Во время двухлетнего обучения в Университете Пенсильвании Рассел Э. Центр сельскохозяйственных исследований Ларсона, исследователи сравнили влияние на сохранение азота трех вариантов управления полями, которые могут быть реализованы фермерами, чтобы определить, принесут ли новые стратегии преимущества для окружающей среды и растениеводства.
В «трехфакторном факторном эксперименте» исследователи сравнили внесение навоза в почву с внесением его на поверхность; посадка ржи в качестве озимой покровной культуры вместо того, чтобы позволить ржи расти дольше весной и собирать ее как корм; и внесение навоза до посева покровной культуры в сентябре – после уборки кукурузы на силос – вместо ожидания до ноября, чтобы внести навоз в установленный урожай ржи.
По словам Хизер Карстен, доцента кафедры экологии растениеводства, результаты показывают, что молочные фермеры могут воспользоваться беспроигрышными возможностями. Внеся несколько изменений в свою деятельность, они могут производить больше кормов для своего скота и уменьшить количество азота, теряемого на своих полях.
Карстен, чья исследовательская группа в Колледже сельскохозяйственных наук провела исследование, отметил, что исследование основано как на практических, так и на экологических соображениях: молочные фермеры обычно ограничиваются шестимесячным хранением навоза, требуя от них вносить навоз с весны до осени. Но осенью повышается риск ухудшения качества воды, если навоз вносится на голую землю и может быть смыт в ручьях за счет атмосферных осадков.
«Осеннее внесение навоза вызывает особую озабоченность в дренажной системе Чесапикского залива, где сельскохозяйственные источники были определены как основные источники фосфора и азота в заливе, вызывающие гипоксические условия, угрожающие водным организмам и общему качеству воды», – сказал Карстен. «Для соблюдения общих пределов максимальной суточной нагрузки, установленных для залива U.S.
Агентство по охране окружающей среды, фермеры должны уменьшить сток азота, фосфора и отложений."
Результаты исследования, недавно опубликованного в Agronomy Journal, показывают, что наилучшие экологические и экономические результаты могут быть достигнуты вместе.
По словам ведущего исследователя Рэйчел Миллирон, студентки магистратуры, когда проводилось исследование, а теперь преподающая в Университете штата Пенсильвания, специализирующаяся на агрономии, исследование выявило несколько стратегий, которые фермеры могут использовать для производства кормов из осеннего навоза и защиты качества воды. Она объяснила, что две практики и комбинации методов последовательно поднимались на вершину – сбор ржи на корм по сравнению с прекращением использования для укрытия и внесением навоза по сравнению с наземным распределением.
Увеличение срока роста ржи на 10-11 дней весной привело к увеличению биомассы ржи в три-четыре раза для использования в качестве корма и в два-три раза больше азота навоза в биомассе ржи, удаляемой с фуражом. Несмотря на отложенный посев следующего урожая кукурузы, при внесении навоза в сентябре система ржаного корма / кукурузного силоса также давала больше фуража – ржаного корма и кукурузного силоса, чем система ржаной покров / кукурузный силос.
Когда навоз остается на поверхности почвы, азот может теряться в виде испаряющегося газообразного аммиака, но внесение навоза может сохранить этот азот в почве. Исследователи обнаружили, что внесение навоза по сравнению с поверхностным разбрасыванием в сентябре позволяет сохранить азот навоза для последующего производства кукурузного силоса после посева ржи. Когда рожь собиралась на фураж, внесение навоза в сентябре также увеличивало урожайность ржи и содержание азота во ржи, а также давало больше общего корма – ржаного фуража и кукурузного силоса.
Однако для того, чтобы лучший сценарий сработал, молочные фермеры должны иметь доступ и иметь возможность позволить себе оборудование для внесения навоза.
И – как и во всех стратегиях, связанных с сельским хозяйством – погода может помешать самым продуманным планам по сохранению азота, – предупредил Карстен. Стратегия двойного урожая и управления полями включает в себя ограниченные возможности для фермеров, чтобы собрать один урожай и посадить следующий.
«Таким образом, сильные дожди в критическое время сбора урожая могут сделать грязные поля недоступными и могут помешать стратегии двойного посева», – сказала она. «Однако, учитывая удлинение вегетационного периода, мы считаем, что эта стратегия может стать реальным преимуществом для фермеров Северо-Востока."