许多农场的地面要么洪水，要么没有足够的水或肥料使作物茁壮成长。研究人员本周在印第安纳波利斯举行的美国地质学会年会上报告说，如果种植多年生生物能作物如灌木柳和柳枝稷，这些边缘土地可能会变得有用并且可能有利可图。

在自2011年以来一直在进行的项目中，阿贡国家实验室的研究人员一直在研究灌木柳树和柳枝稷如何在沙地，易干燥的土地上如何控制侵蚀，还能吸收多余的肥料化学物质，否则会污染表面水和地下水。过量的肥料养分可能导致许多下游问题，包括有毒的藻类大量繁殖，水处理设施的成本增加，以及墨西哥湾缺氧“死亡”区的增长。

“重点是改善水质，”伊利诺斯州Lemont的Argonne国家实验室的研究人员John Quinn说。但在此过程中，他们发现灌木柳树和草也有其他潜在的好处，包括作为生物燃料的生物质来源，传粉媒介和其他野生动物的资源，以及提供其他生态系统服务。

为了进行他们的研究，由Cristina Negri领导的团队位于伊利诺伊州中东部6.5公顷研究农田的边缘地区，使用玉米产量图，地理信息系统和土壤和地形的公开数据来确定低生产率，高阿根国家实验室的Jules Cacho解释说，硝酸盐浸出和易受侵蚀的地区。

他们在边缘地区种植灌木柳作为生物能源作物，然后监测它们对土壤，土壤水，地下水和植被的影响，以确定施用于玉米和大豆田的养分如何丢失到土壤水中或被植物吸收。他们还记录了温室气体的变化，昆虫的多样性以及植被的总质量。

他们的研究结果显示，自2013年种植柳树以来，与邻近玉米地的土壤水相比，土壤水中的硝态氮浓度显着降低。“多年生作物的重要性在于它们的根深蒂固能力，”奎因说。“它们可以拦截玉米作物中过量的硝酸盐。特别是能量草具有深层和纤维状的根系。”“实施这种景观方法的吸引力在于，它有可能同时解决多种社会需求，从而有利于加强土地利用，”内格里说。

如果考虑到硝酸盐去除和潜在生物能源生成(来自收获和消化柳树和草)的益处，实施草和灌木柳的成本至少可以部分抵消。“它不与玉米竞争，”Cacho说。“如果当地的生物质市场有经济效益。你不会取代任何农业用地。你正在寻找对玉米和大豆不利的土地。你不会浪费肥料。”该团队正在与美国农业部自然资源保护局合作，旨在使柳树和草的综合土地管理成为官方的“最佳管理实践”，这可以为农民创造额外的财政激励。Quinn将于11月6日星期二在题为“改善中西部水质的综合景观管理”的演讲中展示该项目的成果。该项目由美国能源部，生物能源技术办公室资助。