Kvaliteten på våra floder och sjöar kan sättas under tryck från skadliga nivåer av löslig fosfor, trots välmenade åtgärder för att minska jorderosion och bättre sköta och bevara jordbruksmark för växtodling, visar en ny studie.

Det brittiska centret för ekologi och hydrologi (CEH) ledde ett team av internationella forskare, som fann att ökade nivåer av löslig fosfor i floder som kommer in i Lake Erie, i USA, kan kopplas till bevarandeåtgärder, trots deras framgång med att minska jorderosion och näringsförluster i partikelform.

Studien visar att sedan början av 2000-talet, det har skett en ökad andel löslig fosfor från floder som kommer in i den västra Lake Erie Basin – vilket har kopplats till den ökande omfattningen och svårighetsgraden av skadliga algblomningar.

Fosfor är ett viktigt näringsämne för växtodling och för terrestra och sötvattensekosystem. Men förhöjda nivåer av löslig fosfor kan orsaka spridning av alger som producerar gifter som kan vara skadliga för fisk, andra djur och växtliv i sjöar, floder och bäckar. De skadliga algerna kan också försämra vatten som behandlas som livsmedel.

Huvudförfattare professor Helen Jarvie, en huvudforskare i vattenkvalitet vid Centrum för ekologi och hydrologi, sa, "Vi tog hänsyn till förändrade väder- och regnmönster, och fann ökningar i flodflöden ensam bidragit till cirka en tredjedel av den markanta ökningen av löslig fosfor som kommer in i Erie -sjön sedan 2002, trots minskad gödningsmedelsanvändning och mängder fosfor som lagras i marken. De återstående två tredjedelarna måste härröra från andra förändringar inom vattendelen. "

"Vi noterade att över tid, bevarande jordbearbetning - där fält inte plöjs, och skörderester finns kvar på fälten före och efter plantering av nästa gröda, att minska jorderosion och avrinning – har fortsatt en ökad trend av adoption sedan mitten av 1980-talet. Det är troligt att övergången från konventionell till bevarande jordbearbetning, tillsammans med mindre införlivning i jorden av sändningar av fosforgödsel, kan oavsiktligt ha orsakat ansamling av mycket löslig fosfor vid markytan.

"Detta kan öka förlusterna av löslig fosfor under nederbördsinducerade avrinningshändelser, och kan också ha förvärrats av installation av dränering under ytan, som snabbt kan överföra den lösliga fosforn från åkrar till floder. "

Hon tillade "Dessa forskningsrön har viktiga implikationer långt bortom Lake Erie Basin, eftersom bevarande av jordbearbetning rekommenderas allmänt som en fördelaktig hanteringsmetod för att minska erosion och näringsförluster från odlingsmark i Storbritannien och i Europa och Nordamerika. "

Under 1980- och 1990-talen, det var stora förbättringar av vattenkvaliteten i Lake Erie, som ett resultat av lagen om rent vatten som reglerar tillförsel av avloppsvatten, förbättrad gödselhantering, och bevarandeåtgärder, vilket minskade jorderosion och förluster av partikelformig fosfor fäst vid jordpartiklar.

Dock, under de senaste 15 åren, det har skett en försämring av vattenkvaliteten, med ökad algblomning i västra bassängen, kopplat till ökningen av den mer ekologiskt skadliga lösliga formen av fosfor. Under 2014, en giftig algblomning i västra Lake Erie Basin ledde till en "drick inte"-rådgivning för mer än 400, 000 människor i staden Toledo, Ohio.

Följaktligen under 2016, USA:s och kanadensiska regeringar satte upp ett nytt mål att minska halterna av fosfor som kommer in i Lake Erie med 40 procent.

Medförfattare professor Andrew Sharpley, Professor i jord- och vattenkvalitet vid University of Arkansas, sa, "Den viktigaste lärdomen är att det kan bli oavsiktliga konsekvenser av att ändra metoder för bevarande av gårdarna, som bör erkännas.

"Effektivt bevarande är en adaptiv process. När det gäller Lake Eries avrinningsområden, minskad markbearbetning dramatiskt minskad erosion, men utan att ändra praxis för gödselhantering, detta fångade effektivt fosfor vid markytan.

"Det skedde en slutlig övergång från att marken skulle vara en sänka för fosfor till att bli en källa för dränering av vatten. Implikationerna av denna forskning har resonans bortom Lake Erie Basin och är viktiga för att överföra vetenskap till de långsiktiga fördelarna med naturvård."

Resultaten baserades på Heidelberg Universitys 40-åriga rekord av daglig flod-vattenkemi för de stora floderna som rinner ut i västra Lake Erie-bassängen, och demonstrera det globala behovet av långsiktig vattenkvalitetsövervakning för att upptäcka förändringar så att vi adaptivt kan hantera våra vattenresurser för att säkerställa deras långsiktiga kvalitet och säkerhet.

Rapporten som publicerades i Journal of Environmental Quality efterlyser metoder för hantering av mark- och vattenkvalitet som hanterar både lösliga och partikelformiga fosforförluster från jordbruksmark, och betonar att ytterligare bevarandeåtgärder kommer att behövas för att ta itu med den lösliga fosforkomponenten.