تقليل خسائر النيتروجين بعد تحويل الزراعة الصفية إلى محاصيل الوقود الحيوي الدائمة

تقود المحاصيل الحالية لمواد الوقود الحيوي مثل الذرة إلى خسائر بيئية كبيرة من النيتروجين من خلال تسرب النترات وانبعاثات أكسيد النيتروز؛ تتمتع المحاصيل الخلوية من الجيل الثاني بإمكانية تقليل هذه الخسائر. قمنا بقياس خسائر وتحولات النيتروجين في زرع الميسكانثوس، وعشب السويتشغراس المدعوم ب 56 كجم نيتروجين لكل هكتار في السنة، والبراري المختلطة، إلى جانب دورة الذرة-الذرة-الصويا (الذرة مدعومة ب 168-202 كجم نيتروجين لكل هكتار). تم قياس انبعاثات أكسيد النيتروز، وتشكيل النيتروجين في التربة، وتسرب النترات في منتصف العمق، وتدفق البلاط وتركيزات النترات. خفضت المحاصيل الدائمة بسرعة من تسرب النترات على عمق 50 سم في التربة بالإضافة إلى التركيزات والأحمال من أنظمة البلاط (تركيزات نترات البلاط في السنة الأولى كانت 10-15 ملغ نيتروجين لكل لتر انخفضت بشكل كبير بحلول السنة الرابعة في جميع المحاصيل الدائمة إلى أقل من 0.6 ملغ نيتروجين لكل لتر، مع خسائر أقل من 0.8 كجم نيتروجين لكل هكتار في السنة). كانت انبعاثات أكسيد النيتروز تتراوح بين 2.2 إلى 7.7 كجم نيتروجين لكل هكتار في دورة الذرة-الذرة-الصويا لكنها كانت أقل من 1.0 كجم نيتروجين لكل هكتار بحلول السنة الرابعة في المحاصيل الدائمة. كانت توازنات النيتروجين العامة (ترسيب جوي + تسميد + تثبيت نيتروجين الصويا - الحصاد وخسائر التسرب وانبعاثات أكسيد النيتروز) إيجابية بالنسبة للذرة والصويا (22 كجم نيتروجين لكل هكتار في السنة) وكذلك لعشب السويتشغراس (9.7 كجم نيتروجين لكل هكتار في السنة) لكنها كانت -18 و -29 كجم نيتروجين لكل هكتار في السنة للبراري والميسكانثوس، على التوالي. نتائجنا توضح تقليصًا سريعًا لدورة النيتروجين حيث تم إنشاء محاصيل الوقود الحيوي الدائمة على تربة موليسول غنية.