农业生产中的氮是密西西比河流域污染的主要原因，并且造成了墨西哥湾的大型死区。

伊利诺伊州和中西部其他州制定了通过减少土地管理实践等战略来减少氮负荷的目标。伊利诺伊大学研究人员发表在一项新的研究中，该研究发表在《环境管理杂志》上，该研究使用计算机模型来估计气候变化(例如降雨增加)可能对这些做法的影响。

农业和生物工程系博士生，研究的主要作者侯丛玉说：“目标是测试这些土地管理方法是否有助于减少不同气候条件下水中的氮负荷。”

研究人员使用俄克拉荷马州Willow Creek流域的土壤性质，土地利用，土地管理实践和天气模式的现场数据，估算了田间尺度的地表径流和氮负荷。他们的模型包括2020年至2070年的12种土地管理实践和32种气候预测，共产生384种情景。

“虽然通常使用模型来估算氮负荷，但大多数预测使用的是平均气候数据。该研究通过包括所有可能的气候预测来扩展该实践，”农业，消费者学院农业与生物工程助理教授Maria Chu说。和环境科学。Chu是侯的顾问，也是该研究的合著者。

侯说，这项研究是研究人员采用的建模仿真类型的测试案例。“我们使用场边缘模型将分水岭分成较小的单元，总共有5,911个单元。该模型计算场的边缘，着重于从场上运走了多少氮。”

该研究还测试了一种新的指数，该指数用于测量土壤的氮素保持能力。他们发现，即使不减少使用量，也可以通过重新分配土地用途来减少氮负荷。

例如，他们的发现表明轮作确实有助于减少氮的流失。他们还发现，在春季和秋季之间分配肥料通常更为有利，而且肥料施用量是决定高氮负荷量和可能性的最关键因素。

侯告诫说，该研究的发现是初步的。他说：“通过建模，您仍然远离实际应用。”“模型是第一步，然后是小规模的现场测试，然后是在不同位置的小规模测试。如果这些工作奏效，您最终可以扩展到更大的区域。”

除了扩大建模的规模外，Chu的研究小组还研究了氮污染的其他方面。例如，虽然这项研究集中于地表径流，但另一项研究着眼于地下水中的氮负荷。

“我们还在研究氮的不同成分，即硝酸盐，亚硝酸盐和氨，以确定哪一个是最关键的。” Chu说。