Si la mayoría de las granjas lecheras de Pensilvania adoptan plenamente las mejores prácticas de gestión de la conservación, el estado puede lograr su objetivo de calidad del agua de carga diaria máxima total para la bahía de Chesapeake, según los investigadores.

Esa es la conclusión de una nueva evaluación de los efectos simulados de implementar un sistema de producción lechera de conservación en todas las granjas lecheras en la cuenca de Spring Creek, un pequeño drenaje en el condado de Center. En las simulaciones, los sistemas de producción lechera de conservación, que han sido desarrollados y probados por investigadores de Penn State durante la última década, producen la mayoría de los cultivos de alimentos y forrajes que consume su ganado, utilizar la siembra directa, tener una cobertura vegetal diversificada continua, y tener un sistema para emplear la inyección de estiércol.

Utilizando una variación de la herramienta de evaluación del suelo y el agua, conocida como SWAT, que se personalizó y calibró para la topografía e hidrología kárstica en la cuenca de Spring Creek en una investigación anterior de Penn State, Los investigadores modelaron los procesos de carga de nutrientes y sedimentos de cuatro escenarios de producción lechera que diferían en el área de tierra, estrategias de producción de piensos e insumos de nutrientes. Compararon la contaminación difusa generada por las granjas lecheras "típicas" de Pensilvania que incluyen algunos cultivos de cobertura limitada y sin labranza. con granjas lecheras bajo manejo de conservación.

El SWAT personalizado simuló los cuatro escenarios de cultivos lácteos durante un período de 12 años. Las cuatro granjas lecheras comparadas tenían 65 vacas lecheras y ganado joven, alimentado con la misma ración de lácteos, y se supuso que producían la misma cantidad de estiércol con la misma composición de nutrientes. Pero la tierra necesaria para producir los cultivos difería entre los cuatro escenarios agrícolas, y las granjas de conservación tenían más tierra para cultivar alimentos y aplicar estiércol.

En comparación con la granja lechera "típica" de Pensilvania que emplea algunas de las mejores prácticas de gestión, produce todo el forraje de la manada, y compra la mayor parte del grano para la alimentación del ganado, Los escenarios mejorados de conservación de los cultivos lácteos mejoraron la calidad del agua al lograr reducciones significativas de la contaminación. Durante la simulación SWAT de 12 años, redujeron la cantidad de picos de nutrientes y sedimentos en la corriente y redujeron la concentración promedio de sedimentos en un 31 por ciento, nitrógeno orgánico en un 41 a 53 por ciento, nitrato en un 23 por ciento, fósforo orgánico en un 36-45 por ciento y fósforo soluble en un 32 a 43 por ciento.

Ambos escenarios de conservación también disminuyeron las emisiones de óxido nitroso al reducir la desnitrificación, pero el escenario que incluía la inyección de estiércol retrasó el 91 por ciento de la volatilización del nitrógeno que ocurrió en el escenario de estiércol al voleo.

"Queríamos evaluar lo que sucede a una escala de cuencas hidrográficas si los productores lecheros implementan prácticas diferentes, "dijo Heather Karsten, profesor asociado de ecología de la producción de cultivos, Penn State, cuyo grupo de investigación de la Facultad de Ciencias Agrícolas realizó el estudio. "Entonces, Creamos estas granjas modelo para representar la gama de sistemas de producción lechera que podrían estar presentes en una cuenca ".

Las granjas de conservación se basaron en la superficie promedio de las granjas lecheras de Pensilvania y el tamaño de la manada en el momento en que los investigadores diseñaron el estudio de campo en 2010.

"Tienen el doble de tierra y están cultivando todos sus alimentos y forrajes, que les ayuda a ser rentables, debido a que los costos de alimentación representan al menos el 50 por ciento de los costos de producción de leche, "ella dijo." Y, quizás lo más importante, no están aplicando estiércol en la misma tierra con tanta frecuencia porque tienen más tierra para esparcirlo. Además, cuando las granjas de conservación aplican estiércol en otoño, lo aplican a cultivos anuales de invierno que son cultivos de cobertura, que retienen algunos de los nutrientes, o cultivos de ensilaje, que utilizan más abono aplicado en otoño para producir cultivos forrajeros ".

Por supuesto, lograr una adopción a gran escala de prácticas de producción lechera de conservación no será sencillo, fácil o barato, Karsten concedió. Los agricultores necesitarán acceso a tierras asequibles para cultivar más alimento para sus rebaños y aplicar estiércol a tasas más bajas. Y, ella señaló, Se necesitará asistencia técnica e incentivos financieros para facilitar la adopción a gran escala de las mejores prácticas de gestión, como la inyección de estiércol, producción de ensilaje anual de invierno y cultivos de cobertura.

Solo alrededor de un tercio de la tierra en la cuenca de Spring Creek es agrícola, según el investigador principal M.G. Mostofa Amin, ahora es miembro de la facultad del Departamento de Riego y Gestión del Agua de la Universidad Agrícola de Bangladesh. Un académico postdoctoral e investigador asociado cuando dirigió el estudio de Penn State, señaló que Spring Creek es uno de los arroyos más estudiados del este.

En investigaciones anteriores, Amin utilizó datos de tres estaciones de monitoreo de flujo de corriente del Servicio Geológico de EE. UU. En la cuenca para personalizar el modelo SWAT para simular los procesos geológicos e hidrológicos que contribuyen a las cargas de sedimentos y nutrientes en la cuenca de Spring Creek.

"El uso de SWAT para simular y comparar cuatro sistemas agrícolas durante 12 años a escala de cuenca permitió al equipo evaluar el impacto de la implementación a gran escala de los escenarios de producción lechera, ", Dijo Amin." Aprendimos que los escenarios de las granjas lecheras de conservación pueden reducir las pérdidas de nutrientes y sedimentos de las tierras agrícolas y ayudar a alcanzar las cargas diarias máximas específicas en la bahía de Chesapeake ".