피복작물은 질산염 흐름을 억제합니다

Jul 05, 2023

일리노이주에 호밀을 널리 심으면 주 타일 배수수의 질산염을 30%까지 줄일 수 있다고 연구원들은 말합니다.

옥수수 벨트 주에서는 농장에서 멕시코만으로의 질소 흐름을 억제하는 방법을 모색함에 따라 새로운 연구에 따르면 겨울 덮개 작물이 해결책의 일부가 될 수 있습니다. 일리노이주에 호밀 시리얼을 널리 심으면 주 타일 배수수의 질산염을 30%까지 줄일 수 있습니다.

일리노이 대학교 농업, 소비자 및 환경 과학 대학과 일리노이 그레인저 공과 대학의 연구원들은 피복 작물이 토양수에서 질산염을 빨아들일 수 있다는 소규모 연구를 통해 발견했습니다. 이는 성장기 내내 오래 지속되는 효과를 가지고 있습니다. 그들의 새로운 연구는 주 전체 수준에서 시리얼 호밀의 잠재력을 추정합니다.

팀은 2001년부터 2020년까지 일리노이주의 실제 기후 조건에서 덮개작물 재배와 비료 시기(가을 또는 봄)를 모두 시뮬레이션했습니다. 연구원들은 농업기술 이전을 위한 의사결정 지원 시스템으로 알려진 작물 시뮬레이션 모델을 사용했습니다. 이를 통해 42개 이상의 작물에 대한 다년간의 성장 예측이 가능합니다. 비록 시리얼 호밀은 포함되지 않았지만 연구자들은 모델의 매개변수를 겨울 밀에 적용했습니다.

이 논문에서는 두 가지 관리 관련 시사점이 밝혀졌습니다. 하나는 농부들이 시리얼 호밀과 같은 겨울 덮개 작물을 적용하여 타일 물 흐름과 질산염 손실을 각각 25%와 30% 줄여야 한다는 것입니다. 또한 데이터는 농부들이 가능하다면 봄철 비료로 전환해야 함을 나타냅니다.

연구자들은 봄과 가을 시비를 피복작물 유무에 따라 비교했습니다. 이번 연구의 공동 저자이자 일리노이주 농업생물공학부 부교수인 Rabin Bhattarai는 가을 시비로 인해 두 시나리오 모두에서 질산염 손실이 더 심했다고 말했습니다.

모델은 현금작물 수확량에 대한 덮개작물 효과를 시뮬레이션했습니다. 전반적으로 시리얼 호밀은 두 가지 시비 일정 모두에서 옥수수와 대두에 약간 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. Bhattarai는 주 전역의 연도와 위치에 따라 차이가 있었지만 20년간의 시뮬레이션에서는 수확량 불이익의 증거가 없다고 말했습니다.

비용 분담 프로그램이 가능하고 토양 건강, 수질 등에 이점이 있다는 증거가 늘어나고 있음에도 불구하고 일리노이주와 중서부 지역에서는 덮개작물 채택률이 여전히 낮습니다.

"우리 연구는 피복작물이 효과가 있다는 것을 보여줍니다"라고 Bhattarai는 말했습니다. "그들은 특히 타일 배수로 인해 우리 논밭의 침식과 영양분 손실을 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 우리는 수천 명의 농부들이 이 보존 관행을 동시에 채택할 경우 어떤 일이 일어날 수 있는지 보여주기 위해 주 전체 수준에서 이점을 조사하고 싶었습니다. 수질상의 이점은 상당할 것입니다."

프로젝트의 초기 단계는 덮개작물과 비료 시기가 타일과 유출수의 질산염 손실에 미치는 영향을 이해하기 위한 소규모 현장 실험으로 시작되었습니다. 초기 실험은 주 전체로 확장할 수 있는 농업기술 이전 모델을 위한 수정된 의사결정 지원 시스템을 개발하는 데 사용되었습니다. 그들은 또한 자신의 밭에서 피복작물을 고려하는 농부들을 위한 온라인 의사결정 지원 도구를 알려 주었습니다.

연구의 공동저자이자 일리노이주 농업 및 소비자경제학과 부교수인 조나단 코페스(Jonathan Coppess)는 "우리 대시보드를 사용하여 농부들은 실제 밭에서 덮개 작물로 호밀을 재배하는 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있습니다"라고 말했습니다.

현금 작물을 심을 것으로 예상되는 2주 기간 내의 서로 다른 날짜에 농부들은 현장의 잠재적 바이오매스, 해당 바이오매스의 탄소:질소 비율, 질소 흡수 및 질소 손실 감소를 비교할 수 있습니다. 결과를 더욱 향상시키기 위해 농부들은 작물 재배 이력 및 관리 프로그램을 포함하여 해당 분야에 대한 보다 구체적인 정보를 제공할 수 있다고 Coppess는 말했습니다. 이 연구는 Science of the Total Environment에 게재되었습니다. 자세한 내용을 보려면 sciencedirect.com을 방문하세요. "Bhattarai and Coppess"를 검색해 보세요.