Gødningsindsprøjtning giver håb, udfordring for at genoprette Chesapeake-vandkvaliteten

Udbredt brug af mælkeproducenter af at injicere gødning i jorden i stedet for at sprede det på overfladen kan være afgørende for at genoprette vandkvaliteten i Chesapeake Bay, ifølge forskere, der sammenlignede fosforafstrømning fra marker behandlet med begge metoder. Imidlertid, de forudser, at det vil være svært at overtale landmænd til at ændre praksis.

I et fireårigt studie, Overland og underjordiske strømme fra 12 hydrologisk isolerede forskningsfelter ved Penn State's Russell E. Larson Agricultural Research Center blev målt og prøvet for alle fosforbestanddele og samlede faste stoffer under og efter nedbørshændelser. I den periode, fra januar 2013 til maj 2017, parcellerne var beplantet med sommerafgrøder af majs og vinterdækafgrøder af kornrug. Halvdelen af ​​parcellerne modtog spredningsgødningsansøgninger, mens de andre fik sprøjtet gødning ind i jorden.

Forskere vurderede mængder af totalt fosfor, opløst fosfor, partikelformigt fosfor og samlede faste stoffer i forhold til strømningsvolumener for at lære, hvordan fosfor- og sedimenttabet adskilte sig mellem plots. Indsprøjtning af gylle på lavt skive viste sig at være mere effektiv end spredegylle til at fremme fortynding af opløst fosfor og i mindre grad, totalt fosfor. Broadcast-gylleparcellerne oplevede mere afstrømning af partikelformigt fosfor end injektionsgrundene.

Vigtigt for fortalere for ingen jordbearbejdning, der blev ikke påvist nogen forskel mellem påføringsmetoder for totalt tørstof i afstrømningen - hvilket betyder gødningsinjektion, med sin lille forstyrrelse af jordoverfladen, ikke forårsagede sedimentering. Ingen-till-praktiserende læger, som udgør lidt mere end halvdelen af ​​mælkeproducenterne i Pennsylvania, har været langsomme til at indføre gødningsindsprøjtning på grund af bekymringer om den praksis, der forårsager sedimentering og mudrede vandløb.

Imidlertid, undersøgelsens præcision og nøjagtighed, for nylig udgivet i Landbrug, Økosystemer og miljø , var begrænset af hydrologisk variabilitet, indrømmede Jack Watson, professor i jordbundsvidenskab og jordbundsfysik, Penn State. Hans forskningsgruppe i College of Agricultural Sciences gennemførte undersøgelsen. Watson påpegede, at resultaterne viser, at selv i lille skala, effektiviteten af ​​en praksis for at opnå vandkvalitetsfordele varierer.

"Dette har været tilfældet med tidligere fosfordæmpende feltstudier, såvel, " sagde han. "Selv undersøgelser udført med omhyggeligt konstruerede forskningsplot som vores, som tillader os at indsamle, måle, test og kontrast afstrømning, er forvirret af hydrologisk variabilitet."

Men på trods af variationen, resultaterne viste, at gødningsinjektion reducerede det samlede fosfortab, ifølge ledende forsker Melissa Miller, en kandidatstuderende i jordvidenskab, da hun gennemførte undersøgelsen.

"Da vi så på det samlede fosfortab fra grundene, vi kunne se en stærk tendens, "sagde hun." Det blev afsløret i både overland og under overflade efter regnhændelser. "

Den variation, imidlertid, komplicerer bestræbelserne på at overbevise mælkeproducenter om, at de skal konvertere til gylleindsprøjtning, bemærkede forskerteammedlem Heather Gall, adjunkt i landbrugs- og biologisk teknik. Hun foreslog, at praksis, bredt vedtaget, kunne hjælpe stater med at overholde reglerne for den samlede maksimale daglige belastningsstrøm fastsat af U.S. Environmental Protection Agency for at beskytte Chesapeake Bay mod næringsstofforurening og tilhørende algeopblomstring og døde zoner.

"Når vi kommer med anbefalinger til landmænd om, hvad de kan gøre for at forbedre afstrømningskvaliteten, vi vil gerne kunne fortælle dem, hvor godt det vil fungere, " sagde hun. "Men hvor meget gødningsinjektion vil reducere mængden af ​​fosfortab på en bestemt gård kan afhænge af stedets karakteristika, såsom hvilken slags jord det har, hvilken slags afgrøder der vokser og landskabets hældning. Også, Vi er måske ikke i stand til at fortælle en landmand endeligt, hvad de kan forvente med hensyn til fordele ved belastningsreduktion, gør det svært at fremlægge en overbevisende sag om, at en investering i injektionsudstyr til lavdrevne gødninger vil være værd. "

Watson forklarede, at udstyr til indsprøjtning af gødning er dyrt, og at det tager længere tid og kræver mere brændstof for landmænd at sprede gødning på deres marker ved hjælp af injektion end ved at udsende eller sprede det. For at indsprøjtning af lavdisk-gødning skal implementeres bredt i Chesapeake Bay-dræningen, han sagde, det vil kræve betydelig økonomisk støtte fra offentlige eller andre kilder uden for landbruget. Men det skal gøres, tror Watson.

"I regionerne i Midtatlanten og Nordøst, vi har mange malkedyr koncentreret på et lille område. Vi har al den gødning, der skal af med, og alle de næringsstoffer, der følger med, skal bortskaffes på en mindre mængde jord. Det skal gøres på en måde, der vil beskytte Chesapeake -bugten, " han sagde.

Og selvom fosforreduktionerne er usikre på grund af lokalitetsvariabilitet, Watson tilføjede, der er de ekstra fordele ved gødningsinjektion, såsom reduktion af ammoniakfordampning og reduktion af lugtemissioner, som også har stor værdi.