Покровные культуры ограничивают поток нитратов

Jul 05, 2023

По словам исследователей, широкое посев зерновой ржи в Иллинойсе может снизить содержание нитратов в дренажных водах штата на 30 процентов.

В то время как государства Кукурузного пояса ищут способы ограничить поток азота с ферм в Мексиканский залив, новые исследования показывают, что зимние покровные культуры могут быть частью решения. Широкое посев зерновой ржи в Иллинойсе может снизить содержание нитратов в дренажных водах штата на 30 процентов.

Исследователи из Колледжа сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук Университета Иллинойса и Инженерного колледжа Иллинойса-Грейнджера в ходе небольших исследований обнаружили, что покровные культуры способны поглощать нитраты из почвенной воды. Это имеет долгосрочный эффект на протяжении всего вегетационного периода. Их новое исследование оценивает потенциал зерновой ржи на уровне штата.

Команда смоделировала посев покровных культур и время внесения удобрений – осенью или весной – в реальных климатических условиях штата Иллинойс в период с 2001 по 2020 год. Исследователи использовали модель моделирования сельскохозяйственных культур, известную как Система поддержки принятия решений для передачи агротехнологий. Это позволяет делать многолетние прогнозы роста более чем 42 культур. Хотя зерновая рожь в их число не входила, исследователи адаптировали параметры модели для озимой пшеницы.

В документе были выявлены два последствия для управления. Один из них заключается в том, что фермеры должны применять озимую покровную культуру, такую ​​как зерновая рожь, чтобы уменьшить поток воды и потери нитратов на 25 процентов и 30 процентов соответственно. Данные также показали, что фермерам следует, если возможно, перейти на весеннее внесение удобрений.

Исследователи сравнили весеннее и осеннее внесение удобрений с покровной культурой и без нее. По словам Рабина Бхаттараи, соавтора исследования и доцента кафедры сельскохозяйственной и биологической инженерии штата Иллинойс, осенние удобрения были хуже с точки зрения потери нитратов в обоих сценариях.

Модель имитировала влияние покровных культур на урожайность товарных культур. В целом исследование показало, что зерновая рожь оказала небольшое положительное влияние на кукурузу и соевые бобы при обоих схемах внесения удобрений. По словам Бхаттараи, в разные годы и места по всему штату были различия, но в 20-летнем моделировании не было никаких доказательств снижения урожайности.

Внедрение покровных культур остается низким в Иллинойсе и на Среднем Западе, несмотря на наличие программ разделения затрат и растущее количество доказательств, свидетельствующих о пользе для здоровья почвы, качества воды и многого другого.

«Наше исследование показывает, что покровные культуры работают», — сказал Бхаттараи. «У них есть потенциал уменьшить эрозию, а также потерю питательных веществ на наших полях, особенно при использовании плиточного дренажа. Мы хотели изучить преимущества на уровне всего штата, чтобы показать, что может произойти, если тысячи фермеров одновременно примут эту природоохранную практику. улучшение качества воды будет значительным».

Ранние этапы проекта начались с небольших полевых экспериментов, чтобы понять влияние покровных культур и времени внесения удобрений на потерю нитратов с плиткой и сточных вод. Первые эксперименты были использованы для разработки модифицированной модели системы поддержки принятия решений для передачи агротехнологий, способной масштабироваться на весь штат. Они также проинформировали об онлайн-инструменте поддержки принятия решений для фермеров, рассматривающих возможность выращивания покровных культур на своих полях.

«Используя нашу панель управления, фермеры могут получить смоделированные результаты выращивания зерновой ржи в качестве покровной культуры на своих реальных полях», — сказал Джонатан Коппес, соавтор исследования и доцент кафедры экономики сельского хозяйства и потребительского хозяйства штата Иллинойс.

В разные даты в течение двухнедельного периода ожидаемого посева товарной культуры фермеры могут сравнить потенциальную биомассу на поле, соотношение углерода и азота в этой биомассе, поглощение азота и сокращение потерь азота. По словам Коппесса, для дальнейшего улучшения результатов фермеры могут предоставить более конкретную информацию о своих полях, включая историю посева и программы управления. Исследование было опубликовано в журнале Science of the Total Environment. Посетите сайт sciencedirect.com – найдите «Бхаттараи и Коппес» – для получения дополнительной информации.