解决美国农场氮污染的20个最佳地点

时间:2021年2月18日
来源:University of Vermont

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一项关于美国农业用氮的开创性研究已经确定了全国20个地方,农民、政府和公民应该把减少氮的工作作为目标。这20个氮“机会热点”出现在一张醒目的地图上,占美国农田总剩余氮平衡的63%,但仅占美国农田面积的24%。这些地区的氮肥投入非常高,农民很可能在不影响作物产量的情况下减少氮肥的使用。

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一项关于美国农业氮肥使用情况的开创性研究发现,全国有20个地方的农民、政府和公民应致力于减少氮肥的使用。

肥料和粪肥中的氮肥对作物生长至关重要,但高水平的氮肥会导致一系列问题,包括沿海“死区”,“淡水污染、空气质量差、生物多样性丧失和温室气体排放。”20个氮“机会热点”占美国农田总剩余氮平衡的63%,但仅占美国农田面积的24%。总的来说,他们包括了30多个州的759个县,这项研究在《环境研究快报》(Environmental Research Letters)中发现,根据过量氮的总量,排名最靠前的热点地区是伊利诺伊州、印第安纳州、密苏里州和威斯康辛州的61个县。紧随其后的是堪萨斯州和内布拉斯加州的55个县,位居第二,爱荷华州、明尼苏达州和南达科他州的38个县,位居第三。

在20个热点地区中,有几个地区的氮平衡很高,这让研究人员感到惊讶,尤其是在西部地区,包括爱达荷州、蒙大拿州、怀俄明州和犹他州的32个县南部(德克萨斯州、路易斯安那州、密西西比州、阿拉巴马州、乔治亚州和佛罗里达州的六个热点地区)。此外,还包括密西西比河流域、切萨皮克湾和加利福尼亚中央山谷等长期存在氮问题的地区。

“这项研究为解决美国氮问题的重点工作提供了新的视角,”主要作者、佛蒙特大学的埃里克·罗伊说美国有如此多的氮气问题区,在某些地区取得进展将比在其他地区更容易。这就是为什么这项研究很重要。它揭示了旨在提高农场氮肥利用效率的计划最有可能取得成功的地方?首先,这项研究表明,这些地区的氮肥投入非常高,农民很可能在不损害作物产量的情况下减少氮肥的使用。”“这是一个关键的发现,因为农民在减少氮肥投入时自然会担心作物产量下降,”UVM的合著者meredithniles说我们不想损害粮食安全目标。”

第二,也许是最重要的,这项研究是第一次对与县级农田氮平衡有关的基本社会、经济和农艺因素进行强有力的全国性分析。这使得它成为迄今为止对美国氮肥利用最全面的研究之一。

这些潜在因素的例子包括气候变化信念、作物组合、降水、土壤生产力、农场运营费用等。

通过检查这些预测因素,研究人员能够确定氮热点,在那里减少过量的氮是最可行的。这些地区的剩余氮肥使用量高于预期,这是基于各种潜在因素的组合——这表明成功减少氮肥使用的障碍较少。“这表明,在这20个地区,氮肥减少计划——包括为农民提供财政奖励的计划——具有最大的成功潜力,合著者之一、斯坦福大学的考特尼•哈蒙德•瓦格纳(courtneyhammondwagner)最近在佛蒙特大学(universityofvermont)完成了博士学位

Journal Reference:

  1. Eric D Roy, Courtney R Hammond Wagner, Meredith T Niles. Hot spots of opportunity for improved cropland nitrogen management across the United States. Environmental Research Letters, 2021; 16 (3): 035004 DOI: 10.1088/1748-9326/abd662

Cite This Page:

University of Vermont. "The 20 best places to tackle US farm nitrogen pollution: Scientists find 63% of surplus US cropland nitrogen in only 24% of cropland area, reveal which counties to target." ScienceDaily. ScienceDaily, 17 February 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210217091019.htm>.
University of Vermont. (2021, February 17). The 20 best places to tackle US farm nitrogen pollution: Scientists find 63% of surplus US cropland nitrogen in only 24% of cropland area, reveal which counties to target. ScienceDaily. Retrieved February 17, 2021 from www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210217091019.htm
University of Vermont. "The 20 best places to tackle US farm nitrogen pollution: Scientists find 63% of surplus US cropland nitrogen in only 24% of cropland area, reveal which counties to target." ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210217091019.htm (accessed February 17, 2021).
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