По данным четырехлетнего исследования, наземные и подземные потоки с 12 гидрологически изолированных исследовательских площадок на станции Russell E в Пенсильвании. В Центре сельскохозяйственных исследований Ларсона были произведены замеры и отбор проб 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 посевы кукурузы и озимые покровные культуры зерновой ржи. Половина участков получила внесение удобрений, а на остальных – внесение навоза в почву.
Исследователи оценили содержание общего фосфора, растворенного фосфора, твердых частиц и твердых частиц в зависимости от объемов потока, чтобы узнать, как потери фосфора и отложений различались между участками. Внесение навоза с помощью мелких дисков оказалось более эффективным, чем разбрасывание навоза, с точки зрения разбавления растворенного фосфора и, в меньшей степени, общего фосфора.
На участках внесения навоза наблюдался больший сток твердых частиц фосфора, чем на участках для внесения навоза.
Важно отметить, что для сторонников нулевой обработки почвы не было обнаружено различий между методами внесения общего количества твердых частиц в стоке – это означает, что внесение навоза с его незначительным нарушением поверхности почвы не вызывало осаждения. Практикующие No-Till, которые составляют чуть более половины молочных фермеров в Пенсильвании, не спешат внедрять инъекции навоза из-за опасений по поводу этой практики, вызывающей отложения и мутные потоки.
Однако точность и достоверность исследования, недавно опубликованного в журнале «Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда», были ограничены гидрологической изменчивостью, признал Джек Уотсон, профессор почвоведения и физики почв Пенсильванского университета.
Его исследовательская группа в Колледже сельскохозяйственных наук провела исследование. Уотсон указал, что результаты демонстрируют, что даже в небольших масштабах эффективность практики в достижении положительных результатов в отношении качества воды варьируется.
«То же самое было и с предыдущими полевыми исследованиями по снижению уровня фосфора», – сказал он. "Даже исследования, проводимые с тщательно построенными исследовательскими площадками, такими как наша, которые позволяют нам собирать, измерять, проверять и сравнивать сток, затруднены гидрологической изменчивостью."
Но, несмотря на различия, результаты показали, что внесение навоза снижает общие потери фосфора, по словам ведущего исследователя Мелиссы Миллер, магистранта почвоведения, когда она проводила исследование.
«Когда мы посмотрели на общие потери фосфора с участков, мы увидели сильную тенденцию», – сказала она. "Это было обнаружено как в наземных, так и в подземных потоках после дождя."
Эта изменчивость, однако, усложняет попытки убедить молочных фермеров перейти на инъекции навоза, отметила член исследовательской группы Хизер Галл, доцент кафедры сельского хозяйства и биологической инженерии. Она предположила, что широко распространенная практика может помочь штатам соблюдать правила общего максимального суточного потока нагрузки, установленные U.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 будет работать», – сказала она. «Но то, сколько инъекций навоза снизит потери фосфора на конкретной ферме, может зависеть от характеристик участка, таких как тип почвы, выращиваемых культур и уклона ландшафта. Таким образом, мы, возможно, не сможем окончательно сказать фермеру, чего ожидать с точки зрения снижения нагрузки, что затрудняет создание убедительных аргументов в пользу того, что инвестиции в оборудование для внесения навоза с мелкими дисками будут окупаться."
Уотсон объяснил, что оборудование для внесения навоза дорогое и требует больше времени и требует больше топлива для фермеров, чтобы вносить навоз на свои поля с помощью инъекции, чем его распространение или распространение.
По его словам, для широкого внедрения мелкодискового навоза в дренаж Чесапикского залива потребуется значительная финансовая поддержка со стороны правительства или других источников вне фермы. Но это необходимо сделать, считает Уотсон.
«В Среднеатлантическом и Северо-восточном регионах у нас сосредоточено много молочных животных на небольшой территории. У нас есть весь этот навоз, от которого нужно избавиться, и все питательные вещества, которые с ним связаны, нужно утилизировать 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, добавил Уотсон, есть дополнительные преимущества от внесения навоза, такие как снижение улетучивания аммиака и уменьшение выбросов запаха, которые также имеют большое значение.