Eventos de chuva forte que ocorrem apenas alguns dias por ano podem ser responsáveis ​​por até um terço do escoamento anual de nitrogênio de terras agrícolas na bacia do rio Mississippi, de acordo com um novo estudo de cientistas da Iowa State University.

A pesquisa, publicado sexta-feira na revista acadêmica Comunicações Terra e Meio Ambiente , usa técnicas inovadoras de modelagem de computador para quantificar o escoamento de nitrogênio dos ecossistemas terrestres para os rios e riachos. Os fertilizantes de nitrogênio aplicados em terras agrícolas do meio-oeste podem descer o rio Mississippi, onde contribui para uma zona de hipóxia no Golfo do México que prejudica a vida marinha que ali vive. Os resultados do estudo podem informar as práticas de gestão da fazenda, incluindo o momento e a aplicação de fertilizantes de nitrogênio, para reduzir esses efeitos, disse Chaoqun Lu, professor assistente de ecologia, evolução e biologia do organismo na Iowa State University e principal autor do estudo.

Lu trabalhou durante anos no controle de modelagem de computador para simular vários processos ecológicos. Seu trabalho anterior, por exemplo, examinou como as terras agrícolas armazenam carbono, um processo conhecido como sequestro de carbono. Para este artigo, Lu e seus colegas usaram uma abordagem de modelagem e dados de qualidade de água disponíveis publicamente desde 1980 para analisar como a precipitação afeta o carregamento de nitrogênio nas hidrovias do meio-oeste.

Lu disse que estudos anteriores mostraram que os anos com altos totais de chuva também apresentam maior carga de nitrogênio da terra para os corpos d'água. Mas o novo estudo analisou de perto os eventos extremos de chuva em toda a bacia do rio Mississippi, definida como qualquer precipitação que exceda o 90º percentil dos registros históricos de precipitação diária para um local em um determinado mês. Bacia ampla, eventos extremos de precipitação ocorreram apenas 8,6 dias por ano em média, mas eles contribuíram com aproximadamente um terço da produção anual total de nitrogênio, de acordo com os dados.

“O que nos atraiu a olhar para essas questões é que as ocorrências de chuvas fortes podem ser muito localizadas, "Lu disse." Você vê chuva aqui e ali, e ocorrem em diferentes períodos do ano. Queríamos ver se poderíamos combinar dados de monitoramento de longo prazo e ferramentas de modelagem que levassem em conta essas diferenças e obter uma visão melhor de como elas afetam o carregamento de nitrogênio. "

Jien Zhang, um associado de pesquisa de pós-doutorado em ecologia, evolução e biologia do organismo e co-autor do estudo, disse que a ocorrência de eventos extremos de chuva apresentou tendência de aumento nos últimos anos, o que torna as descobertas do estudo ainda mais relevantes. Zhang disse que dados de décadas anteriores mostraram que chuvas intensas eram mais prováveis ​​de ocorrer na bacia do baixo Mississippi, mas dados mais recentes revelam eventos extremos de precipitação que se expandem para o norte para estados na bacia do alto Mississippi, onde fertilizantes de nitrogênio são usados ​​mais intensamente.

Zhang disse que uma melhor compreensão dessas tendências pode informar as práticas de gestão agrícola para diminuir a probabilidade de carregamento de nitrogênio nos cursos de água. Por exemplo, os agricultores podem tentar aplicar fertilizantes quando há menos probabilidade de eventos de forte precipitação na previsão, ou espalhar a aplicação de fertilizantes após o plantio em várias aplicações separadas, em vez de uma única aplicação ou aplicação antes do desenvolvimento das safras. Os dados de modelagem mostram que essas estratégias podem diminuir a carga de nitrogênio nos cursos de água, sem afetar a produtividade da cultura.