农作物秸秆去除:对产量的影响

图1。基于玉米秸秆残渣。
图1。研究表明,在水分不受限制的情况下,从地里清除一些玉米残渣可能会提高下一季的产量。然而,如果去除残留物超过三年,研究表明对土壤的长期影响。

农作物秸秆去除:对产量的影响

本文将重点讨论通过打捆法去除残渣及其对产量的影响,分享来自多个研究的数据。

像任何事情一样,残渣去除有积极和消极的影响。积极影响包括:

  • 减少了残留病原体带来的疾病压力,
  • 土壤温度升高导致微生物活性增加,氮的固定化降低,
  • 由于土壤温度变暖,种子萌发增加,植株出苗均匀。

提醒

粮食产量与残渣产量有关。每生产40bu /ac玉米(水分15.5%时56磅),就会产生1吨残渣(水分10%时)。

残留去除的负面影响包括

  • 增加了风蚀的可能性(内布拉斯加州研究(Blanco-Canqui等,2017)在砂壤土上的第一、第二和第三年,<0.84 mm团聚体的风蚀分数分别增加了0.27%和37%),
  • 水分蒸发损失(North Platte研究中2.5-5英寸/年),
  • 春季的大雨导致坡地土壤流失,
  • 雨滴影响增加,土壤入渗率降低,导致更多的水径流,
  • 杂草压力增大,而且
  • 从田间去除养分。

通常打包后田间残留30%以上,许多人力争至少留下50%的残留。研究表明,在免耕系统中,至少需要2.4吨/英亩的残渣来维持土壤有机碳(Wilhelm等,2007年)。在科罗拉多州东部进行的一项研究发现,在免耕连续玉米系统中,去除66%的残渣并为作物需求施用足够的氮,在7年的研究中,与未去除残渣的检查中土壤有机碳的增加相比,粘性壤土0-6英尺深度的土壤有机碳减少了(Halvorson和Stewart, 2015)。在这项研究中,去除残渣确实导致了产量的增加(主要是在前三到四年),研究人员建议在这种类型的系统中每隔一年到每三年去除一次残渣,以抵消土壤碳的损失,同时潜在地提高产量。

在米德附近的农业研究与发展中心(ARDC)进行了一项为期10年的无灌溉连续玉米研究,连续作物分别施用54、107和160磅/交流氮素,去除0或50%的残渣。结果发现,在10年的时间里,当除去秸秆时,玉米产量比保留秸秆时减少1.9 bu/ac。据推测,产量下降是由于在非灌溉环境中水分的蒸发损失。施用54 lb/ac氮肥的玉米产量显著降低,施用107或160 lb/ac氮肥的玉米产量无显著差异。

在米德附近的ARDC进行了为期10年的免耕和常规免耕连续玉米灌溉研究,秸秆去除率分别为0、40%和80%,所有处理均施氮180磅/ac。土壤样品也以每增加1英尺到5英尺的速度收集,以测量土壤碳的任何变化。结果表明,与免耕相比,盘耕的籽粒产量更高,而不考虑除渣率。除渣40%后,盘耕增产5.8 bu/ac,免耕增产15 bu/ac。然而,在10年的研究中,除免耕和不除残外,所有处理的土壤表层土壤有机碳(原来为>3%的土壤有机质)显著下降。在足部以下所有深度的所有处理均保持相似。

对36项研究(主要在美国玉米带)的239个站点年的分析发现,与未清除残渣相比,去除残渣平均增产3%。他们还发现,与不清除残留物的免耕系统相比,耕作系统的产量提高了20%。在去除中、高残留量的条件下,耕作对籽粒产量无影响。这表明,在缺水不限制作物产量的环境中,将一些残茬去除纳入种植系统可以帮助在更多英亩的土地上应用减少耕作系统。

2006-2009年,在约克郡附近的一块土地上进行了一项土壤侵蚀研究,其中部分土地的坡度为8%。处理包括谷物收获后去除0和53%残渣的条状条带。在这些处理中有保留或去除玉米棒的副区。在已知土壤含水量的情况下,在30分钟内模拟降雨1.7英寸,然后在第二天的饱和水分条件下再次降雨。模拟灌溉的径流在去除残留物的196秒内发生,而没有清除残留物的240秒内发生。除去残渣后,泥沙损失增加了30%,而除去玉米芯对径流或泥沙损失没有影响。

总结

这些和其他研究表明,在水分不受限制的情况下,除残不会导致后续作物的产量减少或增产。大多数情况下,人们猜测或认为这与土壤温度升高有关,土壤温度升高使种子萌发、发芽和植物生长更加均匀。然而,清除残渣并非没有成本,因为持续清除超过三年已经显示出对土壤碳的负面影响。泥沙损失也已被证明发生在坡地或沙质土壤通过风蚀。考虑因素应该包括在侵蚀潜力低的土地上清除残渣,即使在这些条件下,建议每年平均在土地上留下2.4吨/英亩的残渣。种植者还可以考虑通过种植覆盖作物、减少耕作和在清除了残留物的田地上添加肥料来减少对土壤的影响。对这些类型的改进实践的研究结果在玉米残渣去除后的改良策略

参考文献

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威廉,w.w., J.M.F.约翰逊,D.L.卡伦,D.T.莱特,2007。玉米秸秆维持土壤有机碳进一步限制生物质供应。农学期刊99:1665 - 1667。

沃特曼,查尔斯S,查尔斯A.夏皮罗,马蒂A.施默。2016。秸秆收获对灌溉、免耕玉米产量和氮素响应的影响。农学期刊108:384 - 390。

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一片玉米田。