Vista aérea de un pequeño lago cerca de la ciudad de Clear Lake, Iowa, que representa paisajes típicos que rodean los lagos en este estudio. Aproximadamente el 92 por ciento de la tierra dentro de Iowa se dedica a la agricultura de producción y los cultivos en estas tierras reciben grandes enmiendas de nitrógeno como amoníaco anhidro y fósforo. El crecimiento excesivo de algas causado por estos aportes de nutrientes ha hecho que muchos de los lagos de esta región se vuelvan de un verde brillante. Asombrosamente, varios lagos en este estudio eran más claros y parecían más azules de lo esperado, sin embargo, están lejos de ser saludables. Los autores del estudio plantean la hipótesis de que los niveles muy altos de nitrógeno, a menudo> 10 mg / L, suprimir las concentraciones elevadas de clorofila (algas). Crédito:John A. Downing
Las apariencias engañan. Mire cien lagos en el corazón agrícola de los Estados Unidos y probablemente verá lagos verdes rodeados de campos verdes. El nitrógeno y el fósforo en los fertilizantes agrícolas que ayudan al crecimiento de los cultivos también alimentan el crecimiento de algas y cianobacterias que, en exceso, pueden convertir los lagos del color de la sopa de guisantes.
Sin embargo, cuando los científicos observaron 13 años de datos de 139 lagos en áreas de agricultura intensiva de Iowa, vieron lagos que eran sorprendentemente claros a pesar de las concentraciones extremadamente altas de nutrientes.
En un estudio publicado el 9 de octubre, 2017 en la revista Aguas continentales Científicos de la Universidad de Minnesota Duluth y Minnesota Sea Grant informan que los lagos estaban tan excesivamente fertilizados que la mayoría de las algas y cianobacterias que contenían el pigmento verde clorofila murieron.
"Uno de los peligros aquí es confundir una mayor claridad del agua con una mejor calidad del agua, "dijo Chris Filstrup, autor principal del estudio e investigador asociado del Observatorio de Grandes Lagos de la UMD y Minnesota Sea Grant. "De hecho, la calidad del agua en estos casos es peor que en los lagos que tienen más algas, aún niveles más bajos de nutrientes ".
Las agencias reguladoras a menudo han utilizado la claridad del agua como indicador de la calidad del agua. Los resultados de este estudio sugieren que ese enfoque puede no funcionar necesariamente en todas las regiones.
Los niveles excesivos de nutrientes ocurren cuando la lluvia y el deshielo lavan el fósforo y el nitrógeno de los campos agrícolas, alimentar lotes, céspedes suburbanos y centros urbanos en lagos y otros cuerpos de agua. Este nuevo fenómeno desafía la generalización de que incluso concentraciones extremas de fósforo y nitrógeno continúan alimentando el crecimiento de algas.
"En algunos de los lagos de Iowa de nuestro estudio observamos niveles de fósforo 10 veces superiores a los que esperaríamos ver en un lago del norte de Minnesota, ", dijo Filstrup." Nos sorprendió ver que los niveles de nitrógeno eran más de 30 veces más altos ".
Estos niveles extremos de nutrientes parecen destruir las algas y cianobacterias existentes, lo que resulta en un aumento de la claridad del agua. El concepto es similar a la forma en que aplicar demasiado fertilizante en la tierra puede dañar, si no mata, plantas y dejar el suelo estéril.
"Pensamos que la baja aparición de algas en altas concentraciones de nitrógeno podría deberse a desequilibrios de otros nutrientes, o demasiada sombra para que crezcan las algas, o que algunas algas son menos verdes o que el zooplancton come más algas cuando hay mucho nitrógeno, "dijo el coautor John A. Downing, director de Minnesota Sea Grant, científico del Observatorio de Grandes Lagos de la UMD y profesor del Departamento de Biología de la UMD. "Pero ninguna de esas hipótesis dio resultado. La única explicación que tiene sentido, hasta aquí, es que un alto contenido de nitrógeno es malo para las algas ".
La reducción de algas es probablemente el resultado de la interacción del fósforo, nitrógeno, el paisaje y la luz del sol, que cuando se combinan hace que las partículas excesivas de nitrato en la columna de agua formen especies reactivas de oxígeno que dañan o matan las algas al reventar sus paredes y membranas celulares, dicen Filstrup y Downing.
"Podría pensar en ello como peróxido de hidrógeno, ", dijo Filstrup." Verter peróxido de hidrógeno en un corte hace que las bacterias exploten. Por eso burbujea. En los lagos las especies reactivas de oxígeno que se pueden formar a partir del nitrato no burbujean pero pueden destruir la materia orgánica, potencialmente incluyendo fitoplancton ".
A medida que la demanda de productos agrícolas continúa creciendo y con ello un mayor uso de fertilizantes, los autores esperan que este estudio sirva como un ejemplo instructivo para otras regiones agrícolas que están experimentando o están en riesgo de una carga extrema de nutrientes.
"Aplicar demasiado nitrógeno a los campos, céspedes y jardines desperdician dinero, conduce a lagos insalubres e incluso daña el Golfo de México. Cultivar cultivos y gestionar los desechos animales de acuerdo con las mejores prácticas de gestión es esencial, "dijo Downing.
