El nitrógeno de la producción agrícola es una de las principales causas de contaminación en la cuenca del río Mississippi y contribuye a las grandes zonas muertas en el Golfo de México.

Illinois y otros estados del medio oeste han establecido metas para reducir la carga de nitrógeno a través de estrategias que incluyen diferentes prácticas de manejo de la tierra. Un nuevo estudio de investigadores de la Universidad de Illinois, publicado en Revista de Gestión Ambiental , utiliza modelos informáticos para estimar cómo esas prácticas pueden verse afectadas por posibles cambios en el clima, como el aumento de las precipitaciones.

"El objetivo era probar si esas prácticas de gestión de la tierra son útiles para reducir la carga de nitrógeno en el agua en diferentes escenarios climáticos, "dice Congyu Hou, Estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Agrícola y Biológica y autor principal del estudio.

Usando datos de campo sobre las propiedades del suelo, uso del suelo, prácticas de gestión de la tierra, y patrones climáticos de la cuenca de Willow Creek en Oklahoma, los investigadores estimaron la escorrentía superficial y la carga de nitrógeno a nivel de escala de campo. Su modelo incluía 12 prácticas de gestión de la tierra y 32 proyecciones climáticas para los años 2020 a 2070, arrojando un total de 384 escenarios.

"Si bien el modelado se usa comúnmente para estimar la carga de nitrógeno, la mayoría de las proyecciones utilizan datos climáticos promedio. Este estudio amplía esa práctica al incluir todas las predicciones climáticas posibles, "dice Maria Chu, profesor asistente de ingeniería agrícola y biológica en la Facultad de Agricultura, Ciencias del consumidor y del medio ambiente. Chu es el asesor de Hou y coautor del estudio.

Hou dice que el estudio sirve como un caso de prueba para el tipo de simulación de modelado que emplearon los investigadores. "Usamos un modelo de borde de campo que divide la cuenca en celdas más pequeñas, para un total de 5, 911 celdas. El modelo calcula el borde del campo, centrándose en la cantidad de nitrógeno que se transporta fuera del campo ".

La investigación también probó un nuevo índice de cómo medir la capacidad del suelo para retener nitrógeno. Descubrieron que incluso sin una reducción en la aplicación, la carga de nitrógeno se puede reducir simplemente redistribuyendo los usos de la tierra, Hou explica.

Por ejemplo, sus hallazgos indicaron que las prácticas de rotación de cultivos ayudan a reducir la pérdida de nitrógeno. También encontraron que dividir la aplicación de fertilizantes entre la primavera y el otoño generalmente es más beneficioso, y que la tasa de aplicación de fertilizantes es el factor más crítico para determinar tanto la cantidad como la probabilidad de una alta carga de nitrógeno.

Hou advierte que los hallazgos del estudio son preliminares. "Con modelado, todavía estás lejos de la aplicación práctica, ", dice." El modelo es el primer paso, luego viene una prueba de campo a pequeña escala, luego, pruebas a pequeña escala en diferentes lugares. Si esos funcionan, eventualmente puede expandirse a una región más grande ".

Además de ampliar la escala de modelado, El grupo de investigación de Chu analiza otros aspectos de la contaminación por nitrógeno. Por ejemplo, mientras que este estudio se centra en la escorrentía superficial, otro estudio analiza la carga de nitrógeno en el agua subterránea.

"También estamos analizando los diferentes componentes del nitrógeno, es decir, nitrato, nitrito y amoníaco:para determinar cuál es el más crítico de abordar, "Chu dice.