科学家磷对水质的影响

几十年来，磷已在威斯康星州的土壤中积累。虽然农民已经采取措施减少施用于田间和从田间流下的农业养分的数量，但威斯康星大学麦迪逊分校的一项新研究表明，威斯康星州南部Yahara流域土壤中存在丰富的土壤磷“遗留”对水质的巨大，直接和持久的影响。

该研究于3月13日发表在“生态系统”杂志上，可能是第一个提供可量化证据的研究，即消除过多的磷对改善威斯康星州湖泊和河流的质量至关重要。例如，结果表明，Yahara流域农田土壤磷减少50%将通过将该地区旗舰湖Mendota湖的夏季磷浓度降低25%来改善水质。

“如果我们继续以高于我们去除磷的速度施用磷，那么随着时间的推移，磷会累积，这是Yahara流域数十年来发生的情况，”该研究的主要作者，博士生Melissa Motew说。威斯康星大学麦迪逊分校纳尔逊环境研究所的候选人。

磷主要通过肥料和肥料渗入土壤，以及作物和其他植物不会生长，然后在雨水和融雪径流中泄漏到水道中。长期以来，科学家们一直认为，过量的土壤磷是威斯康星州一些湖泊和河流中浑浊水域和臭藻绽放的罪魁祸首。

传统的努力，如免耕农业和覆盖作物，试图通过减缓从土壤到水道的运动来解决营养物的径流问题。然而，该研究表明，仅仅防止径流和侵蚀并不能解决土壤磷丰富的核心问题，而这种过剩可能会超越保护工作。

“解决方案应该集中在阻止磷进入景观或挖掘已经积累的多余量，”共同作者，威斯康星大学麦迪逊分校农学与环境研究教授克里斯托弗·库查克说。

研究表明，使用最先进的计算机模型，该流域的土壤磷含量是UW-Extension推荐的四倍，UW-Extension根据作物需要和景观营养物径流的潜力编写了该州的养分管理建议。

此外，该研究表明，如果随着气候变化和变湿，土壤磷水平继续增加，将会有更多的径流和水质进一步下降。Motew说，减少盈余可以减轻这种风险。目前，减少土壤磷的唯一方法是收获作物，但Kucharik解释说，植物每年只占少量的剩余。

“任何种植系统都不太可能迅速减少过剩，”他说。这将需要与农民合作，实施更好的养分核算，并抵制一些人施加更多肥料的趋势，作为保险措施，而不是需要。

“农民有许多不同的决定，他们必须兼顾各自的优先事项。如果我们想解决传统的磷问题，营养和粪便管理将需要成为一个更高的优先事项，“Motew说，他补充说农业的压力和对肉类和牛奶等产品的需求是问题的根源。

Kucharik说，食品生产不必受潜在解决方案的影响。我们的土壤中有足够的过量磷“长期支持植物养分需求。”粪便处理的创新也会有所帮助。在威斯康星州的整个过程中，农民的粪便比他们知道的更多，而摆脱它的主要方法是将其扩散到土地上，磷只会增加剩余。

“支持粪便消化池，从湖中去除磷和溪流沉积物，以及其他已经存在的磷的回收措施将有利于长期减少土壤中的浓度，”Kucharik说。

寻找解决方案的关键还在于使用最先进的计算机模型，例如研究团队为研究开发的计算机模型，这使得他们能够确定土壤磷和水质之间的直接关系 - 这种技术几乎不可能使用科学仅观察。

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