Cultivar a safra certa no lugar certo dentro de uma bacia hidrográfica prejudicada pode alcançar melhorias significativas na qualidade da água, de acordo com pesquisadores da Penn State, que conduziu um novo estudo na drenagem de um afluente do rio Susquehanna em uma área agrícola no sudeste da Pensilvânia.

A pesquisa pode revelar um caminho potencial para restaurar a conturbada Baía de Chesapeake, disse Patrick Drohan, professora associada de pedologia da Faculdade de Ciências Agrárias e uma das autoras do estudo. A baía - que há muito tem sido prejudicada em grande parte por nutrientes e sedimentos que saem dos campos de cultivo e entram nas águas superficiais que a alimentam - precisa de soluções ousadas, como a mudança dos sistemas de cultivo, ele sugeriu.

"Exceto quando as estações de tratamento de águas residuais entraram em conformidade na bacia hidrográfica da Baía de Chesapeake, nenhuma outra 'prática' demonstrou ter um efeito tão grande sobre o nitrogênio, reduções de fósforo e sedimentos simplesmente realocando as porcentagens de cultivo existentes para paisagens menos arriscadas, "disse ele." Mesmo sem as melhores práticas de gestão adicionais, apenas mover safras em linha, como milho e soja, para longe dos riachos e encostas íngremes pode fazer uma enorme diferença. "

A pesquisa - conduzida na bacia hidrográfica de Conewago Creek de 52 milhas quadradas que drena partes dos condados de Lancaster e Dauphin - foi liderada por Fei Jiang, recentemente graduado em doutorado em ciências do solo e atual bolsista de pós-doutorado no Departamento de Entomologia. Jiang implantou um poderoso programa de computador chamado Ferramenta de Avaliação do Solo e Água para modelar o crescimento da safra e as perdas de nitrogênio total, fósforo total e sedimento por um período de oito anos, de 2010-2017.

Então, com base nesses resultados do modelo, ela desenvolveu um algoritmo inovador para realocar espacialmente as rotações de culturas dentro de terras agrícolas existentes para reduzir o nitrogênio total, fósforo total e perdas de sedimentos com base nas propriedades do solo, mantendo uma área de produção semelhante para cada rotação. O feno foi realocado em paisagens mais vulneráveis ​​à erosão e perda de nutrientes, enquanto as rotações milho-soja foram realocadas para áreas menos vulneráveis.

Em descobertas publicadas recentemente em Sistemas Agrícolas , essas simulações de realocação de safra resultaram em uma redução de 15% nas perdas totais de nitrogênio, uma redução de 14% nas perdas totais de fósforo e uma redução de 39% nas perdas de sedimentos em uma escala média anual em toda a bacia hidrográfica.

Considerado um "ponto quente" de poluição na bacia hidrográfica da Baía de Chesapeake, a drenagem do riacho Conewago era um local ideal para realizar o experimento, Jiang observou. O riacho carrega altas cargas de nutrientes e sedimentos em uma bacia hidrográfica com uma alta porcentagem de uso de terras agrícolas. Ela disse que espera que o estudo abra um diálogo que resulte em melhorias reais para a baía.

"Originalmente, Eu temo que esta pesquisa possa ser vista como muito teórica, que os agricultores nunca mudarão o que cultivam e onde cultivam, e a pesquisa não teria nenhum significado real, "disse ela." Mas, dadas as reduções drásticas na poluição que mostramos, são possíveis com esta nova abordagem, Acho que as pessoas serão convencidas a pensar em experimentar. Este modelo é realmente viável na vida real. "

O conceito de concentrar a produção em certas áreas e substituir as safras existentes por alternativas em outras áreas é novo nos Estados Unidos, mas tem sido objeto de considerável experimentação na União Europeia. Drohan apontou. Em países como Irlanda e Holanda, os cientistas estão explorando o potencial de um baseado no solo, estrutura de uso da terra para atingir metas econômicas e ambientais em bacias hidrográficas dominadas pela agricultura.

"A norma agrícola é que os agricultores ditem o que, quando e onde plantar com base na demanda do mercado e o uso mais economicamente eficiente dos recursos da terra para a empresa agrícola individual, "disse ele." A UE está explorando uma abordagem diferente em bacias hidrográficas prejudicadas; Contudo, esta estrutura não foi tentada nos Estados Unidos. "

Os resultados deste estudo sugerem que a redistribuição das rotações de culturas dentro da bacia hidrográfica da Baía de Chesapeake pode alcançar o necessário, benefícios substanciais para a qualidade da água que até agora têm escapado aos legisladores que implementam outras práticas, Drohan notou. Mas o diabo estará nos detalhes.

"Pesquisas futuras são necessárias para entender como essa abordagem afeta os fatores em nível de fazenda, porque a implementação pode exigir que alguns agricultores mudem o tipo de safra que cultivam e como os lucros são compartilhados, ", disse ele." Existem modelos de como os agricultores podem cooperar em várias pescarias diferentes ao redor do mundo - esses modelos são chamados de estratégias de co-gerenciamento. Estratégias de incentivo ou pagamento econômico, como o esquema de pagamento agrícola comum da UE, também poderia ser explorado para incentivar a cooperação como uma alternativa ao projeto de lei agrícola do USDA. "