Ученые обнаружили, что через 30 лет после того, как в 1982 году в посевы были внесены синтетические азотные (N) удобрения, около 15 процентов азота удобрений все еще оставалось в почвенном органическом веществе.По прошествии трех десятилетий примерно 10 процентов азота удобрений просочилось через почву в грунтовые воды и будет продолжать просачиваться в небольших количествах в течение по крайней мере еще 50 лет.Исследование проводилось под руководством исследователя Матье Себило из Университета Пьера и Марии Карри в Париже, Франция, и Бернхарда Майера из Департамента геонаук Калифорнийского университета, и в нем участвовали несколько исследовательских организаций во Франции.
Их статья «Долгосрочная судьба нитратных удобрений в сельскохозяйственных почвах» была опубликована на этой неделе в Трудах Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки.Полученные данные показывают, что потери азота удобрений в грунтовые воды происходят небольшими темпами, но в течение многих десятилетий, говорит Майер, профессор геохимии Калифорнийского университета и глава группы прикладной геохимии.
Это означает, что сокращение загрязнения нитратами грунтовых вод, в том числе водоносных горизонтов, из которых поступает питьевая вода в Северной Америке и других странах, может занять больше времени, говорит он.«За последние несколько десятилетий в сельскохозяйственных почвах накопилось много азота удобрений, который будет продолжать просачиваться в виде нитратов в грунтовые воды», — говорит Майер.
Канада и США регулируют допустимое количество нитратов в питьевой воде. В 1980-х годах исследования Агентства по охране окружающей среды США и Геологической службы США показали, что загрязнение нитратами, вероятно, затронуло больше общественных и бытовых водопроводных скважин в США, чем любое другое загрязняющее вещество.Майер — всемирно признанный эксперт по использованию стабильных изотопов для отслеживания загрязнителей в окружающей среде.
Исследование French-U of C — первое, в котором с помощью "отпечатков пальцев" стабильных изотопов отслеживается судьба азота удобрений, остающегося в почвенной зоне в течение нескольких десятилетий.Исследовательская группа использовала стабильный изотоп азота N-15 в качестве индикатора для отслеживания азота удобрений, примененных в 1982 году к посевам сахарной свеклы и озимой пшеницы на двух участках площадью два квадратных метра во Франции.
В течение 30-летнего исследования исследователи измерили количество азота удобрений, меченного N-15, поглощенное растениями, и количественно определили количество азота удобрений, остающегося в почве.Новым аспектом их исследования было то, что впоследствии они определили долгосрочную судьбу этого «пула» удобрений, сохраняющегося в почве. Их измерения просачивающейся воды из мест на глубине двух метров в почве показали, что количество нитратов удобрений просачивается в грунтовые воды.Команда обнаружила, что от 61 до 65 процентов удобрений N-15, внесенных в 1982 году, было усвоено растениями сахарной свеклы и пшеницы за 30-летнее исследование.
Однако от 32 до 37 процентов азота удобрений оставалось в почвенном органическом веществе в 1985 году, или через три года после внесения, в то время как от 12 до 15 процентов все еще оставалось в почве через три десятилетия.От 8 до 12 процентов азота удобрений, внесенного в 1982 году, просочилось в виде нитратов в грунтовые воды в течение 30 лет и будет продолжать утечку с низкими темпами «по крайней мере еще пять десятилетий, намного дольше, чем предполагалось ранее», говорится в исследовании.Ученые прогнозируют, что около 15 процентов первоначально внесенного азота из удобрений будет экспортировано из почв в грунтовые воды в течение почти одного столетия после внесения удобрений в 1982 году.
Майер предполагает, что если бы такое же исследование было проведено в Альберте, результаты были бы аналогичными с точки зрения поглощения удобрений растениями и удержания азота в почвах, хотя сравнительно сухой климат Альберты и иная геология могут замедлить скорость просачивания нитратов в грунтовые воды.Загрязнение водных экосистем нитратами может быть уменьшено фермерами, соблюдая 4 правила рационального использования питательных веществ: внесение правильного источника удобрений с правильной скоростью, в нужное время и в нужном месте (см.
Http://www.nutrientstewardship.com/what-are- 4rs).