在韦弗利井口保护区使用覆盖作物减少硝酸盐浸出
硝酸的挑战
在内布拉斯加州的几个社区在其市政水井地下水增加硝酸盐含量的日益关注。如在地下水中的硝酸盐浓度的不断增加，这些社区，包括韦弗利（图1），所面临的昂贵的水的治疗选择以继续到社区提供安全的饮用水。而在地下水低硝酸盐浓度可自然地发生，当过量涂布在农业为主的地区地下水硝酸盐的主要来源是氮肥。最佳养分管理方法的实施是一个方式来优化氮的投入，提高氮肥利用效率，减少硝酸盐淋溶到地下水和确保安全的饮用水供应（见硝酸盐还原浸出的农艺管理)．
在冬季休耕期间种植覆盖作物是减少硝态氮淋失和提高土壤恢复力的最佳管理措施之一。在主要作物收获后的秋季种植覆盖作物，可以将氮保留在土壤剖面的上层，减少硝态氮向地下水的淋溶，并在终止种植后将营养物质再循环到土壤中。覆盖作物还充当了大气二氧化碳的汇，并向土壤中添加了有机质，这往往会减少土壤侵蚀，增加土壤保水能力，从而降低硝酸盐淋滤的潜力。此外，覆盖作物可以抑制杂草，并可能限制除草剂的使用。
影响
在冬季期间同胞种植覆盖作物对农场和场外效益潜力。初步数据呈现在这里展示了覆盖作物夺回氮的能力，因为它在休耕冬季期间移动通过土壤剖面，从而减少对市政水井饮用水质量的多余氮肥使用对环境的负面影响。
覆盖作物初步研究
我们与Waverly市、Lower Platte South NRD (LPSNRD)和内布拉斯加州环境与能源部(NDEE)合作，对内布拉斯加州Waverly的井口保护区进行了初步研究。在本研究中，我们测量了黑麦覆盖作物减少硝酸盐向地下水淋溶的效果。在2020年玉米收获后，在复制地块以50磅/英亩和75磅/英亩两种播种率播种谷物黑麦覆盖作物。为了比较起见，还包括了没有覆盖作物的核对地块。在覆盖作物终止前，采集4个采样深度(0-12、12-24、24-36、36-48英寸)的土壤样品，评价冬休期覆盖作物对土壤硝态氮的损耗。在2021年4月终止黑麦覆盖作物之前，还采集了黑麦生物量样本。
结果
覆盖作物降低了所有四个土壤深度的土壤硝态氮浓度(图2)3.-至1.8磅-N /英亩在50磅/英亩黑麦播种量，并在75磅/英亩播种量4.18磅-N /英亩。相比较而言，土壤NO3.-为20磅 - N / AC在无覆盖作物图（图2）。在没有下降3.-在浅水区和深水土表明，覆盖作物可以消耗土壤NO3.-期间当可用土壤硝酸盐易受硝酸沥滤，尤其是在早期的解冻或湿弹簧的情况下，弹簧周期氮。
虽然我们没有看到NO的显著差异3.-两种覆盖作物播种速率之间的土壤损耗，播种率高的75磅/英亩产生更高的作物生物量和拿起三倍N(71磅N /英亩)相比,低覆盖作物播种率50磅/英亩(24磅N /英亩)(表1)。在覆盖作物生物量氮通常覆盖作物终止后获释,可用的主要作物在生长季节。被覆盖作物释放的氮依赖于与残留物质量、环境和管理变量相关的几个因素(详见本文)覆盖作物氮素释放文章)．
总体而言，初步结果表明，在休耕冬季期间生长谷类黑麦覆盖作物，不仅可以降低对硝酸沥滤的电位，但也可以减少所需的，导致氮节省成本肥料季节的N量。正如预期的那样，覆盖作物没有影响在本研究中土壤有机质，有机物质的变化，由于覆盖作物一般不会在覆盖作物的一个生长季节看到。一位长期研究可以帮助回答对土壤性质上覆盖作物影响的问题。
| 黑麦谷物播种量 | 覆盖作物生物量(磅/英亩) | 生物量氮(磅N/英亩) | 生物量C:N比 |
|---|---|---|---|
| 50磅N /英亩 | 1065 | 24 | 19 |
| 75磅N /英亩 | 2215 | 71. | 14 |
总结
在此初步研究的数据表明，在冬季休耕期，黑麦谷物覆盖作物可以积累的N显著量到它的生物量，较低的土壤NO3.-，并减少硝酸沥滤的潜力。虽然我们没有找到一个生长季节土壤有机质由于覆盖作物的差异，我们计划继续这项研究，以解答有关水土保持和土壤健康，营养吸收和释放，氮剩余农作物和硝态氮淋失的几个问题。我们赞赏与市韦弗利，降低普拉特南NRD（LPSNRD），与环境的内布拉斯加州和能源部（NDEE）的持续支持的合作伙伴关系。