Исследователи разрабатывают новые методы оценки риска подповерхностного фосфора

Для совершенствования управления питательными веществами на пахотных землях США критически важно оценивать фосфорные индексы, чтобы обеспечить точную оценку риска потерь фосфора. Однако до недавнего времени большинство таких оценок фокусировались на рисках потерь фосфора с поверхностным стоком, недостаточно учитывая критическую роль подповерхностного выноса. Это особенно важно в таких регионах, как Атлантическая прибрежная равнина, где подповерхностный сток является основным путем транспорта фосфора из агроэкосистем с искусственным дренажем.

Новое исследование, опубликованное в Journal of Environmental Quality учеными из Университета Делавэра и других институтов, исследует методы оценки подповерхностных компонентов пяти фосфорных индексов (из Делавэра, Мэриленда, Вирджинии и Северной Каролины) с использованием доступных данных о качестве воды и почвы. Ведущий автор — Эми Шобер, адъюнкт-профессор и специалист по распространению знаний.

Фермеры на Атлантической прибрежной равнине сталкиваются с проблемой «унаследованного фосфора», накопленного в почве за прошлые годы, который продолжает ухудшать качество воды. В то время как поверхностные потери (эрозия, сток) изучены хорошо, вклад подповерхностного фосфора в дренажные воды исследован меньше из-за сложности мониторинга подземных процессов.

Исследователи обнаружили, что существующие гидрологические модели для оценки подповерхностного фосфора плохо работают на плоских, искусственно дренируемых территориях, таких как Средне-Атлантическая прибрежная равнина, поскольку модели требуют учета уклона и топографии, а в этом регионе доминирует подповерхностный сток. Для калибровки индексов ученые использовали библиотеку почвенных кернов, собранных на полуострове Делмарва, и рассчитали риск подповерхностных потерь по пяти индексам, учитывая только вклад унаследованного фосфора.

«Мы хотели понять: какова внутренняя, присущая почве, рискованность в плане подповерхностных потерь фосфора?» — пояснила Шобер. Затем они сопоставили полученные баллы риска с данными по водорастворимому фосфору на глубине сезонного высокого уровня грунтовых вод. Расчеты показали, что концентрация водорастворимого фосфора на этой глубине может служить реалистичным прокси для оценки подповерхностных потерь с дренажными водами.

Эта работа поможет улучшить мониторинг и моделирование подповерхностных потерь фосфора. «В итоге мы внесли небольшие корректировки в инструмент управления фосфором (PMT) Мэриленда и инструмент оценки потерь фосфора (PLAT) Северной Каролины, чтобы их оценки лучше соответствовали нашему набору почвенных данных», — сообщила Шобер.