Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Nitơ từ sản xuất nông nghiệp là nguyên nhân chính gây ô nhiễm trong lưu vực sông Mississippi và góp phần vào các vùng chết lớn ở Vịnh Mexico. Illinois và các quốc gia Trung Tây khác đã đặt ra các mục tiêu để giảm tải nitơ thông qua các chiến lược bao gồm các hoạt động quản lý đất đai khác nhau. Một nghiên cứu mới sử dụng mô hình máy tính để ước tính những thực tiễn đó có thể bị ảnh hưởng như thế nào bởi những thay đổi tiềm năng của khí hậu, chẳng hạn như lượng mưa tăng lên.
Nitơ từ sản xuất nông nghiệp là nguyên nhân chính gây ô nhiễm trong lưu vực sông Mississippi và góp phần vào các vùng chết lớn ở Vịnh Mexico.
Illinois và các quốc gia Trung Tây khác đã đặt ra các mục tiêu để giảm tải nitơ thông qua các chiến lược bao gồm các hoạt động quản lý đất đai khác nhau. Một nghiên cứu mới từ các nhà nghiên cứu của Đại học Illinois, được công bố trên Tạp chí Quản lý môi trường , sử dụng mô hình máy tính để ước tính những thực hành đó có thể bị ảnh hưởng như thế nào bởi những thay đổi tiềm năng của khí hậu, chẳng hạn như lượng mưa tăng.
“Mục tiêu là kiểm tra xem những thực hành quản lý đất đai đó có hữu ích trong việc giảm tải nitơ trong nước theo các kịch bản khí hậu khác nhau hay không”, Congyu Hou, nghiên cứu sinh tại Khoa Kỹ thuật Nông nghiệp và Sinh học, tác giả chính của nghiên cứu cho biết.
Sử dụng dữ liệu thực địa về tính chất đất, sử dụng đất, thực hành quản lý đất đai và mô hình thời tiết từ lưu vực sông Willow Creek ở Oklahoma, các nhà nghiên cứu ước tính dòng chảy bề mặt và tải lượng nitơ ở cấp độ trường. Mô hình của họ bao gồm 12 thực tiễn quản lý đất đai và 32 dự báo khí hậu trong giai đoạn 2020 đến 2070, mang lại tổng cộng 384 kịch bản.
“Trong khi mô hình hóa thường được sử dụng để ước tính tải lượng nitơ, hầu hết các dự báo đều sử dụng dữ liệu khí hậu trung bình. Nghiên cứu này mở rộng thực tiễn đó bằng cách bao gồm tất cả các dự đoán khí hậu có thể xảy ra”, Maria Chu, trợ lý giáo sư kỹ thuật nông nghiệp và sinh học tại Đại học Nông nghiệp, Người tiêu dùng, nói. và Khoa học môi trường. Chu là cố vấn của Hou và là đồng tác giả của nghiên cứu.
Hou nói rằng nghiên cứu này đóng vai trò là trường hợp thử nghiệm cho kiểu mô phỏng mô hình mà các nhà nghiên cứu sử dụng. “Chúng tôi sử dụng mô hình cạnh trường phân chia lưu vực thành các ô nhỏ hơn, với tổng số 5.911 ô. Mô hình tính toán cạnh của trường, tập trung vào lượng nitơ được vận chuyển ra khỏi trường.”
Nghiên cứu cũng đã thử nghiệm một chỉ số mới về cách đo khả năng giữ nitơ của đất. Họ nhận thấy rằng ngay cả khi không giảm ứng dụng, tải lượng nitơ có thể giảm chỉ bằng cách phân phối lại việc sử dụng đất, Hou giải thích.
Ví dụ, những phát hiện của họ chỉ ra rằng thực hành luân canh cây trồng giúp giảm mất nitơ. Họ cũng nhận thấy rằng việc tách phân bón giữa mùa xuân và mùa thu thường có lợi hơn và tỷ lệ bón phân là yếu tố quan trọng nhất trong việc xác định cả lượng và xác suất tải nitơ cao.
Hou cảnh báo rằng những phát hiện của nghiên cứu là sơ bộ. “Với mô hình hóa, bạn vẫn còn cách xa ứng dụng thực tế”, ông nói. “Mô hình là bước đầu tiên, sau đó đến thử nghiệm thực địa quy mô nhỏ, sau đó thử nghiệm quy mô nhỏ tại các địa điểm khác nhau. Nếu những công việc đó, cuối cùng bạn có thể mở rộng sang một khu vực lớn hơn.”
Ngoài việc mở rộng quy mô mô hình, nhóm nghiên cứu của Chu còn xem xét các khía cạnh khác của ô nhiễm nitơ. Ví dụ, trong khi nghiên cứu này tập trung vào dòng chảy bề mặt, một nghiên cứu khác xem xét tải lượng nitơ trong nước ngầm.
“Chúng tôi cũng đang xem xét các thành phần khác nhau của nitơ – đó là nitrat, nitrit và amoniac – để xác định xem thành phần nào quan trọng nhất để giải quyết”, Chu nói.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Khoa học Nông nghiệp, Tiêu dùng và Môi trường thuộc Đại học Illinois . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :