增加硝态氮(NO_3.在内布拉斯加州，地下水污染已经引起了严重的环境和健康问题。减少地下水硝酸盐污染的一种方法是遵循最佳营养管理规范(BMPs)。在以玉米为基础的一年生种植系统中加入多年生作物是可能降低NO的bmp之一_3.-地下水的氮负荷。

在轮作中加入苜蓿以减少NO_3.-N浸出是一个长期公认的概念。过去的几项研究发现，紫花苜蓿积极地清除土壤中的氮。轮作苜蓿对NO的影响较小_3.渗透带-N、土壤有机碳(SOC)和水分含量仍不确定。因此，我们进行了一项研究，评估苜蓿与一年生作物轮作生根加渗透带至24英尺深度(0 ~ 24英尺)对NO的影响_3.-N和NH₄-N浓度和内布拉斯加州土壤有机碳固存(Singh et al.， 2023)。

本研究的目的是确定苜蓿轮作与玉米连作20年后对(i) NO的影响_3.-N浸出电位，(ii) NH₄-N、有机碳、土壤总氮(TSN)和土壤有机氮(SON)，以及(iii)随后一年生作物所需的土壤水分。我们假设在0 ~ 24英尺轮作苜蓿与连续玉米相比(i) NO_3.0至24英尺的-N会减少，(ii)有机碳、TSN和SON会增加，(iii)后续玉米作物根区土壤水分会减少。

硝酸盐淋溶电位与土壤有机碳固存的研究结果

在0到24英尺的深度，苜蓿轮作与连续玉米轮作相比，土壤水分减少了26%(3.48比4.68英寸英尺)¹)，一氧化氮减少55%_3.-N (328 vs. 735磅)N交流¹)，表示NO较少_3.在0至24英尺的土壤深度，深层土壤水渗透较少时，n的淋溶潜力(图1和2)_3.-N浓度对NH无影响₄-N(图1)。土壤水分和NO的耗竭越大_3.苜蓿轮作时，氮素主要分布在玉米生根区以下，说明苜蓿轮作对玉米根系无负面影响，但显著降低了氮素潜势_3.-N随苜蓿轮作向含水层的淋溶。

与玉米连作相比，苜蓿轮作土壤有机碳(47.3吨ac)提高了47%¹Vs. 32.2吨ac¹)，土壤总TSN(5.34吨ac)增加23%¹Vs. 4.34吨ac¹)在0到4英尺的深度。在苜蓿轮作中，零至四英尺处较高的有机碳表明有机碳封存的长期潜力。如果土壤有机碳水平较低，在种植系统中增加苜蓿可能更有可能增加土壤有机碳和TSN。

总结

一年生作物轮作苜蓿是一种非常有效的减少NO的方法_3.-N淋滤到含水层和水向渗漏区横向流动，其成本效益取决于商品价值。少55%的NO_3.在苜蓿轮作下，0 ~ 24英尺土壤深度的-N储量，以及农艺学上重要的0 ~ 4英尺土层的SOC、TSN和SON的增加可能有助于提高生产力和可持续性。水质对公众来说很重要，通过轮作增加苜蓿种植来实施改进的管理措施可能是保护这一宝贵资源的有效途径。

参考文献

Singh, A.， Afzal, T.， Woodbury, B.， Wortmann, C.， Iqbal, J.(2023)。苜蓿与一年生作物轮作降低了硝态氮淋失潜力。环境质量杂志，https://doi.org/10.1002/jeq2.20473．

致谢

内布拉斯加大学林肯分校农业与自然资源研究所、Robert B. Daugherty全球粮食水研究所和美国农业部农业研究服务处(USDA-ARS)为这项工作提供了资金支持。提及商品名称或商业产品仅仅是为了提供特定信息，并不意味着美国农业部的推荐或认可。美国农业部是一个机会均等的提供者和雇主。