اکسید نیتروژن یک گاز گلخانه ای قوی است که از زمان انقلاب صنعتی در اتمسفر انباشته شده است. به خوبی شناخته شده است که کود می تواند تولید اکسید نیتروژن را در خاک تحریک کند، اما کمتر در مورد تولید اکسید نیتروژن در جریان های کوچکی که مناظر کشاورزی را تخلیه می کنند، شناخته شده است.
بسیاری از زمین های زراعی در غرب میانه کشاورزی توسط یک شبکه زهکشی زیرسطحی گسترده زهکشی می شود که نیترات مشتق شده از خاک را به جریان های کوچک می رساند که در آنجا ممکن است به اکسید نیتروژن تبدیل شود. با توجه به مقادیر زیاد نیتروژنی که از خاک های کشاورزی شسته می شود و غلبه جریان های کوچک در مناظر کشاورزی غرب میانه، نهرهای کوچک ممکن است منبع مهمی از اکسید نیتروژن باشند.
در مطالعه ای که توسط بنیاد ملی علوم تامین شد، دانشمندان دانشگاه نوتردام نرخ تولید اکسید نیتروژن را در رسوبات جمع آوری شده از نهرهای کوچک در سراسر شیب کاربری زمین کشاورزی در جنوب میشیگان اندازه گیری کردند. نتایج این مطالعه در شماره مارس-آوریل 2009 مجله کیفیت محیطی منتشر شد و در سال 2006 در چهل و نهمین نشست سالانه انجمن بنتولوژی آمریکای شمالی ارائه شد.
در طول سال های 2004 تا 2006، دوازده جریان تقریباً هر سال نمونه برداری شد. نرخ تولید اکسید نیتروژن رسوب با استفاده از انکوباسیون بدون اکسیژن در آزمایشگاه اندازه گیری شد. طرح مطالعه به محققان این امکان را داد که تغییرات مکانی، فصلی و بین سالیانه در میزان تولید اکسید نیتروژن را ارزیابی کنند.
مطالعه نشان داد که اکسید نیتروژن اغلب در رسوبات جریان های کوچک تولید می شود و نرخ تولید به بهترین وجه با غلظت نیترات آب رودخانه توضیح داده می شود.بالاترین میزان تولید در طول زمستان و بهار سال دوم مطالعه مشاهده شد، زمانی که ذوب برف و باران نیترات را به داخل رودخانه‌ها ریخت که منجر به افزایش غلظت نیترات آب رودخانه شد.
یافته های دانشمندان نشان می دهد که نرخ تولید اکسید نیتروژن از رسوبات در جریان های کوچک با در دسترس بودن نیترات مرتبط است. بنابراین تلاش‌های مدیریتی برای کاهش تولید اکسید نیتروژن باید بر محدود کردن انتقال نیترات به اکوسیستم‌های جریان متمرکز شود. چنین تلاش‌های مدیریتی ممکن است مستلزم کاهش میزان مصرف کود در خاک‌های کشاورزی، احیای منطقه ساحلی برای تضعیف نیتروژن، یا اصلاح زهکش‌های کاشی برای کاهش صادرات نیتروژن به نهرها باشد.
دکتر جیک بولیو، نویسنده اصلی این مطالعه، اکنون یک همکار تحقیقاتی فوق دکتری با آژانس حفاظت از محیط زیست است. تحقیقات فعلی دکتر Beaulieu بر روی دینامیک اکسید نیتروژن در رودخانه های بزرگ متمرکز است. یک تمایز مهم بین رودخانه‌های بزرگ و نهرهای کوچک این است که رودخانه‌های بزرگ دارای ستون‌های آبی عمیق‌تر و کدرتر هستند که ممکن است از باکتری‌های تولید کننده اکسید نیتروژن پشتیبانی کنند.ترکیبی از تولید اکسید نیتروژن در هر دو رسوبات و ستون آب ممکن است نرخ تولید اکسید نیتروژن منطقه ای بالا را در رودخانه های بزرگ به همراه داشته باشد.
