玉米和大豆早季间作田间研究结果(2019-2022年)
间种覆盖作物是将覆盖作物播种到正在生长的经济作物中。目标可以包括杂草控制,去除多余的氮,提供额外的氮,提供多样性,并在收获前建立饲料生产。
除了在玉米收获后种植谷物黑麦和/或毛豆,在玉米收获后成功种植覆盖作物的选择很少。在过去的五年里,人们对覆盖作物在玉米和大豆生长季节早期进行播种机或撒播的兴趣越来越大。2019年内布拉斯加州的两项农场研究表明,对照处理和间种覆盖作物之间没有产量差异。这激发了人们对更全面研究的兴趣。
这里分享的农场研究成果是内布拉斯加州推广部、大自然保护协会、Upper Big Blue NRD、家乐氏和合作农民为期三年(2020-2022)合作的结果。研究评价了间种覆盖作物对早季玉米(V3-V5)和大豆(VC-V2)产量和土壤质量的影响。所有的地块都是用钻机将种子播种到玉米行之间的土壤中。2020年土壤湿度优良,覆盖作物出苗情况良好。然而,在2021年和2022年,土壤表面干燥,导致没有灌溉的出苗率很低。
网站
6个站点评估了玉米间播的影响,2个站点评估了大豆间播的影响。2020-2022年,研究地点位于苏厄德、约克、克莱和汉密尔顿县(图1)。研究地点详情见表1。所有覆盖作物在玉米的v3 ~ v5生育期和大豆的VC或V2生育期进行杂交。在9月下旬测量了所有玉米场地的覆盖作物和杂草生物量(图2)。在2020年9月和2022年9月采集了初始土壤和土壤健康(PLFA和Haney)样本,以确定对土壤的任何影响(表2)。
结果:杂草和覆盖作物生物量
杂草和覆盖作物的生物量在每年收获和霜冻前的9月下旬测量。在每个处理的中心共剪三次相当于行宽平方的面积,并将样品分为杂草和覆盖作物。检查处理只包含杂草。覆盖作物累积的平均生物量因地点和年份而异(图2)。
2020年在美国,由于红开膛豇豆的积极生长和2020年7月9日的一场风暴打开了玉米树冠,生物量增加了。站点2的平均生物量为277 lb/ac,站点4的平均生物量为2192 lb/ac。
2021年在氮和多样性混合物中,铁和粘土豇豆取代了红开膛豇豆,以减少侵略性生长。在2021年的许多地点,玉米的覆盖作物将受益于间播后不久的灌溉,以帮助在干旱的6月初建立。覆盖作物生物量从3点的平均87磅/吨到6点的710磅/吨不等。
2022年在美国,6月14日的冰雹导致了3号和6号站点的损失。由于除草剂残留问题干扰间种,4号和5号站点被放弃。站点1和站点2由于覆盖作物提前浇水,覆盖作物的出苗和生长状况良好。站点2的一个非常高的宽叶玉米杂交种遮蔽了萌发和生长的覆盖作物,在9月下旬大大减少了生物量。在地点1,缺乏雨水和地下滴灌系统,而不是中心支点可能降低了残留在发芽前除草剂的效力。这种情况加上出现后施用除草剂时的干燥条件可能是该地点杂草生物量较高的原因。覆盖作物生物量从站点2的平均121 lb/ac到站点1的平均3926 lb/ac不等。
在测量生物量的12个案例中,有10个案例表明间种覆盖作物处理的总生物量(杂草和覆盖作物)高于对照处理。为了避免在收获前对大豆造成损害,7号站点没有测量大豆生物量;8号站点在收获前没有测量生物量,因为厚厚的大豆冠层遮蔽了覆盖作物。
结果:收益率和净收益率
产量和边际净收益影响因地点而异(图3)。产量都是通过校准的产量监测器或称重车收集的。
玉米产量与对照相比,在12个立地年中,间种覆盖作物的立地年减少了6个。总体而言,2020年和2021年的玉米产量都受到7月9日在10个玉米产地中的7个地区发生的大风事件的影响。2022年,由于冰雹的影响,6个地点中只有2个获得了产量,影响了2个地点的玉米作物和之前大豆作物残留的除草剂,影响了另外2个地点的间播可行性。
大豆产量间种处理与对照处理间无差异。
边际净收益与12个玉米立地年中的10个立地年和2个大豆立地年中的1个立地年的检查相比,间种覆盖作物的检查较低。边际净收益经济学包括了覆盖作物的种子和播种成本,但不包括覆盖作物可以提供的额外效益,如放牧、土壤改良等。
结果:土壤测量
土壤磷脂脂肪酸(PLFA)、哈尼试验和标准土壤试验于2020年9月和2022年9月(研究的第一年(2020年)和第三年(2022年))收集,用于检查和间种覆盖作物(表2)。微生物总量和真菌种类作为土壤质量指标。Solvita®测试测量微生物排放的二氧化碳。哈尼土壤健康评分是土壤健康的综合指标。样本于2020年9月和2022年9月在0至8英寸的深度采集。在一个试验点内,从一个给定治疗的所有重复中获得的样本被组合起来进行分析。以下分析考察了杂交覆盖作物对六个地点土壤的影响。
主要观察及总结
- 通过在V3-V4玉米中间种,同时使用多种出苗前除草剂化学品,可以获得多种覆盖作物物种的出苗和建立。通过钻孔获得良好的种子与土壤接触是关键。我们建议在V3玉米中间种。
- 在干旱的春季,间播后的灌溉和/或降雨对覆盖作物的建立至关重要。可能需要运行枢轴一到两次,每次增加0.5英寸。
- 覆盖作物生物量在收获时一直存在。除了2021-2022年的干燥冬季,我们一直有覆盖作物存活(甜三叶草、红三叶草、毛豌豆、黑麦草)。
- 总体而言,除2020年外,间播造成的产量损失最小,届时风灾导致玉米冠层打开,覆盖作物获得更多阳光。
- 在监测土壤湿度的一个地点(地点3),覆盖作物没有比检查处理使用更多的水。
- 昆虫(蚱蜢和日本甲虫)优先吃覆盖作物。在杂交条带中观察到昆虫取食覆盖作物,而在对照条带中观察到昆虫取食玉米。
- 荞麦和亚麻似乎增加了覆盖作物间种的传粉者数量和昆虫多样性。
- 荞麦和豇豆是第一批出现的覆盖物,它们的大叶子迅速遮蔽了地面,有助于控制杂草。快速出苗使它们成为间种覆盖作物组合的理想选择。饲用羽衣甘蓝覆盖地面有助于控制杂草,收获后可用于放牧。
- 杂交的谷物黑麦的冬季存活率参差不齐。一年生黑麦草和意大利黑麦草在杂交中表现良好,与谷物黑麦相比,冬季存活率更高。
- 黄甜三叶草具有优良的成活率和产氮能力,但难以杀死。这在玉米-大豆轮作中是个问题。
- 在出苗期播种大豆时,小麦无法存活,但三叶草存活了下来。苜蓿和小麦对大豆产量没有影响。
- 玉米杂交在间种时尤为重要。非常高,大叶片的杂交种导致间种覆盖作物的阴影。
- 为了评估覆盖作物对养分的贡献,我们学会了提交覆盖作物生物量样本进行养分分析。
- 土壤湿度至关重要。在地下滴灌的田地里,顶部几英寸的土壤在夏天会变得非常干燥,导致覆盖作物死亡。此外,即使在轮轴灌溉的玉米田,在灌溉停止后的秋天,土壤的上端也会变得非常干燥;然而,覆盖作物此时仍在利用水分,并没有衰老。如果玉米收获后不保持土壤水分,覆盖作物就会死亡。
在线农学硕士
在线课程专注于行业应用和研究,为当今的专业人士提供最大的灵活性。