农艺师详细更新在新的研究中农业排水基础设施的好处

Aerial photo of farm field that shows drainage infrastructure

此图为排水基础设施的可能下一个典型的农田存在量。排水保持土壤干燥足以让农民种植在土壤中的作物,可能是太湿,否则。 迈克尔·卡斯特利亚诺的图像礼貌。 大图.

爱荷华州艾姆斯 - 的水渠,管道和瓷砖,使粮食生产上多是世界上最富饶的农田大规模的网络是到期扩容和更换,以满足农业集约化和气候变化的需求。怎么说的基础设施进行更新将会对粮食生产和环境产生巨大的影响,根据一项新的研究。

研究报告还概述了农业排水基础设施的大修的需要。这样的更新将需要从决策者,纳税人和生产者主要的投资和广泛的共识,迈克尔·卡斯特利亚诺,教授说: 农艺学 沙巴体育官网和作者。但这一努力将与一系列的好处健全长期计划,卡斯特拉诺说。 ISU农学家与科学家合作,在肯塔基大学和研究技术ETH苏黎世的瑞士联邦理工学院,这周一出现在学术期刊 自然的可持续发展。研究人员根据现场实验和计算机模拟,他们的发现。

“我们有不断恶化,需要这个巨大的基础设施投资将被更新,”卡斯特利亚诺说。 “如果我们更新正确的方式,我们可以受益作物生产和环境。如果我们不这样做,这将是非常困难的,以满足农业的水质目标。”

老化的基础设施

农田都被抽干了数千年,但在19世纪中期发明的挤出机技术实现排水系统,其迅速蔓延从欧洲到北美洲的广泛安装。策略性放置的砖和管英里允许水从农田,这使土壤干燥足够农民耕种农作物流走。无渠,许多温带湿润农田,如美国北部玉米带,未免太沼泽农场,卡斯特拉诺说。

但大部分的排水设施已经过时了设计寿命,并建在农业时代不同了,当需要比粮食作物排水少牧场和饲料作物中更普遍种植。气候变化增加了降水量,进一步征税老化的排水设施,卡斯特拉诺说。

农渠的大修将需要更高容量的管道安装,以及长期的保护措施,如反硝化作用的湿地,生物反应器和饱和缓冲区执行。例如,爱荷华州农田1和6%之间转换成湿地可以通过25%-78%减少硝酸盐负荷。

卡斯特利亚诺说锻造的共识和提高美元这样一个重大的任务将构成严重的挑战。仅在爱荷华州,有近4000个排水区,使独立的基础设施维护的决定。多爱荷华州的排水基础设施的在20世纪20年代或更早建成,卡斯特拉诺说。
 

好处

该研究报告说,一系列的好处将导致从更新排水设施。例如,实施邻近引流管的端部保护做法会减少氮肥的径流。这将改善水质和减少流向下游,并有助于缺氧区,如在墨西哥湾氮的量。更好的排水也将通过降低农民使用肥料的最佳用量减少农业温室气体排放。机污垢也释放更少的一氧化二氮,一种温室气体。

“总体而言,排水增加作物产量和氮肥利用效率 - 双赢为农民和环境,”索蒂里奥斯archontoulis,农学和研究的合着者副教授说。

排水系统建设,以解决现代农业的现实将允许更好的产量和更有弹性的生产体系​​。例如,该研究报告指出,潮湿,排水不良的领域体验到更多的疾病和次优根系生长。水田也​​变得更加困难,农民们开始机械进入他们的领域,以种植,收获,并采取他们的庄稼的照顾。

“现场通行差也可以推迟播种,这对产量潜力有直接的负面影响是由于生长度日的减少,” archontoulis说。

更大容量的排水可能有助于农民今年春天阴雨天气保持农民应得的数周田,卡斯特拉诺说。