteranno. Il prelievo del test del suolo P è un processo lento; possono essere necessari anni per rimuovere l'eccesso di P attraverso l'assorbimento del raccolto. È fondamentale, quindi, gestire gli apporti di fosforo in modo che corrispondano strettamente alle esigenze delle colture.

È il TDP che crea problemi con le alghe

La maggior parte di P nel deflusso delle tempeste sia dai campi di fieno che dai campi di mais era nella forma disciolta (TDP). In media in tutte le stazioni monitorate, circa il 65% del fosforo misurato si è verificato come TDP. Il P disciolto è immediatamente biologicamente disponibile e quindi potrebbe essere considerato come "carburante per razzi" per le alghe. Trovare che la maggior parte di P lascia tutti i campi di studio - fieno e mais - nella forma disciolta ha implicazioni significative su come dovremmo gestire il letame e nella selezione e progettazione di BMP (migliori pratiche di gestione) per ridurre le perdite di P sulla nostra superficie acque. Nello specifico, è probabile che diventi sempre più importante enfatizzare le pratiche che si concentrano sulla salute del suolo e promuovono l'infiltrazione del deflusso delle tempeste, anziché limitarsi a filtrarlo.

I campi di mais erodono più dei campi di fieno

Le perdite di sedimenti sono state maggiori per i campi di mais rispetto ai campi di fieno. I siti nel mais hanno generalmente registrato la più alta e variabile concentrazione di sedimenti nel deflusso. La quantità di sedimenti trovati nel deflusso (48,3 – 145,9 mg di sedimenti/litro) era simile ai livelli tipicamente osservati nel deflusso delle acque piovane urbane. Le concentrazioni di sedimenti sono state le più basse e meno variabili nei siti di fieno permanente (meno di 30 mg/L), suggerendo tassi di erosione notevolmente inferiori su questi campi.

E poi?

Questo progetto continuerà per un altro anno. Per ora, le lezioni che possiamo trarne sono alcune che abbiamo conosciuto e altre che stiamo ancora assorbendo. Con la qualità dell'acqua così in primo piano in molte conversazioni locali, potremmo diventare tutti spugne.

La Vermont Agency of Agriculture, Food &Markets, in collaborazione con il Natural Resource Conservation Service (NRCS) del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti, la Vermont Agency of Natural Resources e il Lake Champlain Basin Program, ha stipulato un contratto con Stone Environmental, Inc. (Montpelier, VT) per completare il programma di monitoraggio e valutazione. Il progetto continuerà a raccogliere dati fino alla fine della stagione di crescita del 2015; i risultati aggiornati saranno sviluppati all'inizio del 2016.