Varje sommar, en "död zon" bildas i Mexikanska golfen. Plymer av syrerånande alger, matas av överskott av kväve som kommer in från Mississippifloden, döda livet i havet och hota försörjningen för dem som fiskar i viken. Stater som gränsar till Mississippifloden inför strategier för att begränsa kväve från avloppsreningsverk, ytavrinning, och jordbruksfält. I en ny studie, Forskare från University of Illinois har uppskattat att en ny bevarandepraxis känd som mättade buffertar kan minska kväve från jordbruksdränering med 5 till 10 procent.

"Det kanske inte låter så mycket, med tanke på att jordbruksdränering endast representerar en del av kvävet som kommer in i Mississippi. Men 5 till 10 procent är ganska bra för en billig, passivt system som bönder kan sätta in och glömma, säger Reid Christianson, forskarassistent vid Institutionen för växtvetenskaper vid U of I och medförfattare till studien, publiceras i Jordbruks- och miljöbrev .

Mättade buffertar är vegeterade remsor av mark-så lite som 30 fot över-mellan kakeldränerade jordbruksfält och vattenvägar. Vanligtvis, kakelrör som leder dräneringsvatten från åkrarna töms direkt i diken eller bäckar. Med en mättad buffert, vattnet leds om till ett perforerat rör som löper under ytan och parallellt med bäcken. Vatten rinner sedan genom den mättade buffertens jord in i bäcken. Längs vägen, jordmikrober tar naturligtvis bort upp till 44 procent av kvävet.

"Mättade buffertar tar inte mycket mark ur produktion, och är ganska billiga på $3, 000 till $4, 000 för att behandla dränering från ett fältstort område (ungefär 30 till 80 acres). Bönder måste vara villiga att inte odla ända fram till bäcken, men när det gäller bevarandemetoder utanför fältet, Jag tror att mättade buffertar passar lätt med jordbruk och ger ytterligare fördelar som vilda djur och pollinatörers livsmiljö, säger Laura Christianson, biträdande professor även vid avdelningen för växtvetenskap och medförfattare till studien.

För att komma fram till deras kvävereduktionsuppskattning, Christiansons och doktoranden Janith Chandrasoma tittade på allmänt tillgängliga digitala kartor över grödor, jord, och strömtyper för att uppskatta det totala antalet mättade buffertar som kan installeras över mellanvästern:248, 000 till 360, 000, som skulle kunna behandla upp till 9,5 miljoner tunnland dränerad mark. Med andra studier som visar genomsnittliga kväveavskiljningshastigheter mellan 23 och 44 procent, detta antal mättade buffertar skulle minska den totala kvävebelastningen i jordbrukets dränering med 5 till 10 procent.

Laura säger att tillvägagångssättet krävde många antaganden. Till exempel, det finns inga satellitbilder eller kartor för kakeldräneringssystem över hela Mellanvästern, så forskarna gjorde antagandet att majs- eller sojabönsfält på jord som karakteriseras som "dåligt dränerad" med största sannolikhet var kaklade. Dock, Reid noterar att kakeldräneringssystem är installerade under många majs- och sojabönsfält i Mellanvästern, inte bara dåligt dränerade sådana.

"Övergripande, våra antaganden var relativt konservativa. Vi underskattade förmodligen våra siffror som ett resultat, " han säger.

Mättade buffertar är en ny bevarandepraxis, med den första Natural Resources Conservation Service-standarden som publicerades 2016. Hittills de har inte antagits i någonstans i närheten av den skala som visat sig vara möjlig i Christiansons studie. Till exempel, Laura uppskattar att det förmodligen finns färre än 50 mättade buffertar som för närvarande fungerar i hela Midwest -regionen.

"Adoption i den skala vi uppskattade i tidningen är sannolikt långt borta, " hon säger, "men allt vi kan göra för att minska kväveflödet till viken, särskilt om det passar relativt lätt med nuvarande hanteringsmetoder på gården, kräver uppmärksamhet. "

Pappret, "Mättade buffertar:Vad är deras potentiella påverkan i USA:s mellanvästern?" publiceras i Jordbruks- och miljöbrev .