Как погода смягчает сток азота показывают ученые — исследование
Новое исследование Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне изучает совместное влияние выпаса и климата на отток азота с пастбищ в водные ресурсы при различных схемах выпаса. Ученые приходят к выводу, что климатические условия могут смягчить воздействие выпаса на качество воды, и что производители должны учитывать погоду при принятии решений о нормах поголовья и непрерывности выпаса.
«Основная цель этого исследования — выявить факторы, влияющие на перенос азота в наши водоемы, и определить правильное сочетание плотности поголовья, продолжительности выпаса и осадков для максимального увеличения производства при минимальном переносе азота», — сказала соавтор Мария Чу, доцент кафедры сельскохозяйственной и биологической инженерии (ABE), входящей в Колледж сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук и Инженерный колледж Грейнджера при Университете Иллинойса.
Ученые разработали модельную структуру, которая имитировала транспорт азота от выпаса скота в различных климатических условиях. Они оценили модель, используя данные из USDA-ARS Oklahoma и Центра сельскохозяйственных исследований Central Plains в Эль-Рино, штат Оклахома. Они собрали данные о землепользовании, влажности почвы, осадках, температуре и эвапотранспирации, а также качестве воды в этом районе.
В рамках было представлено семь различных схем выпаса, включая непрерывный и прерывистый выпас, реализуемый при низкой, рекомендуемой и высокой плотности поголовья. Сценарии также включали различные условия осадков во время выпаса, от слабых до сильных ливней. Исследователи оценили общую концентрацию азота в наземном потоке для каждого сценария.
«Наши результаты показывают, что влияние выпаса на потерю азота нельзя обобщать. Не всегда верно, что большее количество скота на поле приводит к большей потере питательных веществ. Это зависит от преобладающих погодных условий на пастбище во время выпаса», — сказал Джерик Садсад, докторант ABE и ведущий автор статьи.
Садсад отметил, что, хотя такие факторы, как плотность поголовья, продолжительность и частота выпаса, имеют решающее значение, их влияние на потоки питательных веществ можно свести к минимуму, если управленческие решения будут соответствовать преобладающим климатическим и гидрологическим условиям на пастбище.
«В будущем спрос на животноводческую продукцию будет расти из-за роста населения. Ожидаемое увеличение количества сильных осадков и других экстремальных климатических явлений также повлияет на перенос азота в водоемы», — сказал он. «Одним из применений наших исследований является внедрение гибких или адаптивных схем выпаса, которые включают прогнозирование погоды в процесс принятия решений. Например, если выпадает значительное количество осадков, мы должны сократить количество животных, которым разрешено пастись в этом районе в это время, чтобы сократить сток питательных веществ».
Исследователи рекомендуют стратегию, которая согласует выпас скота с преобладающими погодными условиями, чтобы увеличить продуктивность животноводства и одновременно способствовать экологической устойчивости в управлении пастбищами.
«Инструменты управления, такие как разработанная нами модель, могут помочь животноводам достичь устойчивого баланса, найдя оптимальное время, когда они могут внедрить методы, которые максимизируют производительность и при этом минимизируют воздействие на окружающую среду», — заключил Чу.
Статья «Транспорт азота в травянистых водоразделах с учетом комбинированного влияния выпаса и климата» опубликована в журнале Ecological Modelling [DOI: 10.1016/j.ecolmodel.2024.110827 ]. Авторы — Джерик Садсад, Мария Чу, Хорхе Гусман, Даниэль Мориаси и Энн-Мари Фортуна.
Источник: Университет Иллинойса в Урбане-Шампейне
