黑麦覆盖作物能减少少残留覆盖农田的风蚀吗?
Amber Blue,阿拉巴马农工大学学生,2017年内布拉斯加大学-林肯综合农业系统实习生
Sabrina Ruis,博士后研究助理,农学与园艺系
Humberto Blanco,农学和园艺系土壤专家
保罗贾斯卡,内布拉斯加州推广工程师
理查德弗格森,农学与园艺系教授和临时部门负责人和
格伦·斯莱特,南中心农业实验室研究分析师
风力侵蚀程度
清除高比例作物残留的农业活动会加速风对土壤的侵蚀。这种侵蚀除去表层土壤,减少土壤有机质,并使土壤结构退化,可能导致土壤生产力降低,增加生产成本。在水资源有限的地区,如大平原中部,风蚀问题尤其严重。在半干旱和开放的相对平坦的地区,如内布拉斯加州的部分地区,每年的风蚀量从2.1到7.9吨/英亩(Hansen et al., 2012)。
通过平衡去除残留物是满足动物饲料和床上用品的需求和生物燃料生产的常见做法。去除作物残留物使土壤易受风蚀力的侵蚀。在土壤经过冻融循环后,这些是最普遍的春天,可以分解土壤聚集体。以前在内布拉斯加州和该地区发现作物残留盖的变化,特别是当残留物去除超过50%时,可以提高风蚀潜力(Ruis等,2018; Blanco-Canqui等,2017; Blanco-Canqui等,2016年;奥斯本等人,2014年)。
风蚀和作物残茬清除率高
我们在内布拉斯加州的雨养和灌溉地区进行了一项持续三年的研究,测量了风蚀潜力。雨养地点在林肯附近的大学罗杰斯纪念农场,位于Aksarben粉质粘土壤土上,坡度小于3%。灌溉地点在中南部农业实验室,靠近黏土中心,位于黑斯廷斯淤泥壤土上,坡度小于1%。
在秋季玉米收获后,实施5种玉米残留清除率(0%、25%、50%、75%和100%);谷物黑麦覆盖作物在收获后种植(图1).为了评估风蚀潜力,在玉米种植前再次在春季和春季铲子中收集土壤样品。样品在筛振荡器中风并筛分以确定土壤的风蚀级分。这是土壤的部分,具有土壤颗粒和直径小于0.84mm的聚集体,粒径最容易受风腐蚀。结果表明,与不移除(图2).更典型的残留物去除率约为50%,但对两个地点的风侵蚀组分没有影响。
一个潜在的解决方案,以减少风蚀后的高废渣清除率
在玉米生产系统中添加覆盖作物可以减轻残渣清除的负面影响,因为添加的地上和地下生物量(即土壤覆盖)可以降低土壤的可蚀性。在这里描述的研究中,黑麦覆盖作物被终止了两次:早期(在种植玉米前30天左右)或晚期(在种植玉米时)。土壤取样时间为早春和晚春,与覆盖作物的早茬期和晚茬期一致。在旱作地,早茬覆盖作物的生物量产量为0.47吨/英亩,晚茬覆盖作物的生物量产量为1.35吨/英亩。
在灌溉区,早茬覆盖作物的生物量产量为0.46吨/英亩,晚茬覆盖作物的生物量产量为1.82吨/英亩。尽管后期覆盖作物的黑麦生物量产量大约是后期覆盖作物的3至4倍,但覆盖作物并没有显著降低两个地点的风蚀潜力;虽然晚茬覆盖作物有降低风蚀潜力的趋势(图3).
尽管覆盖作物未显示在本研究中减少风蚀级分,但它们仍然可以通过提供保护表面盖来降低风蚀潜力。在秋天和春天之间,大部分作物残留物将腐烂或吹走,使土壤无保护。具有覆盖作物,提供一些土壤覆盖和保护免受侵蚀。图4描述了灌区早春土壤覆盖与作物残茬和覆盖作物的风蚀潜力关系。晚春灌溉地和早春和晚春雨养地也存在相似的关系。这些关系表明,随着土壤覆盖度的增加,风蚀率降低。
结论
玉米残渣的高去除率(超过50%)可以增加土壤的风侵蚀率。在内布拉斯加州的两个地点增加黑麦覆盖作物似乎并没有减少风蚀的可能性。然而,利用覆盖作物仍然可以减少风蚀,从秋天到春天覆盖土壤表面,因为冻融过程会降解土壤团聚体。覆盖作物可能是至关重要的,特别是在风力很强的春季,主要作物的残留覆盖有限。
参考文献
Blanco-Canqui, H.和C. Wortmann. 2017。农作物残渣被风刮走和土壤侵蚀。作者:王莹,水土保持杂志CHINESE。72:97A-104A。
Blanco-Canqui H., J. Tatarko, A.L. Stalker, T.M. Shaver和S.J. van Donk. 2016。玉米残留物放牧和平纹对半干旱环境风蚀潜力的影响。土壤科学学会。80:1027-1037。
汉森,N.C.,B.L.Allen,R.L.Baumhardt和D.J.里昂。2012年。在半干旱的美国大平原中的研究成果和采用无直接,旱地作物。田间作物research132:196 - 203。
奥斯本,s.l., J.M.F. Johnson, V.L. Jin, A.L. Hammerbeck, G.E. Varvel和T.E. Schumacher, 2014。玉米残余物去除对土聚集体和颗粒物质的影响.生物能源研究。7:559-567。
Ruis, S.J, H. Blanco-Canqui, C. Burr, B. Olson, M. Reiman, D. Rudnick, R. Drijber, and T. Shaver. 2018。玉米秸秆打捆和放牧对土壤碳储量和其他性质的影响.土壤科学学会。在新闻
关于牵头作者
Amber Blue是2017年夏季内布拉斯加州林肯大学完成综合农艺系学生的七名本科学生之一。
内华达州拉斯维加斯天然,致力于对土壤科学和拓展教育的热情,2017年12月毕业于Alabama A&M Univity(Aamu)。她收到了她的B.。在环境科学(植物和土壤科学)中的地理信息系统中的核心。目前,蓝女士是Aamu农业,自然科学院的小农场研究中心的计划助理。她计划在秋季参加研究生院,以获得国际申请的推广外展/教育。
支持
对这个项目的支持是由USDA NIFA农业和食品研究倡议:教育与识字倡议 - 本科实验研究奖学金计划和内布拉斯加州林肯大学农艺和园艺系.
在线的农学科学硕士
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