Phosphor, Ihre Felder und Weiden und der Schutz der Wasserqualität

Phosphor ist ein essentieller Nährstoff für Pflanzen und alle Tiere. Es ist buchstäblich in der DNA von allem und jedem. Es gehört zu den 20 am häufigsten vorkommenden Elementen in unserem Sonnensystem und ist das elfthäufigste Element in der Erdkruste. Das Problem für Produzenten ist, dass es nicht immer dort ist, wo Sie es haben wollen, und manchmal ist es genau dort, wo Sie es nicht wollen. Forscher haben zum Beispiel herausgefunden, dass 55 bis 65 % des Phosphors, den Kühe fressen, am anderen Ende in ihrem Dung wieder herauskommt. Das ist gut, denn es bringt einen lebenswichtigen Nährstoff zurück auf den Boden, den die Pflanzen nutzen können. Aber es kann auch schlecht sein, weil überschüssiger Phosphor in Bäche und Seen gelangen und Algenblüten und andere Probleme mit der Wasserqualität verursachen kann.

Die Verschmutzung durch Nährstoffe, sei es durch Phosphor oder die Nitrate, wegen der die Stadt Des Moines drei ländliche Bezirke verklagt, ist ein wachsendes Problem, und überall erwägen die Leitungsgremien Gesetze und Vorschriften zum Schutz der Wasserqualität. In Vermont ist eine Bewegung im Gange, um Praktiken zur Verbesserung der Wasserqualität gesetzlich zu verankern. Um herauszufinden, wie man am besten zu einer besseren Wasserqualität übergeht, finden derzeit Bewertungen auf 7 Farmen in Vermont statt. Die Lektionen, die sie nach den ersten 18 Monaten der Forschung gelernt haben, können wir alle nutzen, um unsere Nährstoffe besser zu verwalten und unseren Gemeinden zu helfen, die Wasserqualität zu schützen und zu verbessern.

Der Zeitpunkt der Gülleausbringung im Verhältnis zum Niederschlag ist entscheidend.

Nasse Wetterereignisse kurz nach der Gülleausbringung können zu sehr hohen Nährstoffkonzentrationen – 10- bis 100-mal höher – im Abfluss führen. Als Gülle kurz vor Regen auf eine Heuwiese ausgebracht wurde, waren außergewöhnlich hohe Konzentrationen von Phosphor und Stickstoff im Wasser, das von der Wiese abfloss. Die Phosphorkonzentrationen waren ähnlich den Niveaus, die typischerweise in unbehandeltem Abwasser beobachtet werden. Obwohl Landwirte erwägen könnten, Gülle unmittelbar vor Regenereignissen auszubringen, um Gerüche zu kontrollieren, kann diese Praxis schädliche Auswirkungen auf lokale Bäche, Flüsse und Seen haben.

Gülle-Phosphor bleibt dort, wo er abgeworfen wurde

Die Gesamtmenge an Phosphor, die im Abfluss verloren ging, war ein kleiner Bruchteil der Menge, die in der Gülle ausgebracht wurde, selbst wenn der Abfluss unmittelbar auf die Ausbringung der Gülle folgte.

Trotz der außergewöhnlich hohen Konzentrationen, die während eines Abflussereignisses gemessen wurden, das kurz nach der Gülleausbringung begann,

Die im Abfluss verlorene Masse an Phosphor (P) war nur ein kleiner Bruchteil des in der Gülle ausgebrachten P. Etwa 98 Prozent des in der Gülle ausgebrachten Phosphors blieben auf dem Feld. Dies ist ein Hinweis auf das hohe Maß an Genauigkeit, das erreicht werden muss, damit die Gülleausbringung keine nachteiligen Auswirkungen auf die Umwelt hat.

Gut etablierte Heuschober sind gut, aber….

Phosphorverluste waren auf Feldern mit gut etablierten Heubeständen am geringsten, aber im Vergleich zu den Qualitätskriterien des Oberflächenwassers immer noch hoch. Trotz der vergleichsweise geringeren Nährstoffeinträge und geringen Erosionsraten auf Dauerheuwiesen waren die Phosphorkonzentrationen im Abfluss bei Sturmereignissen (dh Regen) etwa 10-mal höher als typische staatlich vorgeschriebene Wasserqualitätskriterien für Bäche und sogar 20-30 mal höher als die In-Lake-Kriterien. Die Wasserqualitätskriterien dienen als Erinnerung daran, dass scheinbar geringe Mengen an Phosphor Probleme mit Oberflächengewässern verursachen können.

Hoher P =Höherer P-Abfluss

Felder mit hohen Bodentest-Phosphorwerten weisen auch höhere Phosphorkonzentrationen im Abfluss auf. In den Wassereinzugsgebieten der Studie besteht eine ziemlich starke Beziehung zwischen den Bodenphosphormassendaten (in Pfund pro Acre) und P im Abfluss. Wenn sich im Laufe der Zeit Phosphor im Boden anreichern kann (z. B. sind die P-Einträge größer als die Menge, die von der Kultur aufgenommen wird), nehmen die P-Verluste im Zusammenhang mit dem Abfluss bei nassem Wetter zu. Das Abziehen des Bodentests P ist ein langsamer Prozess; Es kann Jahre dauern, um überschüssiges P durch die Aufnahme durch die Pflanzen zu entfernen. Es ist daher von entscheidender Bedeutung, die Phosphorzufuhr so ​​zu steuern, dass sie genau dem Bedarf der Pflanzen entspricht.

Es ist die TDP, die die Algenprobleme verursacht

Der größte Teil von P im Sturmabfluss sowohl von Heufeldern als auch von Maisfeldern lag in gelöster Form (TDP) vor. Im Durchschnitt aller überwachten Stationen sind etwa 65 Prozent des gemessenen Phosphors als TDP aufgetreten. Gelöstes P ist sofort biologisch verfügbar und könnte daher als „Raketentreibstoff“ für Algen angesehen werden. Die Feststellung, dass der größte Teil von P alle Studienfelder – Heu und Mais – in gelöster Form verlässt, hat erhebliche Auswirkungen darauf, wie wir Dünger handhaben sollten, und auf die Auswahl und Gestaltung von BMPs (bessere Managementpraktiken), um die Verluste von P an unserer Oberfläche zu reduzieren Gewässer. Insbesondere wird es wahrscheinlich immer wichtiger, Praktiken hervorzuheben, die sich auf die Bodengesundheit konzentrieren und das Eindringen von Sturmabfluss fördern, anstatt ihn einfach zu filtern.

Maisfelder erodieren mehr als Heufelder

Die Sedimentverluste waren bei Maisfeldern höher als bei Heufeldern. Standorte in Mais haben im Allgemeinen die höchste und variabelste Sedimentkonzentration im Abfluss verzeichnet. Die im Abfluss gefundene Sedimentmenge (48,3 – 145,9 mg Sediment/Liter) entsprach den Werten, die typischerweise im städtischen Regenwasserabfluss beobachtet werden. Die Sedimentkonzentrationen waren an Dauerheustandorten am niedrigsten und am wenigsten variabel (weniger als 30 mg/l), was auf deutlich niedrigere Erosionsraten auf diesen Feldern hindeutet.

Wie geht es weiter?

Dieses Projekt wird noch ein Jahr fortgesetzt. Im Moment können wir daraus einige Lehren ziehen, die wir kennen, und andere, die wir noch aufnehmen. Da die Wasserqualität in vielen lokalen Gesprächen so sehr im Vordergrund steht, könnten wir alle zu Schwämmen werden.

Die Vermont Agency of Agriculture, Food &Markets hat in Zusammenarbeit mit dem Natural Resource Conservation Service (NRCS) des US-Landwirtschaftsministeriums, der Vermont Agency of Natural Resources und dem Lake Champlain Basin Program einen Vertrag mit Stone Environmental, Inc. (Montpelier, VT) zur Vervollständigung des Überwachungs- und Bewertungsprogramms. Das Projekt wird die Datenerhebung bis zum Ende der Anbausaison 2015 fortsetzen; aktualisierte Ergebnisse werden Anfang 2016 entwickelt.