Древесная щепа помогает снизить вымывание нитратов

Древесная щепа может значительно уменьшить поток нитратов с сельскохозяйственных полей в окружающие водоемы, согласно исследованию Министерства сельского хозяйства США (USDA).

Исследование проводили ученые Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) в Эймсе, штат Айова. ARS — главное внутриведомственное научно-исследовательское агентство USDA.

Нитраты, вымываемые с полей Среднего Запада, попадают через подземные дренажные трубы, построенные первыми поселенцами для осушения заболоченных прерий, в близлежащие поверхностные водоемы. В конечном итоге нитраты могут достичь Мексиканского залива и способствовать образованию бедных кислородом «мертвых зон».

Однако микроорганизмы, живущие в древесине, используют процесс денитрификации, чтобы преобразовать эти нитраты, поступающие с поля, в газообразный азот или закись азота, которые затем рассеиваются в атмосфере.

Микробиолог ARS Том Мурман и его коллеги из Национальной лаборатории сельского хозяйства и окружающей среды в Эймсе установили перфорированные пластиковые дренажные трубы на глубине четырех футов (около 1.2 м) под поверхностью почвы на экспериментальных полях. Затем они выкопали траншеи по обе стороны от труб и заполнили их древесной щепой. Траншеи и трубы были закопаны, после чего поля засевались в севообороте кукуруза-соя в течение следующих девяти лет.

За девятилетний период исследования команда обнаружила, что «биореакторы» из древесной щепы стабильно удаляли нитраты из дренажных вод. С 2001 по 2008 год среднегодовые потери нитратов на участках с обычным дренажем составили 48.6 фунтов на акр (около 54.5 кг/га), но снизились до 21.8 фунтов на акр (около 24.4 кг/га) на участках со стенами для денитрификации. По сравнению с подпочвой, средний денитрификационный потенциал древесины увеличился в 31 раз в 2003 году и в 4000 раз в 2004 году.

Ученые также выяснили, что через пять лет после закладки разложилось 50% древесины, закопанной на глубине 35–39 дюймов (89–99 см), а через девять лет — 75%. Эти данные помогут в проектировании денитрифицирующих траншей, поскольку для расчета ожидаемого срока службы стены после установки необходимы данные о скорости разложения древесины.

Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Ecological Engineering.