Азот из удобрений и навоза необходим для роста сельскохозяйственных культур, но его высокие уровни могут вызвать множество проблем, включая прибрежные «мертвые зоны», загрязнение пресной воды, плохое качество воздуха, потерю биоразнообразия и выбросы парниковых газов.
20 азотных "горячих точек возможностей" составляют колоссальные 63% от общего избыточного баланса азота в U.S. пахотных земель, но только 24% U.S. площадь пахотных земель. В общей сложности они включают 759 округов в более чем 30 штатах, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Environmental Research Letters.
Самая популярная горячая точка по общему избытку азота – это 61 округ в штатах Иллинойс, Индиана, Миссури и Висконсин.
За ним следует регион с 55 округами в Канзасе и Небраске, занимающий второе место, и 38 округов в Айове, Миннесоте и Южной Дакоте на третьем месте.
Некоторые из 20 горячих точек – с высоким балансом азота на акр – удивили исследователей, особенно на Западе, в том числе в 32 округах в Айдахо, Монтане, Вайоминге и Юте, и на юге (шесть горячих точек по Техасу, США). Луизиана, Миссисипи, Алабама, Джорджия и Флорида).
Также в списке находятся районы с хронической проблемой азота, такие как бассейн реки Миссисипи, Чесапикский залив и Центральная долина Калифорнии.
«Это исследование дает новый взгляд на то, на чем следует сосредоточить усилия для решения проблем азота в Америке», – говорит ведущий автор Эрик Рой из Университета Вермонта. "U.S. имеет так много зон проблем с азотом, и добиться прогресса в некоторых местах будет легче, чем в других. Вот почему это исследование важно. Он показывает, где программы, направленные на повышение эффективности использования азота в фермерских хозяйствах, с наибольшей вероятностью будут успешными."
Первое в своем роде исследование
Почему именно эти 20 горячих точек?
Во-первых, исследование показывает, что поступление азота во многих из этих областей настолько велико, что фермеры, скорее всего, могут сократить использование азота без ущерба для урожайности. «Это важный вывод, потому что фермеры, естественно, беспокоятся о снижении урожайности при сокращении внесения азота», – говорит соавтор UVM Мередит Найлс. "И мы не хотим ставить под угрозу цели продовольственной безопасности."
Во-вторых, и, возможно, наиболее важно, это исследование является первым, в котором представлен надежный национальный анализ основных социальных, экономических и агрономических факторов, связанных с балансом азота на пахотных землях на уровне округа. Это делает его одним из наиболее полных исследований U.S. использование азота на сегодняшний день.
Примеры этих основополагающих факторов включают убеждения в изменении климата, состав культур, осадки, продуктивность почвы, операционные расходы фермы и многое другое.
Изучив эти предикторы, исследователи смогли определить горячие точки азота, где сокращение избытка азота наиболее достижимо. Избыточное использование азота в этих регионах было выше, чем ожидалось, исходя из сочетания основных факторов, что свидетельствует о меньших препятствиях на пути успешных усилий по сокращению азота.
«Это говорит о том, что программы сокращения азота, в том числе те, которые предлагают финансовые стимулы для фермеров, – имеют наибольший потенциал для успеха в этих 20 регионах», – говорит соавтор Кортни Хаммонд Вагнер из Стэнфордского университета, недавно получившая докторскую степень в Университете Вермонт.