WEST LAFAYETTE, Ind. - Исследования Университета Пердью помогают фермерам балансировать с помощью фосфора, давая растениям и домашнему скоту ровно столько питательных веществ, чтобы они росли правильно, но не более того.
Это важно, потому что избыток фосфора может попасть в поверхностные воды, где он вызывает цветение водорослей и гибель рыбы, а также ускоряет процесс старения в озерах.
Часть роли Purdue заключалась в выявлении проблемы. Следующий шаг - помочь фермерам эффективно использовать фосфор.
США Исследователи много лет назад знали, что избыток фосфора в реках может вызвать проблемы, но они думали, что большая его часть поступает из городских и промышленных отходов, а не с полей ферм.
«Даже 10 лет назад преобладало мнение, что фосфор в полях не перемещается, если только он не выветривается вместе с почвой», - говорит агроном Purdue Брэд Джорн.
Фосфор уже запрещен к использованию в моющих средствах и хозяйственном мыле. Но прошлой осенью в реки все еще попадало достаточное количество фосфора, чтобы привлечь внимание федерального правительства. В послании вице-президента Эла Гора от 18 октября 1997 года Агентству по охране окружающей среды было поручено «выявить основные источники азота и фосфора в наших водах и определить меры по устранению этих источников».
Еще до того, как федеральные власти снова обратили внимание на фосфор, исследователи Пердью подозревали, что старые теории о перемещении питательных веществ неверны. В 1992 году Джорн начал измерять уровень фосфора на полях и обнаружил, что фосфор может проникать сквозь почву.
«Поля с длительной историей насыщения фосфором из навоза или других источников удобрений могут терять фосфор со стоком поверхностных вод и, возможно, даже через водостоки на три фута вниз», - говорит Йорн. Оттуда можно быстро добраться до соседней реки или озера.
Джорн и его коллеги из Мичигана и Огайо разрабатывают набор новых экологических рекомендаций, которые должны не допускать попадания фосфора в поверхностные воды, сохраняя при этом хорошие урожаи. Руководство покажет производителям, сколько навоза они могут внести на землю без чрезмерного внесения фосфора.
Руководство поможет, говорит Йорн, но когда они начнут измерять содержание фосфора в навозе, некоторые животноводческие хозяйства обнаружат, что производят больше навоза, чем они могут внести на своей земле.
«Когда навоз вносится для удовлетворения потребностей сельскохозяйственных культур в азоте, он превышает потребности растений в фосфоре», - говорит зоотехник Purdue Алан Саттон. «Повторное внесение навоза на одни и те же поля может привести к значительному накоплению фосфора в почве, что может повысить вероятность загрязнения поверхностных вод».
Частично из-за фосфора практика разбрасывания навоза на сельскохозяйственных угодьях становится объектом все более пристального внимания.
В то же время, когда Гор разослал свое октябрьское сообщение, Агентство по охране окружающей среды представило проект предлагаемой стратегии по усилению управления неточечными источниками. В своем предложении агентство заявило, что «расширит объем нормативных требований, касающихся применения отходов животноводства».
Фермеры исторически измеряли содержание азота в навозе, а затем основывали полевые применения на потребности культуры в азоте. В будущем, вероятно, фермерам также придется измерять содержание фосфора в навозе перед его внесением. Затем они будут вносить навоз в количестве, позволяющем избежать чрезмерного внесения любого из питательных веществ, и фосфор может стать ограничивающим фактором.
Когда фермеры основывают применение навоза на содержании фосфора, они будут вносить от одной четверти до половины количества навоза или разбрасывать навоз на полях только раз в три-четыре года, а не каждый год, говорит Саттон.. Им также придется найти больше земли для обработки излишков навоза, и они будут применять коммерческий азот для удовлетворения потребностей урожая в азоте. Это потребует больше времени и денег, а дополнительные поездки трактора по полям для внесения азота увеличат вероятность уплотнения почвы.
Исследователи Purdue ищут альтернативы. Например, они пытались снизить содержание фосфора в навозе, изменив рацион животных. Поскольку производители из Индианы занимаются разведением свиней, они обратили свое внимание именно на это.
От шестидесяти до 80 процентов фосфора в большинстве зерен, скармливаемых свиньям, находится в форме, которая проходит через животных, никогда не захватываясь и не усваиваясь их организмом.
Джорн и ученый-зоотехник Лайи Адеола тестируют новый вид кукурузы, в которой естественно больше легкоусвояемых форм фосфора и мало трудноусвояемых форм фосфора. Такая кукуруза может снизить уровень фосфора в навозе и уменьшить потребность в дополнительном фосфоре в рационах животных. Джорн говорит, что предварительные результаты выглядят многообещающе.
В отдельном, но связанном исследовании Саттон и Адеола кормили свиней диетой, содержащей фермент фитазу, который облегчает усвоение трудноусвояемого фосфора в зерне для свиней. В своих тестах свиньи, получавшие фермент фитазу и диету с низким содержанием фосфора, набирали вес и росли так же хорошо, как свиньи на диете с нормальным содержанием фосфора. Свиньи могли лучше использовать фосфор в зерне, поэтому меньше попадало в навоз. Навоз от свиней, которые ели фермент фитазу, содержал баланс питательных веществ, который более точно соответствовал потребностям сельскохозяйственных культур, баланс с меньшей вероятностью выщелачивания фосфора в воду.
В целом, говорит Джорн, фермент фитазы и новая кукуруза с высоким содержанием доступного фосфора выглядят хорошим выбором для фермеров, у которых много навоза для разбрасывания и мало земли для его внесения.