För att bekämpa ogräs, bönder använder en mängd olika verktyg och metoder. Genom att förstå styrkorna och nackdelarna med varje verktyg, en bonde kan fatta de bästa besluten för sin verksamhet för att hålla irriterande ogräs borta från fältet.

Ett verktyg som bönder kan vända sig till för ogräsbekämpning är att använda herbicider. Ny forskning hjälper oss att förstå en specifik herbicid ännu bättre:atrazin.

Atrazin är en av de vanligaste herbiciderna som används i USA. Den kan användas för att hantera ogräs i grödor som majs, durra, sockerrör och torv. Kemikalien dödar ogräs genom att förhindra fotosyntes i växten.

En fördel med herbicider, som de med atrazin, är att de minskar behovet av jordbearbetning. Förutom dess effekter på markens hälsa, jordbearbetning kan öka erosion av dyrbar jord. Minskad jordbearbetning bevarar vår jord genom att förhindra erosion och bibehålla en sund jordstruktur.

En undergång av atrazin, fastän, är att den ibland kan ta sig in i bäckar och floder.

Efter att kemikalien applicerats på ett fält, atrazin bryts ner i jorden och förvandlas till en annan förening, kallas deetylatrazin (DEA). Det här är bra, eftersom DEA är mindre giftigt för vattenlevande organismer än atrazin.

Under de senaste åren har atrazinanvändningen har minskat. Dock, trots den minskade användningen av atrazin, koncentrationer av den sekundära föreningen, DEA, har ökat.

Karen Ryberg och hennes team tyckte att det måste finnas mer i detta pussel än att bara använda atrazin.

Ryberg, som arbetar på United States Geological Survey, ville bestämma faktorerna, annat än användning, som påverkar trender i herbicidkoncentrationer i vattendrag.

Den vanligaste omvandlingen av atrazin till DEA är genom aktiviteten av markmikrober, som svampar och bakterier. Därför, atrazin bryts ner snabbare när det har mer kontakt med markmikroorganismer.

"Baserat på tidigare studier, vi förutspådde faktorer som påverkar atrazinkoncentrationerna i vattendrag, " säger Ryberg. "Dessa inkluderade att majs tunnland i vattendelaren, väder, klimat och förvaltningspraxis."

"I vår studie, vi använde befintliga data från 2002 till 2012 som spänner över många områden i landet, ", förklarar Ryberg. Sedan användes modeller för att analysera data och testa teamets förutsägelser om vad som orsakade atrazin- och DEA-trenderna i strömmarna.

På 1990-talet nya bestämmelser behandlade problem med ytvattenföroreningar. Dessa bestämmelser sänkte doseringen av atrazin för grödor, och till och med förbjöd dess användning nära vattenbrunnar. Målet var att minska den totala koncentrationen av atrazin i vatten.

"Koncentration och användningstrender visar att tidigare atrazinregler, speciellt i Mellanvästern, var framgångsrika, ", säger Ryberg. "Mer av atrazinet bröts ner i DEA innan det nådde bäckar."

Trots en ökning av mängden majs tunnland som odlades mellan 2002 och 2012, studien visade att atrazinanvändningen minskade i de flesta områden i USA.

Rybergs studie upptäckte också att atrazin förvandlas till DEA snabbare i torra områden utan kakeldränering. Kakelavlopp kan installeras under jord på jordbruksfält för att hjälpa till att flytta vatten och förhindra översvämningar. Kakelavlopp är som dagvattenavlopp för gårdsmarker.

Eftersom kakelavlopp hjälper vatten från fältet att röra sig snabbare genom underjordiska rör, vattnet har mindre tid att komma i kontakt med jord. Därför, markmikroorganismer har mindre tid på sig att bryta ner atrazin till DEA innan vatten för det ut från fältet mot närliggande bäckar.

Detta fynd innebär att det kan finnas fler utmaningar med atrazinnivåer i framtiden. Eftersom jordbrukare förutser klimatförändringar och blötare fältförhållanden, mer kakelavlopp kan behövas för att odla grödor under lämpliga jordförhållanden.

Går vidare, Ryberg vill bygga vidare på denna forskning för övervakning av bekämpningsmedel. "Fortlöpande övervakning är viktig för att förstå nedbrytnings- och transportprocesserna för bekämpningsmedel, " förklarar Ryberg.

Jordbrukare kommer att fortsätta att anpassa sig till förändrade förhållanden, inklusive ogrässamhällen. Användningen av bekämpningsmedel kommer att förändras, och det är en pågående utmaning att övervaka för nya bekämpningsmedel eller blandningar av bekämpningsmedel i miljön.