Разнообразие сельскохозяйственных культур снижает азотное загрязнение

Исследователи из Университета штата Луизиана (LSU) установили связь между разнообразием культур, выращиваемых на сельскохозяйственных угодьях, и создаваемым ими загрязнением озёр и рек. В статье в журнале Frontiers in Ecology and the Environment экологи показали, что при высоком биоразнообразии культур в окружающие водосборы попадает меньше растворённого азота.

Уитни Бруссар и Юджин Тёрнер проанализировали данные за последние 100 лет по водосборам разного размера — от бассейна реки Кэш в Иллинойсе (400 кв. миль) до бассейна реки Миссисипи (более миллиона кв. миль). Они сравнили эти данные с практикой землепользования с начала 1900-х годов. Азот из сельскохозяйственных удобрений просачивается через почву в грунтовые воды и стекает в реки и озёра, повышая концентрацию нитратов. Их избыток приводит к бурному росту водорослей, которые при отмирании и разложении потребляют почти весь кислород в водоёме, создавая «мёртвые зоны», непригодные для жизни.

«Эти результаты важны, поскольку подчёркивают необходимость регулирования землепользования для сокращения как размера бескислородной зоны у побережья Луизианы, так и негативного воздействия питательных веществ на восстановление прибрежных водно-болотных угодий», — отметил Тёрнер.

Результаты показывают, что с начала прошлого века средний размер ферм в США удвоился, а их количество сократилось почти на две трети. Переход от использования животных и простых плугов к машинной обработке земель изменил не только культуру, но и экологическое воздействие сельского хозяйства. Современные фермы, как правило, производят меньше сортов культур, и это низкое биоразнообразие негативно влияет на окружающие водосборы. Согласно исследованию, на определённой территории более высокое биоразнообразие культур приводит к снижению содержания растворённого азота в близлежащих водоёмах.

Исследователи также обнаружили, что с 1906 года средняя концентрация нитратов в воде увеличилась в три раза по всей территории США и в десять раз в реках Айова, Де-Мойн и Миннесота, которые протекают в районах интенсивной обработки почв. Однако в районах, где сельское хозяйство отсутствует или незначительно, заметных изменений концентрации растворённого азота с начала 1900-х годов не обнаружено.

Бруссар считает, что это указывает на потенциальную обратимость воздействий, если политические изменения будут включать стимулы для фермеров к ротации большего числа культур, уменьшению размеров полей, увеличению их краевых зон и включению большего количества местных многолетних трав. «Американский фермер застрял в режиме производства, который обладает огромной инерцией и не может быть изменён на уровне отдельного хозяйства — теперь это вопрос политики», — заключил он.