Il-ħamrija tan-nofs tal-Punent hija fost l-aktar produttivi fid-dinja, grazzi parzjalment għal sistemi estensivi ta 'drenaġġ tal-madum li jneħħu l-ilma żejjed mill-għelieqi tal-uċuħ tar-raba'. Iżda l-ilma mhuwiex l-unika ħaġa li tgħaddi minn drenaġġ tal-madum. In-nitroġenu jiċċaqlaq flimkien mal-ilma tal-ħamrija ġo fosos tad-drenaġġ, nixxigħat, u fl-aħħar mill-aħħar fil-Baċin tax-Xmara Mississippi, fejn in-nutrijent jikkontribwixxi għal blanzuni massivi tal-algi u kundizzjonijiet iposiċi li jħallu impatt fuq il-ħajja akkwatika fil-Golf tal-Messiku.
Studju reċenti mill-Università ta 'Illinois Urbana-Champaign jipprovdi ħarsa ġdida lejn is-sorsi u l-proċessi li jaffettwaw it-tagħbija tan-nitroġenu fl-ilma tad-drenaġġ tal-madum. L-istudju jiżvela ġabra ta '"wirt" mhux mistennija ta' nitroġenu kbir u stabbli, li żżid sfumatura mat-twemmin komuni li n-nitroġenu jimxi malajr permezz ta 'sistemi ta' drenaġġ tal-madum bħala riflessjoni temporanja tal-input tal-fertilizzant u l-attività mikrobjali.
"L-effett tal-wirt jirrelata mad-dewmien ta 'żmien bejn meta n-nitroġenu jsir disponibbli fl-ambjent tal-ħamrija sat-telf tiegħu fil-passaġġi tal-ilma. Per eżempju, jekk ikollok input ta' nitroġenu permezz ta 'fertilizzant din is-sena, mhux se jkun rifless f'downloads immedjatament. Dan id-dewmien instab f’ħafna sistemi, iżda riċerkaturi preċedenti ma kinux jafu x’ikkawżah jew kemm kien kbir il-kobor tiegħu,” qal l-awtur ewlieni tal-istudju Zhongjie Yu, assistent professur fid-Dipartiment tar-Riżorsi Naturali u x-Xjenzi Ambjentali, parti mill-Kulleġġ. tax-Xjenzi Agrikoli, tal-Konsumatur u Ambjentali f'Illinois.
Biex tifhem l-oriġini tan-nitroġenu fl-ilma tad-drenaġġ, it-tim ta 'riċerka l-ewwel kellu jiddifferenzja n-nitrat derivat minn diversi sorsi. Huma ġabru kampjuni tad-drenaġġ tal-madum minn għalqa tal-qamħ-sojja fuq bażi ta 'kull ġimgħa fuq tliet snin u kejlu n-nitrat. Ġabru wkoll kampjuni tal-ħamrija, residwi tal-għelejjel u fertilizzanti biex janalizzaw il-konċentrazzjonijiet tan-nitroġenu kif ukoll iżotopi stabbli tan-nitroġenu u l-ossiġnu li jseħħu b'mod naturali, iż-żewġ elementi li jiffurmaw molekuli tan-nitrat. Bl-użu ta 'tagħmir tal-laboratorju sensittiv, riċerkaturi preċedenti assoċjati varjazzjonijiet ħfief f'iżotopi itqal tan-nitroġenu (15N), u l-ossiġnu (18O) b'diversi sorsi ta' nitroġenu u l-proċessi taċ-ċikli tan-nitroġenu mikrobjali ta 'nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni.
"Nistgħu naħsbu fl-isotopi tan-nitroġenu u tal-ossiġnu bħala marki tas-swaba' biex jidentifikaw is-sorsi tan-nitrat u kif qed jiġi riċiklat minn proċessi mikrobjali," qal Yu. "Sorsi differenti għandhom proporzjonijiet isotopi differenti, bħalma l-bnedmin għandhom marki tas-swaba differenti."
Yu żied li n-nitrat derivat minn fertilizzant inorganiku għandu proporzjon ta 'isotopi aktar baxx, b'inqas nitroġeni tqal u ossiġeni, minn sorsi ta' nitroġenu organiku tal-ħamrija bl-ingrossa.
Immaġni minn Bjorn Beheydt, Shutterstock
It-tim ta 'riċerka ġab ukoll kampjuni tal-ħamrija fil-laboratorju u inkubahom biex jitgħallmu kif iċ-ċikli tan-nitroġenu mikrobjali jaffettwa l-isotopi tan-nitrat. Kemm bid-dejta tal-post kif ukoll tal-laboratorju, ir-riċerkaturi jistgħu jintraċċaw is-sorsi tan-nitrat matul iż-żmien u s-sistemi tal-ħsad.
"Ir-riżultati tagħna juru li l-proporzjonijiet oriġinali tal-isotopi tan-nitrat kienu simili għal dawk tal-fertilizzant tal-ammonja u tan-nitroġenu tal-bijomassa tas-sojja u ma varjawx maż-żmien meta ma kienx hemm input ġdid ta 'fertilizzant fis-sistema," qal Yu. "Dan jissuġġerixxi ġabra kbira ta 'wirt ta' nitrat fil-ħamrija u dewmien ta 'żmien bejn meta n-nitroġenu jiġi miżjud mas-sistema u meta jiġi esportat bħala nitrat fid-drenaġġ tal-madum."
Huwa żied li meta fertilizzant ġdid ġie miżjud bħala ammonja anidruża mal-qamħirrum, bidla kbira fis-sinjal iżotopiku, li tirrifletti n-nitroġenu ġdid, ġiet irreġistrata fl-ilma tad-drenaġġ tal-madum, speċjalment meta l-avvenimenti tax-xita segwew l-applikazzjoni. Madankollu, dan is-sinjal ġdid tan-nitroġenu ta 'spiss kien ta' ħajja qasira, bis-sinjal tal-legat jerġa' jitfaċċa fil-jiem ta 'wara għal ġimgħat.
Il-mudell huwa konformi mar-riżultati mill-grupp tal-ko-awtur tal-istudju u l-professur tal-NRES Richard Mulvaney. F'serje ta 'studji, dak il-grupp uża tekniki ta' isotopi ttikkettjati biex jintraċċa l-assorbiment tan-nitroġenu fil-pjanti tal-qamħirrum, u sab li inqas minn nofs in-nitroġenu tal-fertilizzant jintuża mill-pjanti; minflok, il-qamħ ħa l-biċċa l-kbira tan-nitroġenu tiegħu mill-ħamrija. In-nitroġenu tal-fertilizzant li jifdal, skont ir-riżultati l-ġodda, x'aktarx jintilef fid-drenaġġ tal-madum jew jinbidel fi frazzjoni reattiva maħżuna fil-ħamrija, li twassal għar-rilaxx tan-nitroġenu fit-tul.
Yu qal li l-evidenza ta 'effett wirt tista' tinforma l-ġestjoni u l-impatt dwar kif dawk li jfasslu l-politika jevalwaw is-suċċess tal-prattiki tat-tnaqqis tat-telf tan-nitroġenu.
"Spiss, nistennew li naraw effetti immedjati ta 'bidliet ta' ġestjoni fit-tagħbija tan-nitroġenu. Madankollu, anke jekk waqfu napplikaw fertilizzant tan-nitroġenu għal sena partikolari, xorta nistgħu naraw telf sinifikanti minn dik is-sistema għal ftit snin, "qal. "Mhux bħal jekk innaqqsu l-input tan-nitroġenu, jista 'jsolvi kollox immedjatament."
L-ewwel awtur tal-istudju, student tad-dottorat Yinchao Hu, żied li t-telf tan-nitrat derivat minn fertilizzant tal-qamħ kien l-aktar b'saħħtu waqt avvenimenti ta 'skariku ta' drenaġġ għoli tal-madum, li jissuġġerixxi li ftit previżjoni tal-ġestjoni tista 'tkun ta' benefiċċju meta x-xita tkun fit-tbassir.
"Jekk nistgħu nikkontrollaw l-applikazzjoni matul perjodi ta 'skariku għoli, dan jista' jgħinna nnaqqsu t-tniġġis tan-nitroġenu," qalet. "Jew jekk ikun hemm biżżejjed tbassir għal avvenimenti tax-xita, il-bdiewa jistgħu jieħdu miżuri adattivi u jagħlqu temporanjament id-drenaġġ tal-madum."
