Nguồn: Molly K. Welsh, Sara K. McMillan, Philippe G. Vidon. Denitrification along the Stream-Riparian Continuum in Restored and Unrestored Agricultural Streams.Journal of Environment Quality, 2017; 46 (5): 1010 DOI: 10.2134/jeq2017.01.0006

TÓM TẮT

Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã xác định được các địa điểm quan trọng cần loại bỏ nitrate ở các con suối trong hoạt động nông nghiệp cho cảnh quan xung quanh.

Nghiên cứu xem xét khả năng vi khuẩn khử nitrate. Các nhà nghiên cứu cũng đo độ sâu, nhiệt độ, và hóa tính nước ở dòng suối. Credit: Jordan Gross and Philippe Vidon

Đạm có thể gây ra tình trạng tiến thoái lưỡng nan cho nông dân và các nhà quản lý đất đai. Mặt khác đạm cũng là dinh dưỡng thiết yếu cho cây trồng.

Tuy nhiên, lượng đạm dư thừa trong phân bón có thể đi vào nước ngầm và làm ô nhiễm các hệ thống thủy sinh.Thông thường đạm này ở dạng nitrate, có thể gây ra hiện tượng tảo nở hoa. Các vi khuẩn phân hủy các tảo này cuối cùng có thể lấy đi oxy từ các nguồn nước, gây ra các vùng chết và làm chết cá.

Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã xác định được các địa điểm quan trọng để loại bỏ nitrate ở các dòng suối trong hoạt động nông nghiệp cho cảnh quan xung quanh.

Molly Welsh, tác giả chính của nghiên cứu nói: "Hiểu được việc loại bỏ nitrate ở mức cao nhất có thể giúp quản lý những dòng suối trong hoạt động nông nghiệp". Thông tin này có thể giúp chúng tôi cải thiện chất lượng nước hiệu quả hơn".

Welsh là một sinh viên đã tốt nghiệp tại Trường Đại học Khoa học Môi trường và Lâm nghiệp New Yorkở bang New York. Cô nghiên cứu bốn con suối ở tây Bắc Carolina. Các con suối cho thấy một loạt các hoạt động suy thoái và phục hồi. Một trong những con suối đã được phục hồi. Hai con suối khác ở gần đất nông nghiệp. Con suối thứ tư có hoạt động nông nghiệp ở thượng nguồn.

Các nhà nghiên cứu phân tích mẫu nước và mẫu trầm tích từ các con suối. Họ cũng phân tích các mẫu đất từ các vùng đệm bên cạnh các con suối. Những vùng đệm là các mảnh đất nằm giữa cánh đồng nông nghiệp và dòng suối.Các vùng đệm thường bao gồm các cây bản địa. Nghiên cứu trước đây cho thấy các cây bản địa đặc biệt hiệu quả trong việc hấp thụ và loại bỏ nitrate.

Nghiên cứu của Welsh đã khẳng định kết quả nghiên cứu trước đây: nitrate bị mất đi trong các vùng đệm cao hơn đáng kể so với ở các trầm tích dòng suối. Welsh cho biết: “Nếu việc loại bỏ nitrate là mục tiêu phục hồi dòng suối, điều quan trọng là chúng ta phải bảo tồn được vùng đệm hiện có và kết nối các dòng suối vào vùng đệm”.

Trong những vùng đệm này, loại bỏ nitrat ở các điểm quan trọngxuất hiện ở các khu vực nằm vị trí thấp. Những điểm quan trọng này cho thấy đất có kết cấu mịn, chất hữu cơ trong đất dồi dào, và nhiều độ ẩm. Những thông tin cũng đúng trong tự nhiên ở các con suối. Trong các hồ mà nước được thu thập trong thời gian dài thì nitrate mất đi là lớn nhất. Những hồ này có xu hướng có trầm tích tốt và hàm lượng chất hữu cơ cao. Tuy nhiên, những hồ được tạo ra trong quá trình phục hồi dòng suối bằng cách lắp đặt các dãy đá ngang như là kênh mương (channel-spanning rocks) không cho thấy mức độ thải nitrate cao. Việc tạo ra các bể chứa bằng cách sử dụng các mảnh vụn gỗ từ cây có thể hiệu quả hơn các cấu trúc đá để loại bỏ đạm trong dòng suối.

Các nhà nghiên cứu cũng đã thử nghiệm các mô hình thống kê đơn giản để hiểu những yếu tố nào đẩy mạnh việc loại bỏ nitrate. Độ dốc và độ cao của bờ, thảm thực vật và loại đất, thời gian trong năm giải thích cho 40% lượng nitrat bị loại bỏ trong vùng đệm. Tương tự đối với các điểm quan trọng được xác định trong thí nghiệm ngoài đồng, các kết cấu trầm tích mịn, chất hữu cơ và hàm lượng carbon hòa tan là vấn đề cốt lõi để loại bỏ nitrates trong các dòng suối.

Welsh nói: “Kết quả của chúng tôi cho thấy có thể phát triển các mô hình đơn giản để hướng dẫn việc quản lý đạm. Tuy nhiên, cần nhiều công việc hơn về thu thập và đánh giá dữ liệu, sau đó chúng ta có thể tìm ra các thông số tốt nhất để đưa vào các mô hình này”.

Welsh tiếp tục nghiên cứu sự phục hồi dòng suối ảnh hưởng như thế nào đến sự di chuyển của nước cũng như loại bỏ nitrat. Cô cũng đang kiểm tra các biện pháp như thế nào để tăng cường việc loại bỏ nitrat ảnh hưởng đến các khía cạnh khác của quản lý cảnh quan.

Nguyễn Tiến Hải theo Sciencedaily.