カバークロップは硝酸塩の流出を抑制する

Jul 05, 2023

研究者らによると、イリノイ州で穀物ライ麦を広範囲に植えることで、州のタイル排水中の硝酸塩を30パーセント削減できる可能性があるという。

コーンベルト諸国が農場からメキシコ湾への窒素の流れを抑制する方法を模索している中、新たな研究で冬季被覆作物が解決策の一部となる可能性があることが示された。 イリノイ州で穀物ライ麦を広範囲に植えることで、州のタイル排水中の硝酸塩を30パーセント削減できる可能性がある。

イリノイ大学農業・消費者・環境科学部とイリノイ・グレンジャー工科大学の研究者らは、対象作物が土壌水分から硝酸塩を吸収する能力があることを小規模研究から発見した。 それは成長期を通じて長期にわたる効果をもたらします。 彼らの新しい研究は、州全体のレベルで穀物ライ麦の可能性を推定しています。

研究チームは、2001 年から 2020 年までのイリノイ州の実際の気候条件で、被覆作物の植栽と肥料のタイミング (秋または春) の両方をシミュレーションしました。研究者らは、農業技術移転のための意思決定支援システムとして知られる作物シミュレーション モデルを使用しました。 これにより、42 を超える作物について複数年の成長予測が可能になります。 穀物ライ麦はその中には含まれていませんでしたが、研究者らはモデルのパラメータを冬小麦に適応させました。

この論文では、2 つの経営上の影響が明らかになりました。 1 つは、農家がライ麦などの冬季被覆作物を施用して、タイルからの水の流量と硝酸塩の損失をそれぞれ 25 パーセントと 30 パーセント減らすべきだということです。 このデータは、農家が可能であれば春の施肥に切り替える必要があることも示しています。

研究者らは、カバークロップを使用した場合と使用しない場合の春と秋の施肥を比較しました。 この研究の共著者でイリノイ州農業生物工学部の准教授であるラビン・バタライ氏は、どちらのシナリオでも秋の施肥の方が硝酸塩損失が悪かったと述べた。

このモデルは、カバー作物が換金作物の収量に及ぼす影響をシミュレートしました。 全体として、穀物ライ麦は両方の施肥スケジュールにおいてトウモロコシと大豆にわずかにプラスの影響を与えることが示されました。 バッタライ氏によると、州全体の年や場所によってばらつきはあったが、20年間のシミュレーションでは収量ペナルティの証拠はなかったという。

費用負担プログラムが利用可能であり、土壌の健康や水質などに利点があることを示す証拠が増えているにもかかわらず、イリノイ州と中西部では被覆作物の導入は依然として低いままです。

「私たちの研究は、被覆作物が効果があることを示しています」とバッタライ氏は語った。 「それらは、特にタイルの排水など、私たちの畑からの侵食と栄養分の損失を軽減する可能性を秘めています。私たちは、州全体レベルでの利点を調査して、数千の農家がこの保全活動を同時に採用した場合に何が起こるかを示したかったのです。水質の改善には大きなメリットがあるでしょう。」

プロジェクトの初期段階は、タイルおよび流出水の硝酸塩損失に対する被覆作物と肥料のタイミングの影響を理解するための小規模な野外実験から始まりました。 初期の実験は、州全体に拡張できる、修正された農業技術移転用意思決定支援システム モデルの開発に使用されました。 彼らはまた、自分の畑で被覆作物を検討している農家向けのオンライン意思決定支援ツールについても通知しました。

「私たちのダッシュボードを使用すると、農家は実際の畑で被覆作物として穀物ライ麦を栽培するシミュレーション結果を得ることができます」と、この研究の共著者でイリノイ州農業消費者経済学部のジョナサン・コッペス准教授は述べた。

換金作物の植え付け予定日の 2 週間以内のさまざまな日付で、農家は圃場の潜在的なバイオマス、そのバイオマス内の炭素：窒素比、窒素の取り込み、窒素損失の削減を比較できます。 結果をさらに向上させるために、農家は作付履歴や管理プログラムなど、自分の畑に関するより具体的な情報を提供できるとコッペス氏は述べた。 この研究は『Science of the Total Environmental』誌に掲載されました。 詳細については、sciencedirect.com にアクセスして「Bhattarai and Coppess」を検索してください。

ラビン・バタライ

ジョナサン・コッペス

Lauren Quinn は、イリノイ大学農業消費者環境科学部のメディア コミュニケーションのスペシャリストです。 詳細については、aces.illinois.edu をご覧ください。

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