Il deflusso di nutrienti dalla produzione agricola è una fonte significativa di inquinamento idrico negli Stati Uniti, e il cambiamento climatico che produce eventi meteorologici estremi probabilmente esacerba il problema. Un nuovo studio dell’Università Urbana-Champaign dell’Illinois esamina l’impatto delle precipitazioni estreme sul deflusso e suggerisce possibili strategie di mitigazione.
“Osserviamo più di un decennio di eventi di precipitazione nello stato del Wisconsin e quantifichiamo l’aumento del deflusso di nutrienti proprio intorno all’evento e alla fine della stagione di crescita. I modelli climatici prevedono che continueremo a vedere un aumento di precipitazioni estreme eventi, e il nostro lavoro parla della difficile relazione tra l’uso dei nutrienti e la qualità dell’acqua”, ha affermato Marin Skidmore, assistente professore presso il Dipartimento di Economia agraria e di consumo, parte del College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences (ACES) presso la U. di I. Skidmore è l’autore principale dello studio con i coautori Jeremy Foltz dell’Università del Wisconsin-Madison e Tihitina Andarge dell’Università del Massachusetts-Amherst.
“La nostra attenzione su un singolo stato ci consente di misurare con precisione l’ubicazione e le pratiche agricole, mantenendo costante la regolamentazione a livello statale, in un modo che sarebbe difficile in uno studio nazionale”, ha aggiunto Skidmore.
Il letame del bestiame e i fertilizzanti delle colture sono le principali cause di inquinamento da fonti non puntuali provenienti dall’agricoltura. Il Wisconsin ha una grande industria lattiero-casearia, dove la maggior parte delle aziende agricole non rientrano nella definizione federale di operazioni di alimentazione animale concentrata (CAFO) e quindi non sono regolamentate dal Clean Water Act. Sono invece soggetti a un mosaico di normative locali.
I ricercatori hanno studiato la qualità dell’acqua in quasi 50 bacini idrografici del Wisconsin dal 2008 al 2020. Hanno correlato i dati sulla concentrazione di ammoniaca e fosforo dal Portale sulla qualità dell’acqua con l’ubicazione degli allevamenti di bestiame e delle superfici coltivate e hanno determinato i livelli di nutrienti dopo ½ pollice, 1 pollice, e 2 pollici di pioggia.
Hanno riscontrato picchi nelle concentrazioni di nutrienti immediatamente dopo eventi di precipitazioni estreme e l’effetto aumentava con la quantità di precipitazioni. Ad esempio, entro cinque giorni da un pollice di precipitazione, l’ammoniaca era più alta del 49% e il fosforo era più alto del 24%. Se ci fosse stato almeno un giorno al mese con più di un pollice di precipitazioni, l’ammoniaca mensile sarebbe stata più alta del 28% e il fosforo mensile sarebbe stato più alto del 15%.
“Osserviamo un’interazione significativa tra precipitazioni, produzione agricola e deflusso. Non si tratta solo di un picco a breve termine nei livelli di nutrienti; alla fine della stagione, vediamo ancora aumenti persistenti di fosforo e ammoniaca attribuiti a quegli eventi di precipitazione estremi mesi prima,” ha dichiarato Skidmore.
Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che le pratiche di gestione agricola possono aiutare a mitigarne gli effetti.
“I nostri risultati mostrano che le colture di copertura piantate in inverno possono ridurre la quantità di nutrienti nell’acqua. Le aree con colture di copertura hanno picchi significativamente più bassi di ammoniaca e fosforo e l’effetto persiste fino alla fine della stagione di crescita. Conosciamo già la copertura Le colture di copertura sono ottime per il suolo e per la gestione dei nutrienti, ma questa è un’ulteriore prova empirica che dimostra che le colture di copertura sono pratiche rispettose del clima che possono aiutare l’agricoltura a essere resiliente nel futuro”, ha affermato Skidmore.
I ricercatori hanno anche osservato la presenza di nutrienti ereditati, lasciati dalle pratiche agricole decenni o addirittura secoli fa.
“C’è un impatto diretto delle precipitazioni estreme sul deflusso che non è spiegato dalle attività attuali. Lo attribuiamo ai nutrienti sedimentati che rimangono nel terreno dalle attività precedenti”, ha osservato Skidmore. “Uno dei modi migliori per gestire i nutrienti ereditati è garantire che i suoli siano sani. Prevenendo l’erosione del suolo, si mantengono i nutrienti ereditati nel suolo e fuori dalle acque superficiali. Questi risultati supportano ulteriormente l’uso di pratiche di gestione come la lavorazione conservativa , fasce tampone vegetative e colture di copertura.”
I bacini idrografici del Wisconsin alimentano i due più grandi sistemi fluviali del Nord America, il Mississippi e i Grandi Laghi/St. Lawrence. L’inquinamento da nutrienti può avere impatti locali acuti, come la proliferazione di alghe verdi, che possono essere tossiche per l’uomo e gli animali. Se le persone non possono praticare attività ricreative come il nuoto o la pesca, ciò comporta perdite per le economie locali. Inoltre, gli impatti a valle continuano lungo il fiume Mississippi nel Golfo del Messico, dove i nutrienti contribuiscono alla crescente zona morta.
Trovare soluzioni per affrontare l’inquinamento da nutrienti apporta benefici all’ambiente e alla società in generale, ha osservato Skidmore.
“Le strategie di conservazione non sono necessariamente economicamente vantaggiose per i produttori, quindi dobbiamo garantire che siano in atto politiche a sostegno della loro attuazione. Mentre ci avviciniamo al prossimo Farm Bill, si discute su come allocare i fondi dell’Inflation Reduction Act per pratiche agricole rispettose del clima e di conservazione. È importante che tali pratiche continuino a ricevere finanziamenti in modo che gli agricoltori possano agevolare tali benefici per tutti noi”, ha concluso.
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