Mjölkgårdar – särskilt i nordost – är alltmer föremål för strängare regler för att minska näringsförlusterna. Med förväntade varmare förhållanden som kommer att resultera i ökad ammoniakförångning från gödsel och tätare och kraftigare stormar som kommer att orsaka mer löslig fosforavrinning, behövs nya strategier såsom gödselinjektion (visas) för att begränsa kväve- och fosforförlusterna från odlingsfält. Kredit:Robert Meinen
Mjölkbönder i nordost – som står inför ett värmande klimat som förvärrar näringsföroreningar men förlänger växtsäsongen – kan minska miljöpåverkan från sin verksamhet och maximera intäkterna genom att dubbla skörda och injicera gödsel i jorden, snarare än att sända ut den.
Det är slutsatsen från ett team av forskare, ledda av Penn State agroekologer, vars nya studie utvärderade produktion av hela gård och de miljömässiga och ekonomiska effekterna av att anta dessa metoder på en representativ mjölkgård i centrala Pennsylvania under det senaste historiska och beräknade klimatet från mitten av seklet. .
Forskningen är viktig, enligt Heather Karsten, docent i växtodling/ekologi vid College of Agricultural Sciences, eftersom mjölkgårdar – särskilt i nordost – blir alltmer föremål för strängare regler för att minska näringsförlusterna. Med förväntade varmare förhållanden som kommer att resultera i ökad ammoniakförångning från gödsel och frekventare och svårare stormar som kommer att orsaka mer löslig fosforavrinning, behövs nya strategier för att begränsa kväve- och fosforförlusterna från odlingsfält.
För att nå sina slutsatser simulerade forskare gårdsförvaltningsstrategier med hjälp av Integrated Farm System Model utvecklad av C. Alan Rotz, en lantbruksingenjör vid U.S. Department of Agriculture's Agricultural Research Service. Strategierna informerades av ett långvarigt experiment med mejeriodlingssystem vid Penn States Russell E. Larson Agricultural Research Center, med stöd av USDA. Den simuleringen gjorde det möjligt för forskarna att fastställa effekterna på skördar, foderproduktion, kväveförluster, sedimenterosion, sedimentbundna och lösliga förluster av fosfor, utsläpp av växthusgaser, fossil energianvändning och produktionskostnader.
Skillnaden mellan en åker som behandlats med injicerad flytgödsel (vänster) och spridningsgödsel är uppenbar på denna jämförelsebild. Injicering av gödsel minskar ammoniakförångningen och avrinning av löslig fosfor från odlingsfält. Kredit:Robert Meinen, Penn State
I resultat som nyligen publicerats i Agricultural Systems , rapporterade forskarna att dubbel odling och underjordsinjektion av gödsel minskade totala kväveförluster med 12%-18% och totala fosforförluster med 16%-19%. Antagandet av dessa strategier, noterade de, gav en genomförbar anpassnings- och begränsningsstrategi för framtida klimat genom att minska de förväntade ökningarna av avrinning av löslig fosfor och ammoniakutsläpp orsakade av varmare temperaturer och större nederbörd.
Det är viktigt att dessa fördelar kan uppnås samtidigt som de totala produktionskostnaderna för jordbruket bibehålls och eventuellt minskas, påpekade Karsten.
Miljöfördelar med dubbelodling och gödselinjektion kan uppnås samtidigt som de totala produktionskostnaderna för jordbruket bibehålls och eventuellt sänks. Kredit:Heather Karsten, Penn State
"Det finns ett stort intresse för dubbelodling bland nordöstra mjölkbönder", sa hon. "Jag tror att bönderna inser att de har en längre odlingssäsong, och det finns fler nederbördshändelser på våren som gör det svårare att komma in på fältet för att utföra vilken verksamhet som helst. Våra resultat visar att antagandet av dessa strategier kan hjälpa till att minska miljöpåverkan på mjölkgårdarna nu och ännu mer i framtiden."
José Castaño-Sánchez, tidigare postdoktor vid institutionen för växtvetenskap i Penn State, för närvarande postdoktor vid New Mexico State University och USDA, och Rotz bidrog till forskningen.
