Cuando se trata de avanzar en la planificación del manejo de nutrientes para las tierras de cultivo en los Estados Unidos, es importante evaluar los índices de fósforo para garantizar una evaluación precisa del riesgo de pérdida de fósforo.
Sin embargo, hasta hace poco, la mayoría de estas evaluaciones del índice de fósforo se habían centrado en los riesgos de pérdidas de fósforo en la escorrentía superficial, teniendo en cuenta de manera inadecuada el papel crítico de las pérdidas de fósforo subsuperficial
Esto es particularmente importante en áreas como la llanura costera del Atlántico, donde el flujo subsuperficial es la vía predominante del transporte de fósforo desde los agroecosistemas drenados artificialmente - tierras de cultivo que utilizan drenaje artificial para bajar las capas freáticas.
Un nuevo artículo publicado en el Revista de Calidad Ambiental por investigadores de la Universidad de Delaware y otras instituciones contribuyentes explora métodos para evaluar las rutinas de riesgo de fósforo subsuperficial de cinco índices de fósforo de Delaware, Maryland, Virginia y Carolina del Norte utilizando la calidad del agua disponible y los conjuntos de datos del suelo.
La investigación fue financiada en parte por una Subvención para la Innovación en la Conservación del Servicio de Conservación de Recursos Naturales del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos USDA.
Amy Shober, profesora asociada en el Departamento de Ciencias de Suelos y Plantas y especialista en Extensión Cooperativa, es la autora principal del artículo, que representa parte del trabajo realizado por Kathryn Turner, quien trabajó en el laboratorio de Shober y se graduó de la UD en2016.
Los coautores incluyen a Scott Andres, hidrogeólogo y científico principal del Estudio Geológico de Delaware, Anthony Buda, Departamento de Agricultura de EE. UU., Thomas Sims, miembro retirado de la facultad de la UD y ex vicedecano del Colegio de Agricultura y Recursos Naturales, Nicole Fiorellino, Chesapeake College y Joshua McGrath, Universidad de Kentucky.
Shober dijo que algunas tierras de cultivo en la llanura costera del Atlántico deben drenarse artificialmente para bajar la capa freática para evitar tener agua dentro de la zona de la raíz de las plantas o agua estancada en sus campos, lo que afectaría la capacidad de los agricultores para usar equipos yplantar cultivos exitosos.
Shober dijo que los agricultores de hoy en día están lidiando con lo que se conoce como "fósforo heredado", fósforo que queda de las aplicaciones anteriores de estiércol y que continúa contribuyendo a los problemas de calidad del agua.
Utilizando índices de fósforo, los agricultores y administradores de tierras pueden identificar áreas en el paisaje donde las fuentes de fósforo se superponen con las formas en que el agua mueve el fósforo a través de los suelos.
Se han realizado muchos estudios que evalúan el riesgo de transporte de fósforo, como la erosión y la escorrentía superficial, porque estas pérdidas se ven fácilmente. Se han realizado menos estudios sobre las contribuciones del fósforo subsuperficial a las aguas de drenaje, que son más difíciles de rastrearporque ocurren bajo tierra y hay menos herramientas para estudiar estas pérdidas.
"Puede recolectar la escorrentía al final del campo y saber qué pasó sobre esa superficie terrestre", dijo Shober. "Es más difícil identificar dónde se originó el agua que se mueve a través de la red de zanjas. El agua que drena de los campos ocurre bajo tierra, y ellas descargas de múltiples campos se mezclan a medida que el agua se mueve a través de la red de zanjas. Sin mencionar que la lluvia que se deposita directamente en la zanja, e incluso el flujo por tierra, también puede contribuir al flujo de la zanja ".
Para estudiar mejor las fuentes y el transporte de fósforo subsuperficial, los investigadores comenzaron a buscar datos del suelo para determinar si los modelos de índice de fósforo existentes anteriormente podían predecir con precisión las fuentes y el transporte de fósforo subsuperficial. Descubrieron que los modelos hidrológicos preexistentes para evaluarel fósforo subsuperficial era inadecuado cuando se trataba de evaluar áreas planas y drenadas artificialmente como las que se encuentran en la llanura costera del Atlántico medio.
Para paisajes planos, los modelos hidrológicos no funcionaron porque necesitan pendiente y se basan en la topografía. Debido a que la Llanura Costera del Atlántico Medio no tiene mucha escorrentía superficial, sino que tiene mucha escorrentía subsuperficial, los modelosestaban calculando problemas para los cuales el modelo no fue diseñado.
"No hay muchos estudios, especialmente en nuestra región donde es plano y hay mucho drenaje de zanjas, por lo que no podemos calibrar y verificar nuestros índices de fósforo para las pérdidas de fósforo subsuperficial", dijo Shober. "Nosotroscomenzamos a buscar para ver si podíamos usar los datos del suelo para determinar si íbamos en la dirección correcta. Si realmente estuviéramos viendo un alto riesgo de fósforo en lugares donde este índice está identificando grandes pérdidas en el subsuelo ".
Shober dijo que los investigadores pudieron llevar a cabo este estudio utilizando suelos recolectados previamente, que pueden almacenarse durante largos períodos de tiempo y aún contener fósforo medible.
Utilizando una biblioteca de núcleos de suelo que los autores habían recopilado a diferentes profundidades de toda la península de Delmarva y utilizando datos recopilados por Sims y Andrés, los investigadores calcularon el riesgo de pérdida de fósforo subsuperficial utilizando cinco índices de fósforo. Observaron el fósforo.indexe los puntajes sin tener en cuenta ninguna aplicación de estiércol, solo con respecto a ellos mismos con contribuciones del fósforo heredado.
"Para nuestro índice, eliminamos las cosas que no estábamos interesados en mirar, por lo que finalmente obtuvimos un puntaje que consideramos que era solo para este riesgo subterráneo", dijo Shober. "Queríamos decir, 'OK, qué¿Cuál es el riesgo inherente de pérdidas de fósforo debajo de la superficie que estaban en el suelo? '"
Una vez que obtuvieron esos números, observaron el fósforo extraíble con agua en la profundidad del nivel freático estacional y correlacionaron los datos para ver la relación.
Para encontrar el fósforo extraíble con agua, los investigadores tomaron una pequeña cantidad de tierra y un poco de agua desionizada y las sacudieron durante una hora y midieron cuánto fósforo salió de la tierra.
"Si la puntuación del índice de fósforo debajo de la superficie era baja y el fósforo extraíble con agua en el suelo en la profundidad de la capa freática era bajo, esperaríamos un bajo riesgo de pérdidas de fósforo debajo de la superficie. Entonces, en última instancia, queríamos ver las puntuacionesaumentando de forma lineal o exponencial a medida que aumenta el fósforo extraíble del agua del suelo: cuanto mayor sea el puntaje de riesgo, mayor será el nivel de fósforo extraíble con agua ", dijo Shober.
El cálculo utilizando concentraciones de fósforo extraíbles en agua a profundidades correspondientes a la capa freática estacional alta podría servir como un indicador realista de las pérdidas del subsuelo en el drenaje de zanjas y como una métrica valiosa que ofrece una visión provisional de la direccionalidad de los puntajes de riesgo de fósforo del subsuelo cuando la calidad del agualos datos son inaccesibles
Esto ayudará a mejorar el monitoreo y el modelado de las pérdidas de fósforo del subsuelo y mejorar el rigor de las evaluaciones del índice de fósforo, dijo Shober, y agregó: "Esperamos que esto sea algo que la gente pueda hacer para avanzar con nuestra comprensión del subsueloPérdida de fósforo. Al final, terminamos haciendo algunos pequeños ajustes tanto a la herramienta de manejo de fósforo de Maryland PMT como a la herramienta de evaluación de pérdida de fósforo de Carolina del Norte PLAT que los hizo puntuar de manera más apropiada contra nuestro conjunto de datos de suelos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Delaware . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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