using simulation and budget models to scale-up nitrogen

9
699 Huffman et al.: Using Simulation Models to Scale-Up N Leaching TheScientificWorld (2001) 1(S2), 699–706 Research Article Optimizing Nitrogen Management in Food and Energy Production and Environmental Protection: Proceedings of the 2nd International Nitrogen Conference on Science and Policy TheScientificWorld (2001) 1(S2), 699–706 ISSN 1532-2246; DOI 10.1100/tsw.2001.355 E-mail: [email protected] © 2001 with author. Efforts are underway at Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC) to develop an integrated, nation- ally applicable, socioeconomic/biophysical mod- eling capability in order to predict the environmen- tal impacts of policy and program scenarios. This paper outlines our Decision Support System (DSS), which integrates the IROWCN (Indicator of the Risk of Water Contamination by Nitrogen) in- dex with the agricultural policy model CRAM (Ca- nadian Regional Agricultural Model) and presents an outline of our methodology to provide inde- pendent assessments of the IROWCN results through the use of nitrogen (N) simulation mod- els in select, data-rich areas. Three field-level models — DSSAT, N_ABLE, and EPIC — were evaluated using local measured data. The results show that all three dynamic models can be used to simulate biomass, grain yield, and soil N dy- namics at the field level; but the accuracy of the models differ, suggesting that models need to be calibrated using local measured data before they are used in Canada. Further simulation of IROWCN in a maize field using N_ABLE showed that soil- mineral N levels are highly affected by the amount of fertilizer N applied and the time of year, mean- ing that fertilizer and manure N applications and weather data are crucial for improving IROWCN. Methods of scaling-up simulated IROWCN from field-level to soil-landscape polygons and CRAM regions are discussed. KEY WORDS: nitrogen, indicator, water contamination, simulation model, model evaluation DOMAINS: ecosystems and communities, ecosystems management, environmental chemistry, environmental management and policy, freshwater systems, global sys- tems INTRODUCTION Nitrogen (N) has a decisive influence on crop production and environmental contamination From the point of view of food production, high levels of organic and/or inorganic N fertilizer application rates are required to obtain optimal crop yields On the other hand, from an environmental point of view, contamina- tion of water by surplus N from agricultural land has gradually increased and has become of concern in many countries[1,2,3] Therefore, the prediction of the possible impacts of ongoing and changing intensive farming systems on water contamination is a major concern for policy makers, agronomists, and soil scien- tists In Canada, an Indicator of Risk of Water Contamination by Nitrogen (IROWCN) was used to estimate the level of risk of soil-mineral N leaching to the groundwater at a regional scale[4,5] In contrast to the indicator approach, many process- based simulation models are being used to assess the likelihood of N leaching and runoff at both field and agroecosystem lev- els[6,7] Integration of either a model or an index into a Decision Support System (DSS) is necessary to carry out broad-area as- sessments, and this will involve database design, interface de- sign, model integration, and graphic automation However, an important step prior to integration is the evaluation of output with Using Simulation and Budget Models to Scale-Up Nitrogen Leaching from Field to Region in Canada E.C. Huffman*, J.Y. Yang, S. Gameda, and R. de Jong Eastern Cereal and Oilseed Research Centre, Agriculture and Agri-Food Canada, Ottawa ON K1A 0C6

Upload: others

Post on 06-Apr-2022

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

699

Huffman et al.: Using Simulation Models to Scale-Up N Leaching TheScientificWorld (2001) 1(S2), 699–706

Research ArticleOptimizing Nitrogen Management in Food and Energy Productionand Environmental Protection: Proceedings of the 2nd InternationalNitrogen Conference on Science and PolicyTheScientificWorld (2001) 1(S2), 699–706ISSN 1532-2246; DOI 10.1100/tsw.2001.355

E-mail: [email protected]© 2001 with author.

Efforts are underway at Agriculture and Agri-FoodCanada (AAFC) to develop an integrated, nation-ally applicable, socioeconomic/biophysical mod-eling capability in order to predict the environmen-tal impacts of policy and program scenarios. Thispaper outlines our Decision Support System(DSS), which integrates the IROWCN (Indicator ofthe Risk of Water Contamination by Nitrogen) in-dex with the agricultural policy model CRAM (Ca-nadian Regional Agricultural Model) and presentsan outline of our methodology to provide inde-pendent assessments of the IROWCN resultsthrough the use of nitrogen (N) simulation mod-els in select, data-rich areas. Three field-levelmodels — DSSAT, N_ABLE, and EPIC — wereevaluated using local measured data. The resultsshow that all three dynamic models can be usedto simulate biomass, grain yield, and soil N dy-namics at the field level; but the accuracy of themodels differ, suggesting that models need to becalibrated using local measured data before theyare used in Canada. Further simulation of IROWCNin a maize field using N_ABLE showed that soil-mineral N levels are highly affected by the amountof fertilizer N applied and the time of year, mean-ing that fertilizer and manure N applications andweather data are crucial for improving IROWCN.Methods of scaling-up simulated IROWCN fromfield-level to soil-landscape polygons and CRAMregions are discussed.

KEY WORDS: nitrogen, indicator, water contamination,simulation model, model evaluation

DOMAINS: ecosystems and communities, ecosystemsmanagement, environmental chemistry, environmentalmanagement and policy, freshwater systems, global sys-tems

INTRODUCTION

����������� � ��������������������������������� ������������� ����� ��� ������������������������������������������������������� ��� ���������� �������������� ����� ����� ��� ��������������� ������� ������������ ���������� ������� ������������ ����������������� ��� !������� ����������������� ��������� �� ��� ��� �� �������� ��� ��� ������������������� �����������"#�$�%&�'�������������������������������������� ������������ ���� ��������������� ��������������� ������� ��� ������ � (������������������� )���� ����������� �����������!������*�+ � � � �*���� �����,��)��- ���+��� ��� ��������������*, -+��� ������������ ���������������)������!����� � � �� ����� �� ��� ������� ��� � ������ ��� ��".�/&�*������ ������������ ��� ���� ���� ���������!� �������� ���������� ������������� ����������)������������ ����� �������� ���������� �� ���������������!���"0�1&�*����� ������������ ������� �����2���� 3�������4������4�����344��������� ����� ��������� �! �� �!���������� ������������������ � � ��������������� ����!���������������� ����� ���� ���� ���� �����5������� ������� ������������������� ����������� �� ����������������

Using Simulation and BudgetModels to Scale-Up NitrogenLeaching from Field to Region in Canada

E.C. Huffman*, J.Y. Yang, S. Gameda, and R. de JongEastern Cereal and Oilseed Research Centre, Agriculture and Agri-FoodCanada, Ottawa ON K1A 0C6

700

Huffman et al.: Using Simulation Models to Scale-Up N Leaching TheScientificWorld (2001) 1(S2), 699–706

��� ����� ������ � �*������ ������������������������������ �� �������������������� ��������������+ � �� ������� � ��������� ��������� ��� �����*, -+�����2����� ����� ����������

OUTLINE OF THE PROJECT

-� ������������ 344�������� ���� ����� ��!��������!��2*, -+���������+ � �� �,����� �6����������7����+,67��+,67������ � � � ����� ��������������� � �!�������� ������������� ��+ � � �� ���� ���������������������� ���������� ����������)�������������� ����������������! ���������!������� ��������� ������� ��������� � � �� ������������������)"8&�69 ��:��6���� ����7����9:67����������������� �� ���� ��+,67���� ���������� ��� ��� !������� ��� �� ����� ��������!� ���� �������� ������ ������ ������������ � ������� ������������������'��+,67���!� ����������� ���� ����� � ���� �� �������!� ���� ����������9:67����������� ��������� ���� ��*, -+���������� ������������������������ ������������)������� ��� !���������� �� ��������� ����

4�������*, -+�����2� ���������� � � ����������!���� �;����� ���< ��� ���� ����� ����!� ���� ���������������� ��#=#������������������ �� � �������+�������6���������� ������������� ������ ��� � ���� ������������������������*, -+��� ��������� ������ ��������� �!��� ��������� ����!������ ������������������*, -+�����2������� �����!� ���� ��������������������� ���� ���2�������� � ����������� �������� ����������2�����6��������������� �������������������������������2� ��������������������������������� �� ������������ ������ �� ������������������ � ������ �������� ����������

'��� ���� �� ��� ��������� ����������� ����������!������������ �������� ���� ������������ ��� ������������������������ � �������������������� ���� �����'�����

��� ������ ������� ����������� ������������������ ����!��������� ���� ���������������� )���������)����� ������� ���������!���� ����� ������*, -+������������ ���!� ������������� ����������������� ������ � ���� ���� ���!� ��� ������ ������ � ������� �������� �� ���������� �� � � ��� ��������>����� ���������� ���� ������������� ���� ���� ������ �� ��� ����2 �� ������� ��� ��� ����������� ��*, -+������������ ������ � � ����� �� ��� ������� ����������������2������������������ �������������������� � ���������������6����������������(����������������?#�

IROWCN INDEX

*, -+�� ���� �������������������7 �3�� �� ��@����".&��#AA0 ��5 �)��"/&��#AA1�'��*, -+�����2������ �������� ������������� ������� ��������2��������� ��� � �� ��� ������������ � ��� ���������� ���������� ����� ���� ��� ��������� *, -+�� ���� ����� ��� �� � ���4���9 ���� �����+ � � "A&����������������������������� ����������� � ������ �� ������������������� ����� !����� ������������+�������6���������������� ����� � � �������������� � � ���������4���9 ���� �����+ � � �2!������� � � �� �����+ � �� �B����������+��� ������ ��3 � � ��"#C&� �������� ���� ���2����� ����-� ���������� ������������������������� ��)����� ��������������*, -+�� ���� �����

4������� ���� ��� ��� �����������!����� ����� ������������)���������������CDAC��� ����� ����������������������������������� ����"##&=

∑=

×−−++=m

j

jjdenitcropfixmanfertres ANNNNNN

1

)( #�

�������E���������resN E����!����� ��������������� �

� �����)���fertN E� ������ ����� ��������������)��� ��

��������� �������������� �����������������

701

Huffman et al.: Using Simulation Models to Scale-Up N Leaching TheScientificWorld (2001) 1(S2), 699–706

manN E� ���� ��� ���� )��� ��fixN E� ���� ���

��2 ���� )��� ��cropN E� ������� �� ��� � ������� ����

)��� ��denitN E���������������������� ����)��� ��� ���!

� ��� �manN×05.0 �� ��

jA E �� ���������������������!���� ��

4������� ���� ������ ���������������� ������������������������������� ������������������������� �������� ��� � �� ������������'��� ������������������������!� ����F��������� ��� ���� ����� ����FB�� ������!� �������!���� � ����6-+��6-+�� �������������� ��� �����6����#�� ��F�� ���� �����������������FB���������� ���2������������� ������6-+�+���������� ��������������F ��FB���� ������6-+�- ���������������������������!������������6-+���� �� ��2������F����FB�'�� ��������� ���� �������������� ����"##&=

APEPAWCPEPNN reslost ÷−+÷−×= ))(()( $�

�����lostN E�����������������������)��� ��

resN E����!����� ��������������� �� �����)�����E�������� ����������E������� ��� ���� ����� �����������E6� �� ���- !���5������+ � �������������"#$&���� ���E �� �������!������ ������ ���������� ��

'���� �����+ � � ���������������������������������������� ���� �������������� ����� ������� �� �����!����� � �� ��������������������������

4��������� ���� �������������� ���������� ����� ��������������������������������� ����"##&=

*, -+������E )()100( PEPNlost −÷× %�

> �������� ����� ���� ������*, -+���������������#AA0��+ � � G�������������� ������������������ ����!����H0�0��#.� ��I#.������ ��� �������������� �����6��2 ����������������������������� �� ��� ����� ��� �!����������������������$�

-�������� �� ������ ��� ���������������*, -+������������ ���� ������������� ����������� ����� �� ���������������������������������������������� �� ���� ���������!� ��*, -+�������� � ���� ��� �������� ����������� �������� �� ��������� ������������� � ���� �� ���� ��

�����������������-� ������������� �� ��������� �����!� ��������������� ��������� �������� ������������ ���������������� �� ����������!��������������������� �������� ���������������������������+ � �� �� � �

DYNAMIC MODELS

'�������������������� �D����������� ����������J3446'��K6>9B� ��BF*+J������������������� ������������������6�� ������������!� ������ �������� ������������!����������������� ���� � ���� ������ �����������L ������ ���������� ���������������� ���� ��� �� ���� �������� ����������������������2����������

3446'3�������4������4��������6�������������'� ��!���� �� � ���� �� ����!������ ����� ���������� �������������������� ��� ��������������������������:�4� ����������������"#.&�*��� �������!� ������ �������� ���������� ������ �� ������ ����������� ����� ����� ���� ��� ��������������������������������������������������=+B,B4������� ���+, F@, ����� ���������� ��4:>4' ,������� �� �����������'����������������%�/���3446'��!������������ �#0������F ������ ������������������3446'������ ��������� ����������� ������� ����������������!������������ ���3����� ��� � ��#C�� ���3446'� ����������������������� ���� ����� ����� �������� ������� @*4����� �� � ����� �����������6B@*4 ��6B@*4-*�"#/&�7��������3446'����!������������� �������� �� ����������!�������������������� ��������"#0�#1&�

�K6>9B�� ����!������ ������������������������������ ��� �� � �������������:�M�*�� ���������� �5��!���������,��� ���*����� ���� ��:�M���������������� )� ���������� �� ����� ��� ����� �� ���� �� �����������"#8�#A&��K6>9B� ������������2��������� � ���������� � ��B�!�� �� ���������B��������������� ��#C�� ���*�� ������������������� � ����������� ����� ���������� ������������"$C&� ����������� �� �� ������������������������������������������� �����7������ ������ �� ����� ������!��� ��������K6>9B�����������N ���� ��"$#&����������)��������������� ��������� ��� ������������ ������� ����!��������������K6>9B� ������������ ������������

������� �������������������� �������������� ������������������!���"���� #��������$%%&'$()�

702

Huffman et al.: Using Simulation Models to Scale-Up N Leaching TheScientificWorld (2001) 1(S2), 699–706

BF*+B���������� �F�����*����� �������+��� ������!�����)���� �B������F�����������*�� ��+ ���� ������ ����!������������ ��������������� �����������������#A8C���������������� �������������������������� ���������������!����������������:�4�"$$&�'�������������� ������� (�����!������ �� � ����� �� ��� ���������� ���������D� � ���������������������������������� ��������� ��� ����������������������������� ������������������� ��������� ������ !������ ������������BF*+���� ������������������� ���� ������������� ��������������������� �$C�� ����������������� � ������ �����'������!���������������� �� ����!���������������� ���� ����������������������������������! ���'����������������� ����� ���� �(������ ����������������� ���������� ��������������� ��F�� ������ �� �����+��������� ������� ������������������� ��������������! �� �� �������� � ���!������D �(������ ����� ����2��� � ������ ������'������������� � �������!���� ������ ���� ����������� ����������������������� ������ ������,�!���� ����� ����������BF*+������� ������!���� ������ � ����� ��� ������� ����������� ������ ������"$%�$.�$/&�

CASE STUDIES: FIELD SIMULATION

������ ����� ��� ������� �� � �����������������������2����������'��� ����2�������������� �������� ����+��!�� �B2�������� �� ���� �� � ����#AA%��#AA0"$0&������

��� ����� � � � �� ���� � ����� �� ��� �� � ����� ��� �5 ���������FB*�������#AAC ��#AA%�'������� ��2����!���� ����������� ����������' ���#�

Soybean Simulation

B2 ����������� ������� ������������ � �5 ���������FB*������������������� �������������%�6���� ����������������������� ��� ���� ������ � � �� ������������� ���!��� ��� �� �����

Maize Simulation

7 �������� ����� �������������������3446'+B,B4!76*OB� ���K6>9B�4���� ��� �������������� �� ���� ���������� ��� ������!����� �������C!��AC!��� ��� ������ �������� � �� ����� � �� � ��#AA%�#AA.�#AA/� ��#AA0�����.�������� ���� ����������������� ��� ���� ��������� �� ������!����� �� �� �������� ���� ��

Results and Discussion

������%������� ����3446' ���K6>9B������������ !��� �������� ������� ��������������� ����� ���������������������������� �BF*+��������� ���������� ��������

TABLE 1General Conditions of Field Experiments in Two Different Locations

Soybean (Harrington, PEI) Maize (Ottawa)

1990 1991 1992 1993 1993 1994 1995 1996

Crop Cultivation Data

Cultivars Baron Pioneer 3902

Growth period (days) 122 131 144 144 154 146 154 151

Density (plant/ha) 750,000 65,284

N applied (kg/ha) 40 200

Soil Condition Before Planting

Soil-mineral N (kg N/ha) 35 52 48 48 55

Soil type Fine sandy loam Tile-drained fine loam

Soil pH in water 5.7 6.5

Sand:silt:clay content (%) 39:27:34

Bulk density (0–30 cm) 1.50 1.25 1.25 1.32 1.38

Weather Conditions in the Growth Period

Lat./long. 46o20′N / 63o10′W 45o22′N / 75o43′WSolar radiation (MJ/m2/day) 2368 2213 2300 2372 2650 2631 2778 2518

Precipitation (mm) 388 347 347 355 441 462 532 521

Potential evap. (mm) 440 402 402 423 496 493 451 480

Accu. temp. > = 8oC 2206 2045 2045 2176 2497 2483 2745 2555

703

Huffman et al.: Using Simulation Models to Scale-Up N Leaching TheScientificWorld (2001) 1(S2), 699–706

���������� ���������������� ��� ������� ���� 2�������� ��.��0���)�� ������� ��� ������3446' ���K6>9B����� ��� ������������� �� ��������������� �� ����������� ��� � �� �� � ���������� ������� �������������� ����������������������BF*+������� ����������������� ��������� ����6���� �������������E�2������������������� ��������� �� ��2�������������� ������� ���� �������������� �������������������� ��� ���� ��������� ���>��� ���� ����� �� ��� ����� .1� .8� .#� �� %0 ����� �� #AAC�#AA#�#AA$� ��#AA%��������������'��������������� ���� ��,�� ����������3446'����� �������� ��������=�EC�812�,� E C�A. #AAC�L � E #�%02�,� E C�1. #AA#�L � E C�8#2�,�EC�8A#AA$�L ���E#�$%2�,�EC�80#AA%��'��������!

����������� ����� �3446'!4 N@, ����������������� ������� ����#AAC ��#AA$�H#� �������������������� ������� ����#AA# ��#AA%�I#��,�� ������������������������������������ ��� ���� ������ � �'��������� ����#AAC� �������������������#AA#�6������������� ��������� ��.�� ����� � � ���������E#�C/2����,�EC�1%3446'����E#�C#2����,�EC�8/�K6>9B� ���EC�A.2����,�EC�1#BF*+��'��������������� � �������3446' ��BF*+ ��������� ��� ������������������������������������ �����������������K6>9B�

'��������������� �������� ���������� ���� �����3446' ���K6>9B ����� ��� ��� ���� �� �� ����� ���� ������������������������������ �� ��������� ��� ��� ���!

��������� ���*�����������"�� ����+ #�"��������������� � ��"���#�����,-��.�/01-����12���+���� �" �������3��#���-�21�-�$%%4����$%%(�

�������� ���*�����������"�� ��5����,�����.�/016����� �" ��56���+ #�"���������������7 ����5�6�����8��� ��������� �48����%48���� ���+ ��������944��#����-�����-�$%%(����$%%&��: �������� * � ����� �������� +����������� � *���� ��

704

Huffman et al.: Using Simulation Models to Scale-Up N Leaching TheScientificWorld (2001) 1(S2), 699–706

� ������!����� ������� �������� �������� ����� ����$CC)���� �'������������������������ ��� ���� ����������� �HP#�������.������� � ������������������������� ��� ���� ��������� �� ������!����� �� �� ����� �������� �����2�������� ��������2�����������!����� ����#AA.�'���� ���������������� �����#AA.���� �#���������������! ������������� ������!����� �������� ����� �����������!��������� ��$������ ������ � �����������2�������� ������ ���������������� ���������� ����#AA.��������.���

������� ���� � ����������������� � ������������������J3446'��K6>9B� ��BF*+J� �������������!� ������������ ���������� ���������� ��� ��� ���� ����+ � � � ���������� ������ �� ������������������������������������������������ ������ ����

SIMULATION OF IROWCN OUTPUT USINGN_ABLE

> ������������� ��������� ����� ��������)������������ �� ���������� ������ ���� ��� ���� *, -+������344���(������K6>9B�'������������ ������������� �� �����=#���������������� ����� ������� ������ ��� ��� ��������� ��� ��� ���������������� �� �� ��������������� � �� ������������� ������ �������+ � � �L$����� ���� ��K6>9B�� ��������������������� ���������������� ���� �������������������� ����� ��� ���!����������� ����������� ������ ��L ��%�������������2������������� ������ ����������������� �� �����������������2��������������������344�6��2 ���������������K6>9B������� ��*, -+� �������������� ����� ���� ���������������������� � !��������!� ���� �� ��+,67�����������������������������

IROWCN at the Field Level

�����������������K6>9B������!����� ���� ������������AC!������� ������������)��� �-�� ��������� ����������������������������������� �������������� ��������� �� �D��� ������������AC!��� ���������)�������� )������������-�� � ������ ������� �������� ������������ ��� �� ��������� ���AC!�� � ����> �����B��% �����*, -+�� �������� ��������K6>9B������� ����������� � �������� � ������� ��������=

)(/100)()( tWtNtIROWCN leachleachs ×= .�

�����sIROWCN E ����� ��� *, -+� ����� �K6>9B

������������E ������ ���������� ������������AC!������� ���)��� ��������E ������ �������� ����� ������������AC!������� ������� ��E� �#��%0/��

,������������K6>9B����� �������*, -+������#AA%� � �������� �������� � �� � ������ � � �������� ����� ����%CC)���� �����!����� ����������AC!������� ������ ������ ��������� ������� ��������������������� ����������� ����� ������ � ����������'���������������������� ����������������� ���� ����*, -+��

*, -+������ ����������.�� ����� � ������������!� ����� ����������� ����2��������� � �� � ���������K6>9B������ ��������������������������������������!

����������� ���*, -+������� ����� ���������/������2! ���������#/C)���� ��������/ ������� ���*, -+��������������#C���� ����� ���������� ������������� ��!� ��� ����� ����������������%CC)���� ��������/�������� ��� *, -+� ����� ��� �� � ��� ��� ���� � ����� ����� ������ ����� �� ������ �� �� ��� �����6� �2������� ��������������� ����� ��������� ����� ���������� ���� ������� ��� �����'�� ������ ����� �� ���� ���� ����� �� �� �� � ���� ��������������� ����� ���� �������� ���� �� ��������� ��� ����� � ���� ��� �� ������ �� �� ��� ����� ���� ��*, -+��

IROWCN at the Soil-Landscape Level

'��+�������6����������� � � ����� �� ��������#.����������� ��� ���%8#����!� ���� �����������:����B��. ������������ � � ���*, -+� ��������������������� �������� ��� ��������=

∑∑==

÷×=14

1

14

1

),(),(),()(jj

ss jiAjiAjiIROWCNiIROWCN

/�

�����E������������#��%8#���E�������� �������������#��#.�� ),( jiIROWCNs

E����� ���������������� ������������AC!��� ������������������������������������)��� �� ���� ��������B��.�� �������E���������� �� � ��������������������

IROWCN at the CRAM Region Level

��� ����� ������ ��� ������������������+,67� �� ���� ��� ���������������#C��������*, -+���+,67�������� �������� ���� ������������������������������B��/� ��������=

∑∑==

×=ii c

i

c

iss iAiAiIROWCNcIROWCN

11

)(/)()()(

0�

������E+,67�������#��#C����E�������������������!������� ��+,67������� �������E����� �����������!����� ������������AC!��� ��������������������������� ���� ��������B��/�� ����E���� �� � �� ��� �� ������������

6� ���� ����� �� ����� ���344���(��� �� ����� ���) �����������������) �� � � ����� ��� �� � ��� ����� ����������K6>9B�� ������� ����� ����� ������+ � � ���� ��������� ������������)���� ����!�������� � �������� �������������������� ���������*, -+��*��� ��� �� ������ ����*, -+�����2� ����������������� ������������!� �������)�����K6>9B��������������������������������������������2 ������ ���� � ����� ������*, -+����� �!������������������ ������;��������<������� �������������������������� � ������ ����� ����������������� ����������������� ����������������������������������)����4���� ���������� � �������� �������������������������������������������)������� ��������������������������� �� ������*, -+�� �)���� ������������� ��������������

705

Huffman et al.: Using Simulation Models to Scale-Up N Leaching TheScientificWorld (2001) 1(S2), 699–706

� ����������K6>9B����� ������6����� ��������������������2���� � ��� �� � ����������������������� ��������+,67������������������������ �����

ACKNOWLEDGEMENTS

'�� �������������� �)6�>����� ��>�9�7 �����B ��!���+��� � �� ������,��� ���+������6���������� ��6���!����+ � � � �� � ������������������ � �������� �� ��� �����������������

REFERENCES

�� ������������ ������������������������������������������������������������������������������� ��!��"#�!������������$����������$!���!������������������� ����%&'(%)*�

%� �����+������,����-$���.�������/��������01�$����$�����������������2���������!���������$�3����"�����"����2��������������������������� ����%4'(%�*�

5� .�6�������7��� �.�������"����$��,�����'�8�������0������ �� �$���2��9�����:����0������������$-���!0���� ��� ��� ������%)�(%;%�

*� ,�� ����� ������<���� �������)�=����������:��"��>����-����!�������#8�������-�!�������/�������:�������������������!�����=��������/��?���:�����8���'���������!��� ������������������ ��������9���-�����@���2�5���

&� ���"�� �������'�=!�������������������2����A�����1#�������������������1!��������/����������������$�@�- >��"��$����B7$���������0��,�����!�����>�����������������#=����� ���/�������C��$���8���!0�� 5()�@������# $���#DD222�������D����D��0D������%�$�!�

)� ����E,��� �"����:�>�/������ +��� ���<�����! +�>�����;�F�����$� :�=8,@ �8!����������1�������������������1���!���������!�����!��������������������1��������0����1���8@5(8����������������2������������������ �������%%'(%*5�

'� ���������������������+�������������&���!�����������������������2���������������0����������2�<��!�����������1���!�������$� �=�G!��������������������'(%�%�

;� �������������������9���-����������;�7$�9�������/����������-��� =��������/�����!H�� =����������������!�����������!��������!���������!�����/����1����1��� �����������/����1�����$@���2��@������#$���#DD222�������D�����1D����D������$D��0�D��$��D�;44��D����$�!�

�� �$�����+���7�������-�.�������� �>�<����,�� ����� �������������������������-�����I/���������,��������F���J�����0��"��::--�����0�����8��;;(%��������������-�����@���2��@������#$���#DD�������������D������D���0D���D����K�$�!��

�4� �����!�������'�-������������������-��!���8��!�����)�(���4��������-��������@������:������$-����� ��-@:-������������� ��������9���-�����@���2��@������# $���#DD�������������D������D���0D��������D���!���L���!���L��)�(�4L��!���������$�!��

��� ,�� ����� ���������-������������8�������=�����������:��"��>����-����!��������=:@>-����:�����������8���������:�8��7��$����� ���!����������������!���������/����1�����$�������1��� ��������9���-�����@���2��55M��

�%� ��+���:������!��� �!���"�+������!��� �����%�-$��������6����$�����>����:���!����$�-�������/��������7��$����������������%�%�-��::-�����0�����8����(�54��������������������9���-�����@���2��

�5� ,�� ����� ����%444�:��"��2���������!�������01����������=��������!�������������0����1��-������������������H:��������$�������������!�����=��������/��?����,�:��7��!��$-��������<�������$��+������������������������9���-�����@���2�������'(�%5�

�*� 7��?�<�G +���� +�>��������������� ����*����������.���%�F��������1����2������������

�&� ����"�!��� �>$���+�>����������0��!<�������=������������������$�������!������1���!�2��$������!��!��������#������2����� ����')�(''%�

�)� ���9������ �+����:�N6�8�����������������������������!�����!�����-:@/<:@���10���!��������������������!�����<����������$2�������������������������%'5(%���

�'� ��K���/�+�����$����>� ������ �+�����$�0���:�����;�������������-:@/<:@ ��� ������������ ��10�����������0���������,��2�������������!������� ���������&*5(�&*;�

�;� <����2��� �+���� ��1���������;����K����!������������������ ��8���������!���� ���2����1��������� �����������������&5(�'*�

������� ���# �������"�� ����������+ ���� �������7 ��� ��� � �+��#�56�$;4��#��������5�6�(44��#��������$%%(-�$%%<-�$%%;-����$%%&��������

706

Huffman et al.: Using Simulation Models to Scale-Up N Leaching TheScientificWorld (2001) 1(S2), 699–706

��� G���+�>���2���$<���:�2��� �����������=�<��������������������������������!�������!����8L����������������K����!���2��$��������� ����!�����������!����%%�(%54�

%4� :���1�����<�����!���<�����*�8��A����!���������00�����������2��������������������==�,�����������������������������������"�������������(��5�

%�� G��� +�<����2��� �+�:�2��� ���>���2���$<����������� =�<� �%444� �����������!��$��� ��� ���������� ����� �������� ��!�������!����8L���������� �!����5'(&5�

%%� >������!�+�:� 1"�/�7�9��$�>�>�������.�>�:���@�>����7�1����� �����4��/=-�������D/����������1=!�����-���������#%�F���,�������$�����1��8����>�����!�+�:�����F��� �����!����������������7��$�������������8���');�%'��

%5� :�?����:�,��������0�"��:��������������!�������������!������������������������������������������������������!�����!���������������������=�����������������!���� ��� �*�(&5�

%*� ��������� +�8�.����66� ��9� +�����.� �E����� 9���/����!������+����-��9� ��%44��7$�������/=-!����������1�$����������������$�����������51���������!���

��������!��������$������������!����������!����%�&(%5*�

%&� :�����<���+���:����8����,�-�����;�-���1����������!���������������������1���/=-��������������������-��������������������� ����������*5�(*5��

%)� ,����� 21����,����<�������$��<���������������������!���!��� ���������������������"���������1������!��6������ ����)&4()&)�

�� ����� ������������������������������������

����!����-�G���+�G�<�!����������+���:��%44��F������!����������0�����!���������������������������$������!���������������-������=�@���!�6���8�������,�����!�����9�����������1/�������������������!�����/���������#/�������������$�%�� =������������ 8������� -��������� �� ������� ��� /����1������� �#���������� �)��('4)�

� � �+ �= >"� $?-�944$� +�� �= ����� 9&-�944$��� *� �= ��+ �� 9-�944$2"����� �= � � �� $$-�944$

Submit your manuscripts athttp://www.hindawi.com

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Inorganic ChemistryInternational Journal of

Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014

International Journal ofPhotoenergy

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Carbohydrate Chemistry

International Journal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Journal of

Chemistry

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Advances in

Physical Chemistry

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com

Analytical Methods in Chemistry

Journal of

Volume 2014

Bioinorganic Chemistry and ApplicationsHindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

SpectroscopyInternational Journal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

The Scientific World JournalHindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014

Medicinal ChemistryInternational Journal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Chromatography Research International

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Applied ChemistryJournal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Theoretical ChemistryJournal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Journal of

Spectroscopy

Analytical ChemistryInternational Journal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Journal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Quantum Chemistry

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Organic Chemistry International

ElectrochemistryInternational Journal of

Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

CatalystsJournal of