Les producteurs laitiers du Nord-Est peuvent améliorer la qualité de l'eau et augmenter la rentabilité de leurs opérations en modifiant le moment et la méthode d'épandage du fumier dans leurs champs à l'automne, avec la plantation de seigle comme culture de couverture entre les cultures de maïs - ou par la double culture de seigle et de maïs, selon les chercheurs de Penn State.

Dans une étude de deux ans au Russell E. Larson Agricultural Research Center de Penn State, les chercheurs ont comparé les effets sur la conservation de l'azote de trois options de gestion des champs qui pourraient être mises en œuvre par les agriculteurs, déterminer si de nouvelles stratégies apporteraient des avantages environnementaux et de production végétale.

Dans une "expérience factorielle à trois facteurs, " les chercheurs ont comparé l'injection de fumier dans le sol par rapport à son épandage à la surface ; la plantation de seigle comme culture de couverture d'hiver plutôt que le fait de laisser le seigle pousser plus longtemps au printemps et de le récolter comme fourrage ; et l'application de fumier avant la plantation de la culture de couverture en septembre— après la récolte du maïs pour l'ensilage, plutôt que d'attendre jusqu'en novembre pour appliquer le fumier dans la culture de seigle établie.

Les résultats indiquent que les producteurs laitiers peuvent profiter d'opportunités gagnant-gagnant, selon Heather Karsten, professeur agrégé d'écologie de la production végétale. En incorporant quelques changements dans leurs opérations, ils peuvent produire plus d'aliments pour leur bétail et réduire la quantité d'azote perdue dans leurs champs.

Karsten, dont le groupe de recherche du Collège des sciences agricoles a mené l'étude, a souligné que la recherche est enracinée dans des considérations à la fois pratiques et environnementales :les producteurs laitiers sont généralement limités à six mois de stockage de fumier, les obligeant à épandre du fumier du printemps à l'automne. Mais à l'automne, le risque de détérioration de la qualité de l'eau est plus élevé si le fumier est appliqué sur un sol nu et peut être entraîné dans les cours d'eau par les précipitations.

« Les applications de fumier d'automne sont particulièrement préoccupantes dans le drainage de la baie de Chesapeake, où les sources agricoles ont été identifiées comme étant les principaux contributeurs de phosphore et d'azote dans la baie, provoquant des conditions hypoxiques qui menacent les organismes aquatiques, et la qualité globale de l'eau, " a déclaré Karsten. " Pour se conformer aux limites de charge quotidienne maximale fixées pour la baie par l'Agence de protection de l'environnement des États-Unis, les agriculteurs doivent réduire le ruissellement d'azote, phosphore et sédiments."

Résultats de la recherche, récemment publié dans Agronomy Journal, suggèrent que les meilleurs résultats environnementaux et économiques peuvent être atteints ensemble.

Selon la chercheuse principale Rachel Milliron, un étudiant à la maîtrise au moment de la réalisation de l'étude, maintenant un éducateur de Penn State Extension spécialisé en agronomie, la recherche a identifié plusieurs stratégies que les agriculteurs peuvent utiliser pour produire du fourrage avec du fumier d'automne et protéger la qualité de l'eau. Elle a expliqué que deux pratiques et combinaisons de pratiques ont constamment atteint le sommet :la récolte du seigle pour le fourrage par rapport à la fin pour le couvert et l'injection de fumier par rapport à la diffusion en surface.

Laisser le seigle pousser de 10 à 11 jours de plus au printemps a entraîné une biomasse de seigle trois à quatre fois plus élevée pour le fourrage, et deux à trois fois plus d'azote du fumier dans la biomasse de seigle qui est éliminé dans le fourrage. Malgré le retard des semis de la récolte de maïs subséquente, le système de seigle fourrage/ensilage de maïs à double récolte a également produit plus de fourrage total – fourrage de seigle et ensilage de maïs – que le système de couverture de seigle/ensilage de maïs lorsque le fumier a été épandu en septembre.

Lorsqu'il reste du fumier à la surface du sol, l'azote peut être perdu sous forme de gaz ammoniac volatilisé, mais l'injection de fumier peut conserver cet azote dans le sol. Les chercheurs ont découvert que l'injection de fumier plutôt que l'épandage en surface en septembre préservait l'azote du fumier pour produire plus d'ensilage de maïs après une culture de couverture de seigle. Lorsque le seigle a été récolté pour le fourrage, L'injection de fumier de septembre a également augmenté le rendement fourrager du seigle et l'azote dans le seigle, et a produit plus de fourrage total – fourrage de seigle et ensilage de maïs.

Cependant, faire fonctionner le meilleur des cas, les producteurs laitiers doivent avoir accès et pouvoir s'offrir du matériel d'injection de fumier. Et, comme pour toutes les stratégies liées à l'agriculture, la météo peut déjouer les plans les mieux conçus pour la conservation de l'azote, Karsten a prévenu. La double récolte, La stratégie de gestion des champs comprend des fenêtres étroites permettant aux agriculteurs de récolter une culture et de planter la suivante.

"Donc, beaucoup de pluie aux moments critiques de la récolte peut rendre les champs boueux inaccessibles, et pourrait interdire la stratégie de double culture, " dit-elle. " Cependant, avec l'allongement des saisons de croissance, nous pensons que cette stratégie peut être un véritable atout pour les producteurs laitiers du Nord-Est. »