Los eventos de fuertes lluvias que ocurren solo unos pocos días al año pueden representar hasta un tercio de la escorrentía anual de nitrógeno de las tierras agrícolas en la cuenca del río Mississippi. según un nuevo estudio de científicos de la Universidad Estatal de Iowa.

La investigación, publicado el viernes en la revista académica Comunicaciones Tierra y medio ambiente , utiliza técnicas innovadoras de modelado por computadora para cuantificar la escorrentía de nitrógeno de los ecosistemas terrestres hacia los ríos y arroyos. Los fertilizantes nitrogenados aplicados a las tierras agrícolas del Medio Oeste pueden llegar hasta el río Mississippi, donde contribuyen a crear una zona hipóxica en el Golfo de México que daña la vida marina que vive allí. Los hallazgos del estudio podrían informar las prácticas de gestión agrícola, incluyendo el momento y la aplicación de fertilizantes nitrogenados, para reducir esos efectos, dijo Chaoqun Lu, profesor asistente de ecología, evolución y biología de organismos en la Universidad Estatal de Iowa y autor principal del estudio.

Lu ha trabajado durante años en el aprovechamiento de modelos informáticos para simular varios procesos ecológicos. Su trabajo anterior, por ejemplo, analizó cómo las tierras agrícolas almacenan carbono, un proceso conocido como secuestro de carbono. Para este papel, Lu y sus colegas utilizaron un enfoque de modelado y datos de calidad del agua disponibles públicamente que datan de 1980 para analizar cómo la precipitación afecta la carga de nitrógeno en las vías fluviales del Medio Oeste.

Lu dijo que estudios anteriores han demostrado que los años con altos totales de lluvia también ven una mayor carga de nitrógeno de la tierra a los cuerpos de agua. Pero el nuevo estudio examinó de cerca los eventos de lluvia extrema en toda la cuenca del río Mississippi, definida como cualquier precipitación que exceda el percentil 90 de los registros históricos de precipitación diaria para una ubicación en un mes determinado. Cuenca ancha, Los eventos de precipitación extrema ocurrieron solo 8,6 días por año en promedio, pero contribuyeron a aproximadamente un tercio del rendimiento total anual de nitrógeno, según los datos.

"Lo que nos atrajo a considerar estas preguntas es que las lluvias torrenciales pueden estar muy localizadas, "Lu dijo." Ves lluvia aquí y allá, y ocurren en diferentes períodos del año. Queríamos ver si podíamos combinar datos de monitoreo a largo plazo y herramientas de modelado que tengan en cuenta esas diferencias y obtener una mejor visión de cómo afectan la carga de nitrógeno ".

Jien Zhang, un investigador asociado postdoctoral en ecología, evolución y biología del organismo y coautor del estudio, dijo que la ocurrencia de eventos de lluvia extrema ha tendido al alza en los últimos años, lo que hace que los hallazgos del estudio sean aún más relevantes. Zhang dijo que los datos de décadas anteriores mostraron que era más probable que ocurrieran fuertes lluvias en la cuenca baja del Mississippi. pero datos más recientes revelan que los eventos de precipitación extrema se expanden hacia el norte a los estados de la cuenca superior del Mississippi, donde los fertilizantes nitrogenados se utilizan de forma más intensiva.

Zhang dijo que una mejor comprensión de estas tendencias podría informar las prácticas de gestión agrícola para reducir la probabilidad de carga de nitrógeno en las vías fluviales. Por ejemplo, los agricultores podrían intentar aplicar fertilizantes cuando haya menos probabilidades de que se produzcan precipitaciones intensas en el pronóstico, o distribuir la aplicación de fertilizantes después de plantar en múltiples aplicaciones separadas en lugar de una sola aplicación o aplicación antes de que se desarrollen los cultivos. Los datos del modelo muestran que estas estrategias podrían disminuir la carga de nitrógeno en los cursos de agua sin afectar la productividad de los cultivos.