粪肥注入为恢复切萨皮克水质提供了希望和挑战

据研究人员称，采用两种方法处理的田间磷流失的研究人员表示，奶农普遍采用将粪便注入土壤而不是将其撒在地表上对于恢复切萨皮克湾水质至关重要。但是，他们预测很难说服农民改变做法。

在一项为期四年的研究中，对宾夕法尼亚州立大学拉塞尔·拉森农业研究中心的12个水文分离研究地块的陆地和地下流量进行了测量，并对降水事件期间和之后的所有磷成分和总固体进行了取样。在此期间，从2013年1月到2017年5月，这些地块种植了夏季玉米作物和冬季覆盖的谷类黑麦作物。一半的地块接受了广播粪便施用，而其他地方则将粪便注入土壤中。

研究人员评估了总磷，溶解磷，颗粒磷和总固体对流量的负荷，以了解不同地块之间磷和沉积物损失的差异。发现浅盘注入粪肥比广播粪便更有效地促进溶解磷的稀释，并在较小程度上减少总磷。广播粪便地块的颗粒磷径流量比注入地块多。

对于免耕倡导者而言，重要的是，在径流中总固体的施用方法之间没有发现差异 - 这意味着粪肥注入，其土壤表面的轻微干扰，不会导致沉淀。由于担心导致沉淀和泥浆流的做法，免耕从业人员占宾夕法尼亚州一半以上的奶农，他们采用粪便注入的速度很慢。

然而，最近发表在农业，生态系统和环境中的研究的精确性和准确性受到水文变异的制约，宾夕法尼亚州土壤科学和土壤物理学教授Jack Watson承认。他在农业科学学院的研究小组进行了这项研究。Watson指出，研究结果表明，即使是小规模，实现水质效益的实践的有效性也各不相同。

“以前的磷减排实地研究也是如此，”他说。“即使是像我们这样精心构建的研究样本进行的研究，也可以让我们收集，测量，测试和对比径流，这些都会受到水文变异的影响。”

但是，尽管存在变异性，研究结果表明，粪肥注入降低了整体磷的损失，主要研究人员Melissa Miller表示，她在进行这项研究时是土壤科学的硕士生。

“当我们观察这些地块的总磷损失时，我们能够看到一个强劲的趋势，”她说。“雨后事件发生在陆地和地下水流中。”

然而，研究小组成员Heather Gall，农业和生物工程助理教授指出，这种可变性使说服奶农应该转化为粪便注入的努力变得复杂化。她建议广泛采用的这种做法可以帮助各州遵守美国环境保护局为保护切萨皮克湾免受营养污染和相关的藻类大量繁殖和死亡区而设定的最大每日负荷流量规定。

“当我们向农民提出他们可以做些什么来改善径流质量的建议时，我们希望能够告诉他们它的效果如何，”她说。“但是，粪便注入多少会减少特定农场的磷流失量，这取决于地点的特征，例如它有什么样的土壤，种植什么样的作物以及景观的坡度。所以，我们可能会这样做无法明确地告诉农民在降低负荷效益方面会有什么期望，因此很难说出一个令人信服的案例，即投资浅盘粪便注射设备是值得的。“

Watson解释说，粪便注入设备价格昂贵，需要更长的时间，并且需要更多的燃料，农民可以使用注射方式将粪便施加到田地上，而不是广播或传播。他表示，对于在切萨皮克湾排水系统广泛实施的浅盘粪便注入，需要政府或其他非农业来源的大量财政支持。但沃森认为，这需要做到。

“在大西洋中部和东北地区，我们有很多奶牛集中在一个小区域。我们必须摆脱所有这些粪便，所有与之相关的营养必须在一个地方处理掉。少量的土地。必须以保护切萨皮克湾的方式完成，“他说。

Watson补充说，即使由于场地变异导致磷减少不确定，粪肥注入还有其他好处，例如减少氨挥发和减少气味排放，这些也具有重要价值。