内布拉斯加州中东部和中南部高氮淋溶风险

2015年7月28日,

当土壤含水量超过土壤最大持水能力时，氮就会滤出，因为过量的水会排到根区以下，其中携带可溶性氮，主要是硝酸盐。如果剖面是干燥的，内布拉斯加州的普通细密土壤可以容纳2英寸的有效水分，而一场4英寸的细雨可以完全渗透而不发生任何淋失。然而，如果土壤剖面达到田间容量，可能会有和雨水一样多的排水。

此外，还需要知道土壤溶液硝酸盐水平，因为氮的流失量取决于浓度。土壤溶液中的硝酸盐含量取决于

• 上一季剩下的氮
• 施用氮肥，和
• 土壤有机质矿化积累。

在春季或初夏(即3 - 6月)，土壤有机质矿化随温度升高而增加。此外，在种植附近施氮肥是一种常见做法，这大大增加了土壤中氮的浓度。如果在此期间发生过多的降雨，排水发生在作物根区以外，很可能会发生氮淋失。对于粗糙质地的土壤，这种风险甚至更高。识别潜在的氮淋失高风险区域，量化可能的氮淋失损失，有助于通过管理及时进行补救。

2015年春季和初夏，内布拉斯加州东部、中南部和中西部地区“潮湿”。所有这些地区在三月至六月的雨量均超过正常水平(表1，图1)．例如，林肯地区从3月到6月的降雨量比长期平均水平多5.3英寸。约克和克雷中心同期的降水量也高于平均水平。如前所述，由于土壤有机质释放的硝酸盐积累和施氮肥，春夏初夏土壤溶解态硝酸盐浓度较高。因此，过多的降雨可能会潜在地导致氮的淋失，因为排水超出了根系深度来吸收氮。

使用玉米- n程序(http://hybridmaize.unl.edu/maizen.shtml)由内布拉斯加州大学林肯分校开发，我们估计了内布拉斯加州东部和中南部可能的氮淋失损失。模拟结果表明，内布拉斯加州东部和中南部的淋溶过程中会损失大量的氮(表1)．这是基于假设条件的粉砂粘土壤土，有机质含量为3%，并在5月初施用50磅氮/英亩。

以林肯地区为例，在30英寸以下可以浸出多达78磅的氮。土壤深度较深的硝酸盐虽然仍可被作物吸收，但其回收效率可能较低。这种情况可能会增加玉米等作物缺氮的风险，如果不相应地调整应季施氮率的话。对于质地粗糙的土壤，在这些地区硝酸盐淋失的风险可能更高。

再往西，例如在北普拉特，硝酸盐淋出的风险仍然很低，因为降雨量不太可能导致根区以下的水排干。

这个信息在赛季初是至关重要的。未来，我们将使用这个模型来预测哪些地方可能发生大量的排水，以便那些氮淋溶风险高的地区的生产者可以评估作物缺乏的迹象，并相应地调整肥料管理。

表1。内布拉斯加州部分地区2015年3月至6月的降雨量和长期正常(平均27年)的降雨量，以及这些地区玉米- n模型估计的土壤深度30英寸以下的氮淋失。氮淋溶是基于5月1日有机质含量为3%的粉质粘壤土和50磅/英亩的施氮量的假设。所有地点的天气数据均由北极大学高原区域气候中心提供。
位置	2015年3 - 6月降雨量，英寸	3 - 6月长期平均降雨量，英寸	2015年降雨量超过长期平均值，英寸	2015年和30英寸深度以下的长期平均(括号中)潜在氮淋失量，磅/英亩
米德	14.6	12.2	2.4	5 (12)
林肯	17.4	12.1	5.3	78 (7)
内布拉斯加州的城市	15.6	13.6	2．0	28 (25)
比阿特丽斯	16.0	12.9	3．1	69 (11)
纽约	13.6	11.9	1.7	8 (9)
粘土中心	13.5	12.1	1．4	1 (12)
北普拉特	11.9	8.6	3．3	0 (0)

杨海顺，副教授，作物模拟建模师，农学与园艺学系
Roger Elmore，教授，系统农学家，农艺系
查尔斯·夏皮罗，教授，土壤科学家，农艺系
理查德·弗格森，教授，农学和园艺系土壤肥力专家