学生研究:冬季覆盖作物生物量碳氮含量

研究的覆盖作物类型
图1。研究的覆盖作物类型包括毛毛野豌豆、黑麦、羽衣甘蓝、三叶草、豌豆和几个品种的混合。

学生研究:冬季覆盖作物生物量碳氮含量

作者:Natalie Holste,密苏里科技大学生物科学专业学生,2016内布拉斯加大学林肯体验研究员
导师:Katja Koehler-Cole,博士后研究助理,Roger Elmore,扩展种植系统农学家,均就职于农艺系和园艺系

简介

在主要作物之后种植的覆盖作物可以通过将土壤氮吸收到其生物量中来减少昂贵的氮损失。在这些覆盖作物被杀死后,土壤微生物分解它们的残留物,利用它们的碳作为能源,利用它们的氮生成蛋白质。土壤微生物的碳氮比(C:N)为24:1最适宜。在较高的碳氮比下,例如在谷类作物生长后期,微生物将从土壤中吸收氮来生长。这降低了可用于作物的土壤氮。在较低的碳氮比下,如豆科植物,微生物将释放(矿化)氮,使其可用于作物。

在本研究中,我们想了解覆盖作物的种类和年龄是否影响覆盖作物地上生物量的C:N比率、N百分比和总N。这项研究是正在进行的覆盖作物研究项目由内布拉斯加州玉米委员会和大豆委员会资助。

在这项研究中,覆盖作物(谷类黑麦、豆类和鸡尾酒混合)在米德附近的UNL农业研究和发展中心种植。它们或早(9月初)或晚(作物收获后的10月中旬)种植。地上覆盖作物生物量采样是在4月中旬覆盖作物终止时进行的。覆盖作物生物量被晒干(图1),称重,并分析碳和氮的百分比。用含氮百分比乘以生物量(干重)求覆盖作物生物量总含氮量。

结果

覆盖作物C:N比较早种植且含有黑麦(图2).覆盖作物C:N在早播黑麦的25:1到晚播豆科的10:1之间。总氮量(单位为lb/ac)是N的百分比与生物量(单位为lb/ac)的乘积(图3).豆科植物生物量中N的百分比为3.7%,鸡尾酒混合物为2.7%,黑麦为1.9%。豆科植物产生的生物量最少(早期种植300磅/交流,后期种植30磅/交流),黑麦产生的生物量最高(早期种植2100磅/交流,后期种植1100磅/交流)。黑麦全氮最高(种植前期33 lb/ac,种植后期23 lb/ac),豆科植物最低(种植前期8 lb/ac,种植后期1 lb/ac)。总氮是鸡尾酒混合的中间产物,因为它产生的生物量只有黑麦的一半左右。

学生作物研究图表
图2。春季早、晚种植覆盖作物生物量碳氮比(C:N)比值。
覆盖作物研究图表
图3。不同覆盖作物种植早、晚的全氮量在春季测定。

结论

结果表明,豆科植物生物量产量低,提供的全氮量较少。相比之下,黑麦秸秆由于生物量产量高,其全氮含量要高得多。黑麦吸收了之前作物留下的土壤氮,可能防止了氮的淋失。覆盖作物C:N比值随株龄增加而增加,早期种植的黑麦最高。但在C:N比值的最佳范围内,不太可能发生N固定。这意味着黑麦残留物中所含的氮很可能会被后续的玉米轻易利用。研究表明,要保证氮素的供给,覆盖作物干物质必须较高。为避免N的固定,覆盖作物应在C:N比大于24:1之前终止,黑麦覆盖作物宜在4月中下旬终止。

关于作者

住在芝加哥西南郊区的娜塔莉·霍尔斯特在密苏里科技大学主修生物科学。她参与了校园里的几个组织,包括担任太阳能房设计团队园艺子团队的负责人,在风与打击乐团担任小管乐器手,以及工程女生联谊会Phi Sigma Rho的成员。

在密苏里理工大学,霍尔斯特在生物科学系、化学和生化工程系副教授大卫·韦斯特伯格的微生物实验室工作,获得了本科生研究经验机会奖学金。她的研究包括提高日本慢根瘤菌(一种与大豆共生的固定氮的细菌)的耐盐性,这可以提高大豆的耐盐性。她希望把这些经验和她在UNL的研究一起应用到博士研究生项目中。


该项目由美国农业部NIFA 2015财年农业和食品研究计划:教育和扫盲计划-本科生体验学习奖学金计划“发展综合农艺系统学生的研究和推广技能”提供的赠款支持。

找到更多关于通过这个项目进行的学生研究的故事发展综合农艺系统的本科生研究和推广专业知识。

娜塔莉Holste
娜塔莉Holste

在线农学理学硕士

关注行业应用和研究,在线课程为今天的工作专业人士设计了最大的灵活性。

一片玉米田。