Markerosion är en stor utmaning inom jordbruksproduktionen. Det påverkar markkvaliteten och bär med sig näringssediment som förorenar vattendrag. Även om jorderosion är en naturligt förekommande process, jordbruksaktiviteter som konventionell jordbearbetning förvärrar det. Jordbrukare som implementerar ingen bearbetning kan avsevärt minska markerosionen, visar en ny studie från University of Illinois.

Att helt övergå till ingen jordbearbetning skulle minska jordförlusten och sedimentavkastningen med mer än 70 %, säger Sanghyun Lee, doktorand vid institutionen för jordbruks- och biologisk teknik vid U of I och huvudförfattare på studien, publicerad i Journal of Environmental Management .

Men även en partiell förändring av bearbetningsmetoderna kan få betydande resultat, han lägger till.

"Om vi ​​fokuserar på det mest sårbara området när det gäller jorderosion, då visar endast 40 % no-till nästan samma minskning som 100 % no-till implementering, "Säger Lee.

Studien använde fysiska data och datormodeller för att uppskatta jorderosion i Drummer Creek vattendelare, som är en del av Upper Sangamon River vattendelare i centrala Illinois. Områdets huvudsakliga grödor är majs och sojabönor, och jordbearbetning är en dominerande jordbruksmetod.

"Hastigheten av jorderosion ökar och accelereras av ohållbar jordbruksproduktion. En av huvudorsakerna är konventionell jordbearbetning på fältet, " säger Lee. "Vår modell ger ett verktyg för att uppskatta effekterna av jordbearbetning på jorderosion över vattendelaren."

Lee och medförfattarna Maria Chu, Jorge Guzman, och Alejandra Botero-Acosta utvecklade modelleringsramverket, koppla en hydrologisk modell (MIKE SHE) med Water Erosion Prediction Project (WEPP) för att undersöka effekterna av ingen jordbearbetning i vattendelaren. WEPP-modellen gav sedimentkällorna från jordbruksfälten under olika bearbetningsmetoder och den hydrologiska modellen simulerade sedimenttransport över vattendelaren.

Forskarna inkluderade historiska data om klimatet, markegenskaper, sedimentprovdata, och andra relevanta åtgärder, använde sedan den kopplade modellen för att förutsäga hur olika förvaltningsmetoder påverkar jorderosionshastigheten.

"Bönder kanske föredrar jordbearbetning eftersom våta klimatförhållanden orsakar packad jord, " säger Lee. "Men, jorderosion tar bort matjord, som innehåller mycket näringsämnen, och detta kan minska avkastningen på lång sikt. Markerosion påverkar också vattenkvaliteten, både lokalt över tid och på distans.

"Därför, bönder måste väga fördelarna med jordbearbetning med konsekvenserna av jorderosion och välja de bästa förvaltningsstrategierna."

Modelleringsramverket kan hjälpa till att identifiera de mest utsatta områdena, så att producenter kan implementera hållbara förvaltningsmetoder där det är viktigast, Lee konstaterar.