Дренажные системы напрямую связаны с потерей нитратов

Дренаж на водосборах Миссисипи стал одним из величайших достижений XIX–XX веков, позволив вести высокопродуктивное сельское хозяйство на землях, ранее слишком влажных для обработки. Однако новое исследование показывает, что наиболее интенсивно дренируемые районы Северной Америки являются и крупнейшим источником поступления нитратов в Мексиканский залив, приводя к сезонной гипоксии. Летом 2010 года эта «мертвая зона» в заливе охватывала более 18 000 км².

Ученые из Университета Иллинойса и Корнеллского университета проанализировали данные по каждому округу в бассейне реки Миссисипи за 1997–2006 годы, включая посевные площади, урожайность, внесение удобрений и количество скота, чтобы рассчитать все потоки азота. Для 153 водосборов они также использовали измерения концентрации нитратов и расхода воды в реках. Это позволило создать статистическую модель, объясняющую 83% вариаций потока нитратов весной. Наибольшие потери нитратов в реки были зафиксированы в высокопродуктивном, дренированном «кукурузном поясе» от юго-запада Миннесоты через Айову, Иллинойс, Индиану и Огайо.

«Фермеры не виноваты, — заявил исследователь из Университета Иллинойса Марк Дэвид. — Они используют то же количество азота, что и 30 лет назад, и получают гораздо более высокие урожаи кукурузы, но мы создали очень «протекающую» сельскохозяйственную систему». Он подчеркнул, что проблема заключается в сочетании интенсивного возделывания кукурузы и сои, дренажных систем на плоских ландшафтах и канализированных водотоков, что позволяет нитратам быстро попадать в реки и далее в Мексиканский залив.

По словам Дэвида, простое удаление дренажных систем нежизнеспособно. Решения включают создание водно-болотных угодий, использование покровных культур, внесение азота весной вместо осени, а также установку в конце дренажных линий биореакторов или систем контролируемого дренажа. Однако многие из этих мер дороги или увеличивают риски для фермеров. «Пока система оплаты ориентирована только на урожайность, мы не добьемся большого прогресса в сокращении потерь нитратов», — заключил ученый, призвав к созданию целевых программ поощрения для фермеров в наиболее проблемных районах.

Исследование «Источники выноса нитратов в бассейне реки Миссисипи» было опубликовано в выпуске Journal of Environmental Quality за сентябрь–октябрь 2010 года.