研究表明,冬季放牧时土壤压实程度最低

用玉米秸秆放牧的牛
图1。内布拉斯加大学林肯在七个地点进行的研究发现,冬季的玉米田放牧不会对后续作物产量产生显著的压实作用或负面影响。(玛丽·德雷诺斯基摄)

研究表明,冬季放牧时土壤压实程度最低

许多农作物农民担心牛的践踏会对土壤物理特性和随后的作物产量产生不利影响。土壤压实度(通过增加容重或渗透阻力来测量)会影响植物获得水、养分和氧气的能力。压实会限制土壤水分、氧气和养分向根部的扩散,从而降低作物产量。内布拉斯加大学林肯分校在7个地点进行的研究发现,深秋或冬季放牧不会对农田造成重大的生物压实,也不会对随后的作物产量产生负面影响(表1).

作物产量和压实度

内布拉斯加州东部16年的玉米残留放牧并未对土壤特性(包括容重和抗渗透能力)或作物产量造成不利影响。这些土地为粉砂-粘土-壤土,实行免耕,玉米-大豆轮作。事实上,玉米秸秆的秋季放牧(11月至2月)使大豆产量提高了3.4 bu/ac。内布拉斯加州西部连续种植玉米的农田中,放牧5年的玉米残渣对玉米产量没有影响(未放牧和放牧的玉米产量分别为148蒲耳/立方米和154蒲耳/立方米)。

对内布拉斯加州东部五个地点进行的一项为期三年的研究也表明,放牧对随后的作物产量没有影响。在连续玉米下管理三个地点,放牧玉米产量为239 bu/ac,非放牧玉米产量为223 bu/ac(无统计学差异)。两个地点处于玉米-大豆轮作中,放牧(59 bu/ac)和未放牧(62 bu/ac)的大豆产量没有差异。在过去两年中,在春季测量了土壤渗透阻力,发现两个位置的土壤渗透阻力略有增加。然而,渗透阻力的增加低于阻碍根系生长的阈值,并且没有持续到下一年。

表面粗糙度

应该注意的是,由于放牧,表面粗糙度增加了,特别是在土壤解冻时的湿土壤条件下。这有时会妨碍种子的播撒。在爱荷华州东南部的一项研究评估了在玉米-大豆轮作三年期间,春耕或免耕稻田中放牧玉米残渣的影响。在冬天,牛每个月都被转移到一块新的田地里。因此,在15个区域测量了耕作处理对放牧的影响。放牧影响大豆产量的例子只有一个。在这个例子中,研究人员报告说,在免耕系统中放牧玉米秸秆时,大豆产量从每公顷45亩减少到每公顷41亩。容重(土壤孔隙度)不受影响。然而,在这种情况下,表面粗糙度增加了,表明播种可能是产量损失的原因。

土壤微生物活性

放牧玉米渣16年后,观察到土壤微生物群落增加(与未放牧的区域相比)。对土壤微生物群落的影响可以解释放牧处理中大豆产量的提高,因为土壤微生物(放线菌和腐生真菌)的增加可能会增加养分循环的速率。

7个放牧残余物研究地点地图
图1所示。内布拉斯加州玉米残渣放牧研究地点
表1。放牧玉米秸秆对农田影响的7项研究综述
因素 效应
土壤压实 对土壤孔隙度无影响;渗透阻力很少增加(低于影响产量的水平),并且每年没有结转(短期效应在6月份不再可测量)。
残留覆盖物 减少不到20%
土壤温度 没有影响
土壤含水量 没有影响
土壤肥力 对营养水平无影响;土壤微生物群落的增加
作物产量 对后续产量无影响或略有改善
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土壤有机质和养分含量

另一个令人担忧的问题是,放牧可能会减少土壤有机质(由于残渣的去除)或导致氮、磷和钾等营养物质的输出。重要的是要记住,牛消耗的大部分营养(如氮、磷、钾、钙等)都被排泄回陆地。

土壤覆盖

放牧只去除了一小部分残留(目标为15%),因此植被覆盖得到了保持,侵蚀风险并没有大幅增加。然而,由于地形(陡坡)和/或玉米产量低(特别是与其他低残留作物如大豆轮作),一些玉米地不应该被牛放牧,因为没有足够的残留提供足够的覆盖(甚至在放牧前)。内布拉斯加州的大多数油田都不属于这一类。此外,放牧也可以作为一种秸秆管理策略,用于高产或连续玉米轮作,在这些轮作中存在过量秸秆的问题。在这些领域中,残渣消耗与微生物活性的提高相结合可能是有益的。

结论

放牧玉米残渣对牛和农作物生产者都有好处。放牧玉米残渣是冬季牲畜饲料的低成本来源,也是农民收入的来源(不会对土地造成不利影响)。

放牧玉米渣与未放牧玉米渣的田间比较
图3。比较左侧非放牧区和右侧放牧区的剩余残留量,按照大学推荐的每100蒲式耳玉米谷物一头奶牛一个月的放牧率进行放牧。

参考文献

克拉克等人,2003年。玉米-大豆轮作中玉米秸秆放牧对土壤物理性质和大豆产量的影响. ISU牛肉研究报告。

Drewnoski等人,2015年。玉米秸秆去除对后续作物产量的影响. 内布拉斯加大学林肯牛肉报告P53-55。

Rakkar et al. 2017。玉米秸秆长期放牧对土壤性质的影响. 内布拉斯加大学林肯牛肉报道。第50-52页。

Ulmer等人,2017年。玉米秸秆放牧或打包对后续作物产量和养分流失的影响. 内布拉斯加大学林肯牛肉报告P46-49。

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一块玉米地。