การใช้ปุ๋ยจะทำให้ความเข้มข้นของ O2 ลดลงในเส้นทางน้ำได้อย่างไร?

ปุ๋ยให้สารอาหารที่จำเป็นต่อสนามหญ้าและสวน แต่สารอาหารชนิดเดียวกันนี้อาจทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงต่อระบบนิเวศทางน้ำของบ่อน้ำ ทะเลสาบ และลำธาร พืชต้องการไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในปริมาณค่อนข้างมากเพื่อการเจริญเติบโตที่เหมาะสม ดังนั้นผลิตภัณฑ์ปุ๋ยเอนกประสงค์ส่วนใหญ่จึงมีธาตุอาหารสองชนิดนี้ในปริมาณมาก แต่ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสส่วนเกินที่ไหลลงสู่แหล่งน้ำสามารถกระตุ้นการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตในน้ำที่ไม่สมดุล นำไปสู่ระดับออกซิเจนที่ละลายในน้ำในระดับที่เป็นอันตราย

คำว่า "ปุ๋ย" สามารถใช้กับสารใดๆ ก็ตามที่ให้สารอาหารที่จำเป็นสำหรับหญ้าในสนามหญ้า พืชสวน ไม้ผล และพืชที่ได้รับการจัดการประเภทอื่นๆ ดังนั้น ผลิตภัณฑ์ปุ๋ยจึงมีสารหลายชนิด เนื่องจากพืชต้องการธาตุอย่างน้อย 17 ชนิดเพื่อการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม ปุ๋ยเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่จะให้สารอาหารหลักสามอย่าง ได้แก่ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียม ในสามสิ่งนี้ ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสมีความเสี่ยงต่อแหล่งน้ำมากกว่า เนื่องจากพวกมันจำกัดสารอาหาร กล่าวอีกนัยหนึ่ง การเจริญเติบโตของแบคทีเรียและพืชถูกควบคุมโดยปริมาณไนโตรเจนและฟอสฟอรัสที่มีอยู่อย่างจำกัดในธรรมชาติ สภาพแวดล้อม

สิ่งมีชีวิตในน้ำจำนวนมาก รวมทั้งปลา ไม่สามารถอยู่รอดได้หากไม่มีออกซิเจนในระดับที่เพียงพอซึ่งละลายในน้ำที่ล้อมรอบพวกมัน สาหร่ายและพืชน้ำอื่นๆ ผลิตออกซิเจนละลายน้ำเป็นผลพลอยได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเป็นกระบวนการที่พวกมันสร้างอาหารจากคาร์บอนไดออกไซด์และแสงแดด อย่างไรก็ตาม การมีสาหร่ายจำนวนมากเกินไปจะทำให้ออกซิเจนหมดไป สาหร่ายหนาๆ ที่ด้านบนสุดของทางน้ำสามารถขัดขวางการผลิตออกซิเจนได้โดยการแรเงาพืชสังเคราะห์แสงที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ที่สำคัญกว่านั้น การเติบโตของสาหร่ายที่มากเกินไปทำให้เกิดสาหร่ายที่ตายแล้วมากเกินไป ซึ่งจะต้องย่อยสลายโดยแบคทีเรียและเชื้อรา กิจกรรมแบคทีเรียและเชื้อราที่รุนแรงนี้ใช้ออกซิเจนและสามารถลดหรือทำให้ระดับออกซิเจนละลายในทะเลสาบ บ่อน้ำ และลำธารลดลงหรือลดลงอย่างจริงจัง

แหล่งน้ำ เช่นเดียวกับสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ของโลก เป็นแหล่งรวมของระบบนิเวศที่สมดุลอย่างรอบคอบ ซึ่งสิ่งมีชีวิตต่างๆ มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ทั้งสภาพธรรมชาติและประดิษฐ์สามารถรบกวนความสมดุลนี้ได้ แต่ผลกระทบของการรบกวนจากเทียมมักจะเด่นชัดกว่า ความสัมพันธ์ระหว่างสาหร่ายกับสิ่งมีชีวิตในน้ำอื่นๆ เป็นตัวอย่างหนึ่งของความสมดุลนี้ สารอาหารที่มีอยู่อย่างจำกัด เช่น ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ช่วยรักษาจำนวนสาหร่ายให้อยู่ในระดับที่มีส่วนช่วยให้ออกซิเจนละลายในปริมาณที่เหมาะสม แต่สาหร่ายเจริญเติบโตได้ด้วยไนโตรเจนและฟอสฟอรัสส่วนเกินจากปุ๋ย เมื่อสารอาหารในปุ๋ยไปจบลงในน้ำ แทนที่จะเป็นพืชบนบก สาหร่ายก็เติบโต เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดความไม่สมดุลของระบบนิเวศ ส่งผลให้การละลายหมดลง ออกซิเจน

วิธีที่สำคัญที่สุดในการลดปริมาณปุ๋ยตกค้างที่เข้าสู่ทางน้ำและส่งเสริมการสูญเสียออกซิเจนคือการหลีกเลี่ยงการปฏิสนธิที่มากเกินไปและไม่เหมาะสม ปุ๋ยเชิงพาณิชย์จำนวนมากมีไนโตรเจนที่ละลายน้ำได้ ซึ่งซึมผ่านดินได้ง่ายหรือไหลออกในน้ำชลประทานหรือปริมาณน้ำฝน หากใช้ผิดเวลาหรือในอัตราที่ไม่เหมาะสม แม้ว่าฟอสฟอรัสในดินจะต้านทานการชะชะล้าง แต่ก็สามารถไหลลงสู่แหล่งน้ำได้เมื่อใช้ในปริมาณที่มากเกินไป หรือเมื่อการจัดการดินที่ไม่เหมาะสมทำให้เกิดการพังทลายของอนุภาคในดินที่อุดมด้วยฟอสฟอรัส แหล่งที่มาของสารอาหารที่ไหลบ่าที่ร้ายแรงอีกแหล่งหนึ่งคือปุ๋ยที่ตกลงบนพื้นผิวที่ไม่ดูดซับ เช่น ทางเท้าและทางวิ่ง สารอาหารที่เข้มข้นและหาได้ง่ายเหล่านี้จะถูกชะล้างด้วยน้ำฝนลงในท่อระบายน้ำของพายุ จากนั้นจึงไหลลงสู่ทะเลสาบ แม่น้ำ และลำธาร