Wijdverbreide adoptie door melkveehouders van het injecteren van mest in de grond in plaats van het op het oppervlak te verspreiden, kan cruciaal zijn voor het herstellen van de waterkwaliteit van Chesapeake Bay, volgens onderzoekers die de fosforafvoer vergeleken van velden die met beide methoden werden behandeld. Echter, ze voorspellen dat het moeilijk zal zijn om boeren te overtuigen om hun praktijken te veranderen.

In een vierjarig onderzoek overland- en ondergrondse stromen van 12 hydrologisch geïsoleerde onderzoekspercelen in het Russell E. Larson Agricultural Research Center van Penn State werden gemeten en bemonsterd voor alle fosforbestanddelen en totale vaste stoffen tijdens en na neerslaggebeurtenissen. Tijdens die periode, van januari 2013 tot mei 2017, de percelen werden beplant met zomergewassen van maïs en winterbedekkers van graanrogge. De helft van de percelen kreeg omroepbemesting, terwijl de anderen mest in de grond hadden gespoten.

Onderzoekers evalueerden ladingen totaal fosfor, opgeloste fosfor, deeltjesfosfor en totale vaste stoffen tegen stroomvolumes om te leren hoe fosfor- en sedimentverliezen verschilden tussen percelen. Schijfschijfinjectie van mest bleek effectiever dan meststrooien bij het bevorderen van verdunning van opgeloste fosfor en in mindere mate, totaal fosfor. De verspreide mestplots hadden meer afstroming van fijnstoffelijk fosfor dan de injectieplots.

Belangrijk voor voorstanders van no-till, er werd geen verschil gevonden tussen toedieningsmethoden voor totaal vaste stoffen in de afvoer, dus mestinjectie, met zijn lichte verstoring van het bodemoppervlak, veroorzaakte geen sedimentatie. No-till beoefenaars, die iets meer dan de helft van de melkveehouders in Pennsylvania uitmaken, mestinjectie is traag geweest vanwege zorgen over de praktijk die sedimentatie en modderige stromen veroorzaakt.

Echter, de precisie en nauwkeurigheid van het onderzoek, onlangs gepubliceerd in Landbouw, Ecosystemen en milieu , werd beperkt door hydrologische variabiliteit, gaf Jack Watson toe, hoogleraar bodemkunde en bodemfysica, Penn State. Zijn onderzoeksgroep in het College of Agricultural Sciences voerde het onderzoek uit. Watson wees erop dat de bevindingen aantonen dat, zelfs op kleine schaal, de effectiviteit van een praktijk bij het bereiken van voordelen voor de waterkwaliteit varieert.

"Dit is het geval geweest met eerdere veldstudies naar fosfor-mitigatie, ook, " zei hij. "Zelfs studies gedaan met zorgvuldig geconstrueerde onderzoekspercelen zoals de onze, waarmee we kunnen verzamelen, meeteenheid, test- en contrastafvoer, worden vertroebeld door hydrologische variabiliteit."

Maar ondanks de variabiliteit, de bevindingen toonden aan dat mestinjectie de totale fosforverliezen verminderde, volgens hoofdonderzoeker Melissa Miller, een masterstudent bodemkunde toen zij het onderzoek uitvoerde.

"Toen we naar de totale fosforverliezen van de percelen keken, we zagen een sterke trend, "zei ze. "Het werd onthuld in zowel land- als ondergrondse stromen na regengebeurtenissen."

Die variabiliteit, echter, bemoeilijkt inspanningen om melkveehouders te overtuigen om over te stappen op mestinjectie, opgemerkt onderzoeksteamlid Heather Gall, assistent-professor landbouw- en biologische technologie. Ze stelde voor dat de praktijk, Algemeen aangenomen, zou staten kunnen helpen om te voldoen aan de totale maximale dagelijkse belastingstroomvoorschriften die zijn vastgesteld door het Amerikaanse Environmental Protection Agency om de Chesapeake Bay te beschermen tegen vervuiling door nutriënten en de bijbehorende algenbloei en dode zones.

"Als we boeren aanbevelingen doen over wat ze kunnen doen om de kwaliteit van de afvoer te verbeteren, we willen ze kunnen vertellen hoe goed het zal werken, " zei ze. "Maar hoeveel mestinjectie de hoeveelheid fosforverlies op een bepaald bedrijf zal verminderen, kan afhangen van de kenmerken van de locatie, zoals wat voor soort grond het heeft, wat voor soort gewassen groeien en de helling van het landschap. En dus, we zijn misschien niet in staat om een ​​boer definitief te vertellen wat hij kan verwachten op het gebied van belastingvermindering, waardoor het moeilijk is om overtuigend te bewijzen dat een investering in ondiepe-schijfmestinjectieapparatuur de moeite waard is."

Watson legde uit dat apparatuur voor het injecteren van mest duur is en dat het langer duurt en meer brandstof nodig heeft voor boeren om mest op hun velden aan te brengen met behulp van injectie dan om het uit te strooien of uit te strooien. Voor een brede toepassing van ondiepe schijfmestinjectie in de drainage van Chesapeake Bay, hij zei, het vereist aanzienlijke financiële steun van de overheid of andere bronnen buiten de boerderij. Maar het moet gebeuren, Watson gelooft.

"In de Mid-Atlantische en Noordoostelijke regio's, we hebben veel melkvee geconcentreerd op een klein gebied. We hebben al deze mest die moet worden afgevoerd en alle voedingsstoffen die daarbij horen, moeten op een klein stukje land worden afgevoerd. Het moet op een manier gebeuren die de Chesapeake Bay beschermt, " hij zei.

En zelfs als de fosforreducties onzeker zijn vanwege de variabiliteit van de locatie, Watson heeft toegevoegd, er zijn de extra voordelen van mestinjectie, zoals het verminderen van ammoniakvervluchtiging en het verminderen van geuremissies, die ook een grote waarde hebben.