东北部的奶农——面临气候变暖，加剧了养分污染，但延长了生长季节——可以通过双季种植和向土壤中注入肥料而不是广播来减少其经营对环境的影响并最大化收入它。

这是由宾夕法尼亚州立大学农业生态学家领导的一组研究人员得出的结论，他们的新研究评估了在最近的历史和预计的世纪中叶气候下，在宾夕法尼亚州中部的一个代表性奶牛场采用这些做法的整个农场生产以及采用这些做法的环境和经济影响.

根据农业科学学院作物生产/生态学副教授Heather Karsten的说法，这项研究很重要，因为奶牛场——尤其是在东北部——越来越受到更严格的法规的约束，以减少养分流失。预计气候变暖将导致粪便中氨的挥发增加，以及更频繁和更严重的风暴将导致更多的可溶性磷径流，因此需要新的策略来限制农田中的氮和磷损失。

“我们一直在努力确定如何帮助奶牛场盈利并生产更多的饲料和饲料作物，同时缓解养分管理的挑战，”她说。“冬小麦或冬黑麦和玉米青贮饲料等小谷物双季种植提供了一种策略，可以使东北部的奶牛场受益，因为它们可以利用更长的生长季节。此外，由于该地区面临气温升高和降水增加，地下施用肥料可能会减少养分流失。”

双季种植提供了额外的好处，即保持土壤持续被植被覆盖，减少养分径流、侵蚀和沉淀。9 月收获青贮玉米后播种冬季小谷物，它们发芽生长，直到寒冷的温度使它们冬眠。它们在 3 月下旬开始再次生长，并继续生长，直到 5 月收获，就在玉米作物播种之前。

研究人员发现，通过提供冬季黑麦作物的草料，减少对玉米青贮饲料和多年生冷季草的夏季作物的依赖，双季种植增加并稳定了农场的饲料生产。Karsten 解释说，夏季作物容易受到夏季干旱的影响，由于气温升高和蒸发量增加，预计该地区的干旱会增加。

为了得出他们的结论，研究人员使用农业部农业研究服务部的农业工程师 C. Alan Rotz 开发的综合农场系统模型模拟了农场管理策略。这些策略是由农业部支持的宾夕法尼亚州立大学罗素 E.拉森农业研究中心长期运行的奶牛种植系统实验提供的。该模拟使科学家能够确定对作物产量、饲料生产、氮损失、沉积物侵蚀、沉积物结合和可溶性磷损失、温室气体排放、化石能源使用和生产成本的影响。

在最近发表在《农业系统》上的研究结果中，研究人员报告说，双季种植和地下注入肥料可将总氮损失降低 12%-18%，将总磷损失降低 16%-19%。他们指出，采用这些战略，通过减少因气温升高和降水增加而导致的可溶性磷径流和氨排放的预计增加，为未来气候提供了一种可行的适应和缓解方法。

Karsten 指出，值得注意的是，这些好处可以在保持并可能降低农业生产总成本的同时实现。

“东北奶农对双季种植很感兴趣，”她说。“我认为农民正在意识到他们有更长的生长期，春季有更多的降水事件，这使得进入田间进行任何操作都更具挑战性。我们的结果表明，采用这些策略可以帮助减轻现在乃至未来对奶牛场环境的影响。”

José Castaño-Sánchez 是宾夕法尼亚州立大学植物科学系的前博士后研究员，现任新墨西哥州立大学和农业部的博士后研究员，Rotz 为这项研究做出了贡献。

农业部农业研究局主要资助了这项研究，部分资金来自农业部国家粮食和农业研究所。