Найден способ удаления остаточного фосфора с полей — научные разработки

В системах сельскохозяйственного производства фосфор является важнейшим питательным веществом для оптимального роста, здоровья и урожайности растений. Но фосфор, который не поглощается растениями и остается на сельскохозяйственных полях, в сточных водах или дренажной системе, может в конечном итоге попадать в природные водные объекты (озера, ручьи и реки), тем самым ухудшая их качество, способствуя цветению водорослей и подвергая опасности обитателей водоемов. Методы и технологии управления, предотвращающие вымывание фосфора из почвы, имеют жизненно важное значение для поддержания качества окружающей среды. Одной из перспективных технологий является инженерная система, которая удаляет фосфор из стока или дренажной воды в тот момент, когда вещество начинает естественным образом удаляться с сельскохозяйственного поля.

Как отмечает почвовед Чад Пенн, существует множество способов проектирования, сборки и установки системы удаления фосфора. Однако принять решение о том, какая система лучше подходит для конкретной операции на ферме или конфигурации поля, не всегда получается сразу.

Специалист является почвоведом в Ars National Soil Erosion Research Unit в West Lafayette (штат Индиана) и проводит на регулярной основе интенсивные полевые исследования по системам удаления фосфора.

Программное обеспечение «P-Trap» (снижение «транспорта» фосфора) упрощает процесс, предлагая пользователю ввести четыре основные категории информации для системы. Затем программа рассчитывает спецификации для построения структуры на основе введенных пользователем данных, включая ожидаемые расходы воды, годовой объем, концентрацию растворенного фосфора в воде, глубину дренажной канавы и градус уклона, диаметр трубы и желаемую скорость удаления фосфора.

«P-Trap», по словам разработчиков, это не просто помощь в принятии решений. Программа может оценить эффективность существующей ситуации на полях, выбранной методики удаления фосфора с почвы и предложит варианты для повышения эффективности всех проводимых фермерами манипуляций.

Пенн отметил, что уменьшение переизбытка фосфора в почве за счет лучшего агрономического управления этим микроэлементом, имеет решающее значение в будущем. Важно грамотно провести удаление фосфора с полей, но при этом сохранить его объемы в том количестве, которое требуется для сельскохозяйственных культур.

Системы удаления предназначены для улавливания растворенных форм фосфорных удобрений, которые выходят с полей, где выращиваются сельскохозяйственные культуры, через сточные воды либо специально сконструированную для этих целей дренажную систему. Удаление фосфора в жидком состоянии легче контролировать и быстрее выводить, чем, к примеру, вещество в твердом состоянии.

Растворенный фосфор, который, в конечном итоге, попадает в поверхностные воды, становится доступным для водорослей, чей рост, гибель и разложение могут поставить под угрозу качество воды и причинить другой вред эко-системе водоемов.

В дополнение к созданию программного обеспечения «P-Trap», Пенн занимается разработкой и других систем для удаления фосфора с полей. Каждая система тестируется на отдельно взятом поле. К примеру, специалист неоднократно говорил о том, что в некоторых случаях целесообразно делать ставку на специальные составы, которые могут связывать фосфор и нейтрализовать его негативное воздействие на экологию природных водоемов. 

Например, в Хайленд-Тауншип, штат Огайо, он проводил демонстрационное испытание конструкции септического резервуара, в котором для нейтрализации остаточного фосфора использовался слой оксида железа. Мощностей данной системы, по словам специалиста, достаточно для того, чтобы обслуживать поля площадью не менее 8 га и удалять около 40% растворенного фосфора, который может накапливаться в почве и постепенно с нее удаляться естественным путем десятки лет. 

По мнению эксперта, главная задача на сегодняшний день, создать такую систему, которая могла бы быстро и эффективно удалять остаточный фосфор из почвы с минимальными финансовыми расходами для хозяйств.