Många gårdar har områden där marken antingen översvämmar eller inte behåller tillräckligt med vatten eller gödsel för att grödorna ska trivas. Sådana marginella marker kan bli användbara och potentiellt lönsamma om de planteras med fleråriga bioenergigrödor som buske och växter, rapporterar forskare i veckan vid årsmötet i The Geological Society of America i Indianapolis.

I ett projekt som har pågått sedan 2011, forskare vid Argonne National Laboratory har studerat hur buskvägen och växelgräs i sandigare, lätt uttorkade fläckar kan inte bara kontrollera erosion, men suger också upp överflödiga gödningskemikalier som annars skulle kunna förorena ytvatten och grundvatten. Överskott av näringsämnen i gödningsmedel kan leda till en mängd problem nedströms, inklusive giftiga algblomningar, ökade kostnader för vattenreningsanläggningar, och tillväxten av den hypoxiska "döda" zonen i Mexikanska golfen.

"Fokus ligger på att förbättra vattenkvaliteten, "sa John Quinn, en forskare vid Argonne National Laboratory i Lemont, Illinois. Men på vägen har de funnit att buskpil och gräs också har andra potentiella fördelar, inklusive att vara en källa till biomassa för biobränsle, en resurs för pollinatorer och andra vilda djur, och genom att tillhandahålla andra ekosystemtjänster.

För att genomföra sin studie, laget, ledd av Cristina Negri, ligger marginella områden på deras 6,5 hektar stora jordbruksmark i östra centrala Illinois, med hjälp av majsavkastningskartor, GIS, och offentligt tillgänglig data om mark och topografi för att identifiera låg produktivitet, hög nitratläckning, och erosionsbenägna områden, förklarade Jules Cacho, även av Argonne National Laboratory.

De planterade buskpil som en bioenergigröda i marginella områden och övervakade sedan deras effekter på jorden, markvatten, grundvatten, och vegetation för att avgöra hur näringsämnen som appliceras på majs och sojabönor gick förlorade i markvattnet eller togs upp av växterna. De höll också reda på förändringar i växthusgaser, mångfalden av insekter, och den totala massan av vegetation.

Deras resultat visar att sedan pilarna planterades 2013, träden har signifikant minskade koncentrationer av gödningsmedelsnitrat i markvattnet jämfört med markvattnet i de intilliggande majsfälten.

"Det som är viktigt med fleråriga grödor är deras djupt rotande förmåga, "sa Quinn." De kan fånga upp överskott av nitrater från majsgrödor. Energigräsen har i synnerhet djupa och fibrösa rotsystem. "

"Det som är attraktivt genom att implementera detta landskapsmetod är att det har potential att tillgodose flera samhällsbehov samtidigt, vilket på ett fördelaktigt sätt intensifierar markanvändningen, sa Negri.

Om fördelarna med nitratborttagning och potentiell bioenergi (från skörd och smältning av vide och gräs) beaktas, kostnaden för att genomföra gräs- och buskträd kan åtminstone delvis kompenseras.

"Det konkurrerar inte med majs, "Cacho sa." Om det finns en lokal marknad för biomassa finns det ekonomiska fördelar. Ni förskjuter inga jordbruksmarker. Du identifierar mark som inte är bra för majs och sojabönor. Du slösar inte bort gödselmedel. "

Teamet arbetar med USDA Natural Resources Conservation Service i syfte att göra deras integrerade markförvaltning med vide och gräs till en officiell "bästa förvaltningssed, "vilket kan skapa ytterligare ekonomiska incitament för jordbrukare.