云顶国际中国唯一官方网站艾姆斯 - 在农田中保留氮肥以支持作物最佳生长，并且远离溪流和河流并不是一个简单的公式。这很复杂。
“想想‘写小说’和‘写菜谱’，”云顶国际中国唯一官方网站立大学农业和生物系统工程副教授马修·赫尔默斯 (Matthew Helmers) 说，他正在与科学家团队合作，利用系统方法对有前景的策略进行实地测试。
无论是天然存在于土壤中还是在施化肥过程中添加，未被作物吸收的氮都会在降雨和融雪期间随流经土壤的水移动，并进入溪流和河流，过量的氮可能会对健康和生态造成不利影响。为了解决氮和其他农场养分离开农田的问题，包括赫尔默斯在内的 ISU 科学家与来自 USDA-ARS、USDA-NRCS、云顶国际中国唯一官方网站农业和土地管理部以及云顶国际中国唯一官方网站自然资源部的科学家合作，开展云顶国际中国唯一官方网站营养减少战略科学评估，该评估已于 5 月最终确定。
科学评估强调，只有从相互关联的生态和社会系统的广阔视角来看待问题和解决方案，该州的 41% 的非点源硝酸盐减排目标才能实现，赫尔默斯说，这提供了众多减少损失的机会。
“例如，当我们考虑田内和田边机会时，我们可以首先尽我们所能，在作物需要时尽可能施用适量的氮肥，”赫尔默斯说。
Helmers 领导 ISU 的农业水管理研究小组，该研究小组致力于研究和分析农业管理实践对地表和地下排水的影响。
他还是气候与玉米种植系统协调农业项目（也称为可持续玉米项目）实地研究团队的首席研究员。这是一个由美国农业部资助、云顶国际中国唯一官方网站立大学牵头的中西部 10 所大学参与的研究项目。团队成员正在收集和分析来自中西部八个州 35 个田间地点和数千名农民的田间试验数据，努力创建一套实践，使玉米种植系统更有弹性地应对气候变化。该项目包括对覆盖作物等实践进行田间试验，这些作物有可能在饱和土壤条件下减少土壤和养分损失。
他的可持续玉米团队的一些同事正在测试施肥，这些设备可以感知每株植物的氮需求并相应地调整施肥量。
“在正确的时间、正确的数量”施用氮肥是必要的一步，但还不够，赫尔默斯说，他认为“种植系统的每一次投入和产出”都有减少氮肥的机会。田间试验的结果使他成为覆盖作物的坚定支持者，这种作物可以在土壤中保留氮。
“科学评估表明，覆盖作物可以减少约 31% 的硝酸盐输送。如果我们想减少中耕作物下游水体的养分负荷，它们就必须成为主要参与者，”赫尔默斯说。
当研究水流经和流出耕作系统时会发生什么时，可以看到减少硝酸盐运输的其他机会。
“在某些地区，我们也许能够通过排水管理、地下排水生物反应器、湿地或新兴的饱和缓冲区实践等措施来管理或处理地下排水景观的流出物，”赫尔默斯说。
赫尔默斯表示，为了取得成功并减少意外后果，还需要纳入相关的社会和经济系统。除了作物、土壤和气候科学家之外，可持续玉米研究团队还包括社会科学家、农村经济学家、推广专家、农民和农场顾问。
“我们需要了解农艺方面、气候变化、害虫和病原体的影响以及我们正在测试的做法的所有经济学，”赫尔默斯说。 “种植系统必须能够盈利，我们必须帮助农民了解如何管理它，并与他们合作实施并找出适合他们农场的方法。只有这种广泛的系统方法才能有效帮助我们解决水质问题。”