放牧覆盖作物对土壤和作物产量有负面影响吗?
| 参数 | 覆盖作物放牧的影响与非放牧覆盖作物相比 |
|---|---|
| 土壤特性 | |
| 贯入阻力 | 没有影响 |
| 体积密度 | 没有影响 |
| 湿总体稳定 | 没有影响 |
| 干聚合稳定性 | 没有影响 |
| 累积渗透 | 没有影响 |
| 水保留 | 没有影响 |
| 有机物 | 没有影响 |
| 颗粒有机物 | 没有影响 |
| 微生物生物量 | 没有影响 |
| 作物产量 | |
| 大豆 | 没有影响 |
| 玉米青贮饲料 | 没有影响 |
| 高水分玉米 | 没有影响 |
作物和牲畜分离生产会使土壤和其他自然资源退化，同时降低经济回报。此外，草地向农田的转变也对牛的饲料造成了压力。放牧覆盖作物可以作为一种潜在的选择，使作物与畜牧生产重新结合，并扭转作物与畜牧生产分离的不利影响。放牧覆盖作物仍能保持覆盖作物的效益，因为在放牧后，根系和一些残茬仍然存在。覆盖作物放牧已经证明可以提高经济回报(Franzluebbers和Stuedemann, 2007)，同时仍然可以从覆盖作物中获得收益(Faé et al.， 2009;Maughan等人，2009);然而，土壤压实风险可能是一个问题。
虽然有很少的研究评估涵盖作物放牧，但大多数现有研究发现，任何发生的浅层土壤压实都不足以影响产量。耕作和土壤湿度可能影响覆盖作物放牧对土壤压实的影响。内部内卡斯加州的带状耕作下的一项研究发现，放牧覆盖作物在三年中增加了土壤压实，但是在另外两年（Blanco-Canqui，等，2020）中可能会减轻潜在压实的剥离覆盖作物。
另一方面，与常规耕作（薄片耕作6-8的磁盘在耕作6-8升至6-8的磁盘下，佐治亚的一项研究发现压实增加了更多。这表明保护耕作，例如止血或剥离，可能比常规耕作在放牧覆盖作物时更有益。格鲁吉亚的另一个研究发现，由于土壤湿润的降雨量上面的平均降雨量增加了土壤压实并因此降低了棉花产量（薛福伯格等，2014），在春季春季饲养覆盖作物。因此，当覆盖粮食放牧时，土壤湿度也很重要。
为了进一步改善我们对覆盖作物放牧的理解可能会影响土壤性质和作物产量，我们在2019年和2020年进行了一项研究，在淤泥壤土土壤上的灌溉无大豆旋转下的田间燕麦覆盖茶草覆盖茶几上的研究在内布拉斯加州东部。我们的结果表明，秋季/冬季覆盖作物放牧不会产生负面影响土壤或作物产量（图1）。这些结果与其他秋季/冬季覆盖作物放牧研究类似，但也应该注意我们的研究只有在旋转玉米阶段后的覆盖作物，因此放牧仅发生在每隔一年中，可能会降低放牧的任何累积影响。
现场管理
我们的覆盖作物放牧实验是2015年在内布拉斯加州米德附近的东内布拉斯加研究和教育中心建立的。本试验设2块试验田，每块52亩，采用中心支点灌溉和免耕方式。玉米-大豆轮作，每一块田切成两半，一半田作为青贮玉米收获，另一半田作为高水分玉米收获。青贮玉米在9月1日左右收割，高水分玉米(水分约32%)在9月15日左右收割，比典型干玉米(水分约15%)收割提前25天左右。在玉米收获后，以每英亩96磅的速率进行了匹马力燕麦覆盖作物的钻孔(图2)。在覆盖作物种植后，每英亩从硝酸铵中获得了40磅氮。大豆收获后没有种植覆盖作物。
牛管理
从11月到12月，牛的放养率从每英亩0.6头到1.7头不等，整个研究中牛的初始体重从507磅到553磅不等。以目标放牧期为70 d计算载畜率，分别计入玉米青贮覆盖作物生物量和高水分玉米覆盖作物生物量加玉米残茬量。在头两年，每头牛每天的饲料供给约为25.6磅，在最近三年，每头牛每天的饲料供给约为39.0磅。在5年的试验中，放牧仅发生在玉米轮作期后的秋末/冬季，放牧时间为30 ~ 69天。根据轮作，五年期间，一块地放牧两次，另一块地放牧三次。
覆盖作物放牧损害土壤吗?
覆盖作物放牧对土壤压实、风或水侵蚀潜力(表示为湿和干团聚体稳定性)、水分入渗、保水、有机物、颗粒有机物(土壤微生物容易接触到的有机物的一部分)、或微生物生物量(图1)。这些发现强烈表明，覆盖作物放牧不会损害土壤。
为什么可能放牧不影响土壤？
认为在本试验中覆盖作物放牧对土壤压实没有影响，因为:
- 放牧只发生在玉米-大豆轮作的玉米期之后，减少了放牧的频率(每隔一年放牧一次)。
- 试验地点选在土壤有机质含量高的土壤(0 ~ 8英寸范围内4.2%)，土壤有机质能防止土壤压实。
- 放牧发生在晚秋，与春天相比，土壤不太可能潮湿，因为春天有更多的降雨。
- 自然的冻融和干湿土壤循环可以自然地打破任何潜在的土壤压实。
由于牛的摄食和践踏，覆盖作物放牧移走了约47 - 87%的覆盖作物生物量(图3)。然而，大部分被移走的生物量实际上是由于践踏而并入土壤表面，在系统内保留了覆盖作物的残渣。此外，牛的摄入量从系统中带走了很少的营养物质，因为牛排泄了放牧期间消耗的大部分营养物质。基于上述原因，我们认为本研究中覆盖作物的放牧可能没有对土壤性质产生负面影响，这是因为践踏被覆盖作物地上生物量、被覆盖作物根系生物量的增加以及放牧频率(每隔一年)的减少。
覆盖作物放牧会影响作物产量吗?
覆盖作物放牧对大豆或玉米产量没有影响（图1），类似于先前的覆盖作物放牧实验。在春季湿土壤条件下只有两项研究报告产量从覆盖作物放牧（Schomberg等，2014）或从夏季覆盖作物从夏季覆盖食物放牧减少残留盖（Franzluebers和Stedemann，2007）中增加了土壤水蒸发。我们的学习网站被灌溉并在秋冬放牧。
我应该吃封面作物吗？
- 在这项研究中，与非放牧覆盖作物相比，覆盖作物放牧对土壤压实，风或水蚀潜力，水浸润，水保留，有机物，颗粒状有机物或微生物生物量没有影响。因此，根据本研究的条件，秋季/冬季覆盖作物放牧对土壤性质没有负面影响。此外，涵盖作物放牧对作物产量没有影响。
- 在以往的研究中，覆盖作物放牧对土壤压实有一定的影响，这取决于耕作制度和放牧时的土壤条件。根据现有的少量研究，建议保护性耕作——例如不耕作或条状耕作——可以防止压实可能造成的累积影响，但应避免常规耕作。
- 根据我们和其他人的实验，覆盖作物放牧可能是一种重新整合作物和畜牧业生产的策略，而不会在很大程度上降低土壤特性或影响作物产量。
确认
我们感谢内布拉斯加州环境信托基金和美国农业部SARE对这项研究的资助。此外，我们还要感谢Kallie Calus、McKenna Brinton、Benjamin Hansen、Kristen Ulmer、Zachary Carlson和Fred Hilscher在这项研究中的工作。此外，我们感谢Mark Schroeder和东内布拉斯加州研究和教育中心的团队进行野外管理，Husker Genetics获得并种植燕麦，Elizabeth Jeske进行土壤微生物分析，以及所有协助野外工作的本科生和研究生。
参考
Blanco-Canqui, H.， Drewnoski, M. E.， MacDonald, J. C.， Redfearn, D. D.， Parsons, J.， Lesoing, G. W.， and Williams, T.(2020)。植被覆盖会损害土壤并降低作物产量吗?Agrosyst。，Geosci。＆环境。，3：1-11。https://doi.org/10.1002/AGG2.20102
Faé， G. S.， Sulc, R. M.， Barker, D. J.， Dick, R. K.， and Eastridge M. L. 2009。将冬季一年生牧草整合到免耕玉米青贮系统中。阿格龙。J。,101：1286-1289。DOI：10.2134 / AGRONJ2009.0144
Franzluebbers, a.j. & Stuedemann, j.a.(2007)。美国南皮埃蒙特作物和牲畜综合生产的耕作系统对作物和牛的响应更新。Agr。和食品系统。22日:168 - 180。doi: 10.1017 / S1742170507001706。
Franzluebbers, A. J.和Stuedemann, J. A. 2008。美国南部山前平原常规耕作和免耕对牛放牧覆盖作物的土壤物理响应土壤耕作Res。100:141 - 153。doi: 10.1016 / j.still.2008.05.011
Maughan, M. W.， Flores, C. J. P.， Anghinoni, I.， Bollero, G.， Fernández, F. G.和Tracy, B. F. 2009。伊利诺斯州农畜结合下的土壤质量和玉米产量。阿格龙。J。,101：1503-1510。DOI：10.2134 / AGRONJ2009.0068
Schomberg, H. H.， Fisher, D. S.， Reeves, D. W.， Endale, D. M.， Raper, R. L.， Jayaratne, K. S. U.， Gamble, G. R.， & Jenkins, M. B.(2014)。棉花免耕放牧冬季黑麦覆盖作物:产量与经济。阿格龙。J。,106: 1041 - 1050。doi: 10.2134 / agronj13.0434。
额外的资源
玉米青贮后种植燕麦对土壤的影响(https://youtu.be/t9QfXrYAJig）
玉米青贮饲料和高水分玉米后种植燕麦的放牧潜力和经济学
（https://youtu.be/oGnbI5tPdSE）
覆盖作物放牧:对土壤和作物产量的影响(//www.p-p-f.com/2019/cover-crop-grazing -impacts-selsoils-and-crop-yields.）
一年生冷季作物(覆盖作物)，用于晚秋和早春饲草(https://beef.unl.edu/double-cropped-cool-season-annuals）
在三年的非灌溉旋转中放牧覆盖作物的影响与经济学（//www.p-p-f.com/2021/effects-and-economics-grazing-cover-crops-three-year-non-irrigated-rotation）
在种植和使用覆盖作物前检查除草剂限制(//www.p-p-f.com/2019/check-herbicide-restrictions-planting-and-using-cover-crops）