Широкое внедрение фермерами-молочными фермерами инъекций навоза в почву вместо его распределения по поверхности может иметь решающее значение для восстановления качества воды в Чесапикском заливе, считают исследователи, которые сравнили стоки фосфора с полей, обработанных обоими методами. Однако они предсказывают, что будет трудно убедить фермеров изменить практику.
В ходе четырехлетнего исследования наземные и подземные потоки с 12 гидрологически изолированных исследовательских участков в Центре сельскохозяйственных исследований Рассела Э. Ларсона штата Пенсильвания были измерены и взяты пробы на содержание всех компонентов фосфора и общего содержания твердых веществ во время и после выпадения осадков. В этот период, с января 2013 г. по май 2017 г., на участках были засеяны яровые культуры кукурузы и озимые покровные культуры ржи зерновых. На половине участков применялся разбрасываемый навоз, а на остальных навоз вносился в почву.
Исследователи оценили содержание общего фосфора, растворенного фосфора, твердых частиц фосфора и общего количества твердых веществ в зависимости от объемов потока, чтобы узнать, как потери фосфора и наносов различаются между участками. Было обнаружено, что мелкодисковое внесение навоза более эффективно, чем разбрасывание навоза, в содействии разбавлению растворенного фосфора и, в меньшей степени, общего фосфора. На участках с разбрасываемым навозом сток фосфора в виде твердых частиц был выше, чем на участках с инъекциями.
Важно отметить, что для сторонников нулевой обработки почвы не было обнаружено различий между методами внесения в отношении общего содержания твердых веществ в стоке, т. е. внесение навоза с его небольшим нарушением поверхности почвы не вызывало осаждения. Практикующие No-till, которые составляют немногим более половины молочных фермеров в Пенсильвании, не спешат внедрять инъекцию навоза из-за опасений, что эта практика вызывает образование отложений и мутность ручьев.
Однако точность и правильность исследования, недавно опубликованного в журнале «Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда», была ограничена гидрологической изменчивостью, признал Джек Уотсон, профессор почвоведения и физики почвы, штат Пенсильвания. Его исследовательская группа в Колледже сельскохозяйственных наук провела исследование. Уотсон отметил, что результаты показывают, что даже в небольших масштабах эффективность практики в достижении улучшения качества воды варьируется..
«Так было и с предыдущими полевыми исследованиями по снижению выбросов фосфора», - сказал он.«Даже исследования, проведенные на тщательно построенных исследовательских участках, таких как наш, которые позволяют нам собирать, измерять, тестировать и сопоставлять стоки, путаются из-за гидрологической изменчивости».
Но, несмотря на изменчивость, результаты показали, что внесение навоза снижает общие потери фосфора, по словам ведущего исследователя Мелиссы Миллер, студентки магистра почвоведения, когда она проводила исследование.
«Когда мы посмотрели на общие потери фосфора на участках, мы смогли увидеть сильную тенденцию», - сказала она. «Он был обнаружен как в наземных, так и в подземных потоках после дождей».
Эта изменчивость, однако, усложняет попытки убедить молочных фермеров перейти на инъекцию навоза, отмечает член исследовательской группы Хизер Галл, доцент кафедры сельскохозяйственной и биологической инженерии. Она предположила, что широко распространенная практика может помочь штатам соблюдать правила общего максимального суточного потока нагрузки, установленные Соединенными Штатами. S. Агентство по охране окружающей среды для защиты Чесапикского залива от загрязнения питательными веществами и связанного с ним цветения водорослей и мертвых зон.
«Когда мы даем фермерам рекомендации о том, что они могут сделать для улучшения качества стока, мы хотим иметь возможность сказать им, насколько хорошо это сработает», - сказала она. «Но то, насколько инъекция навоза уменьшит потери фосфора на конкретной ферме, может зависеть от характеристик участка, таких как тип почвы, какие культуры растут и уклон ландшафта. Таким образом, мы могли бы не может точно сказать фермеру, чего ожидать с точки зрения выгод от снижения нагрузки, что затрудняет убедительные доводы в пользу того, что инвестиции в оборудование для впрыскивания навоза с мелкими дисками будут оправданными».
Уотсон объяснил, что оборудование для впрыскивания навоза стоит дорого и что фермерам требуется больше времени и больше топлива для внесения навоза на свои поля с помощью инъекций, чем для разбрасывания или разбрасывания. По его словам, для широкого внедрения неглубокого дискового внесения навоза в дренаж Чесапикского залива потребуется существенная финансовая поддержка со стороны правительства или других несельскохозяйственных источников. Но это необходимо сделать, считает Уотсон.
В Среднеатлантическом и Северо-Восточном регионах у нас есть много молочных животных, сосредоточенных на небольшой территории. У нас есть весь этот навоз, от которого нужно избавиться, и все питательные вещества, которые с ним связаны, должны быть быть утилизированы на небольшом участке земли. Это должно быть сделано таким образом, чтобы защитить Чесапикский залив», - сказал он.
И даже если сокращение содержания фосфора является неопределенным из-за изменчивости участка, добавила Уотсон, существуют дополнительные преимущества от впрыскивания навоза, такие как снижение испарения аммиака и уменьшение выделения запаха, которые также имеют значительную ценность.