Eine konsequente Unkrautbekämpfung und Stickstoffverfügbarkeit sind wichtige Faktoren für die Bestimmung des Ertrags bei der ökologischen Direktsaat von Mais. Die Verwendung von Deckfruchtmulchen zur Unkrautbekämpfung kann die Abhängigkeit der Bioproduzenten vom Anbau verringern und damit das Versagen der Unkrautbekämpfung aufgrund ungünstigen Wetters verringern. Das Pflanzen einer Deckfruchtmischung aus Getreide und Hülsenfrüchten kann die doppelten Vorteile der Unkrautbekämpfung und der Fruchtbarkeitsversorgung bieten. Abhängig von der Stickstoffverschleppung aus der vorherigen Bewirtschaftung kann ein zusätzlicher Dünger erforderlich sein, der über die durch die Mineralisierung der Deckfrucht bereitgestellte hinausgeht, um den Maisertrag zu maximieren. In dieser Veröffentlichung werden Überlegungen zum Deckfruchtmanagement und zum Starterdünger für Erzeuger erörtert, die an der ökologischen Direktsaat von Mais interessiert sind.
Wie kann ich meine Deckfrucht verwalten, damit dieses System funktioniert?
Deckfrüchte können mit einem Rollcrimper beendet werden, wodurch ein Mulch entsteht, der Unkraut unterdrückt. Eine Deckfrucht kann Unkräuter unterdrücken, indem sie die Lichtverfügbarkeit für Unkräuter verringert und Allelochemikalien (die das Wachstum anderer Pflanzen hemmen) während der Zersetzung von Deckfruchtrückständen freisetzt.
Die Produktion von Biomasse mit hoher Deckfrucht ist der Schlüssel zur saisonalen Unkrautbekämpfung durch Mulch aus Deckfrucht. Getreide-Deckfrüchten können eine hohe Biomasseproduktion erzielen, haben jedoch einen begrenzten Wert für die Stickstofffreisetzung in der Frühsaison, während Hülsenfrucht-Deckfrüchten eine erhebliche Stickstofffreisetzung bewirken können, jedoch häufig keine saisonale Unkrautbekämpfung bieten. Die Verwendung einer Getreide-Hülsenfrucht-Deckfruchtmischung kann gleichzeitig Stickstoff liefern und Unkraut unterdrücken. Die Etablierung von Deckfrüchten im Frühherbst in einem konventionell bestellten Saatbett unter Verwendung einer Getreidebohrmaschine kann dazu beitragen, Biomasse mit hoher Deckfrucht zu erzielen.
Zwei Jahre Forschung am Labor für nachhaltige landwirtschaftliche Systeme (Beltsville, MD), an der North Carolina State University (Kinston und Salisbury, NC) und am Rodale Institute (Kutztown, PA) führte zu einer Produktion von Biomasse mit hoher Deckfrucht aus einer Mischung aus Getreide-Roggen (90 Pfund pro Morgen) und Haarwicke (12 Pfund pro Morgen), die früh mit einem kleinen Kornbohrer ausgesät wurde (Tabelle 1; Abbildung 1).
Die Aussaat von Deckfrüchten würde ungefähr 60 US-Dollar pro Morgen kosten. Der Stickstoffgehalt der Deckfrucht lag zwischen 85 und 173 Pfund pro Morgen über die Standorte (Tabelle 2). An allen Standorten dominierte Getreide-Roggen die Biomasse der Deckfrucht in der Mischung (Tabelle 2). Haarwicke trug mehr zur Biomasse der gesamten Deckfrucht in den Kinston-Umgebungen bei, die eine geringe Stickstoffverschleppung aus dem vorherigen Management aufwiesen (Tabelle 2).
Die Deckfruchtbeendigung war für das Weichteigstadium des Getreideroggens und die 100-prozentige Blüte der Haarwicke vorgesehen. An mehreren Standorten konnten wir erfolgreich Mais in eine Deckfrucht pflanzen, die ein bis drei Wochen vor dem Pflanzen eingestellt wurde. Dies kann auf ein saubereres Schneiden durch den Deckfruchtmulch durch den Pflanzer zurückzuführen sein, da die Deckfrucht zwischen Beendigung und Maispflanzung austrocknet.
Die Bodenfeuchtigkeit kann auch wieder aufgefüllt werden, wenn sich das Pflanzen nach Beendigung der Deckfrucht verzögert. Die Empfehlungen unterscheiden sich hinsichtlich des Zeitpunkts, zu dem Deckfrüchten durch Walzencrimpen beendet werden sollen, und es sind Erfolge bei der Beendigung der Deckfrucht sowohl vor dem Pflanzen als auch beim Pflanzen zu verzeichnen.
An den meisten Standorten wurde kein ausgedehntes Nachwachsen der Deckfrucht zwischen dem ersten und dem zweiten Crimpereignis der Deckfruchtwalze beobachtet. Am Standort Kinston 2013 haben wir ein gewisses Nachwachsen der Deckfrucht beobachtet, und beim Maisspitzen trat ein zweites Walzencrimpereignis auf.
An sechs der sieben Stellen wurde eine ausgezeichnete Unkrautunterdrückung beobachtet (Abbildung 2, Abbildung 3, Abbildung 4). Die Unkrautbekämpfung wurde am Standort Kinston 2013 beeinträchtigt, wo nur 5,649 Pfund Deckfruchtbiomasse pro Morgen erreicht wurden (Tabelle 2). Der Standort Kinston 2013 wies eine geringe Stickstoffverschleppung aus dem vorherigen Management auf, was das Wachstum von Getreide-Roggen einschränkte. Das Ergebnis war insgesamt weniger Biomasse aus Deckfrüchten, was die Fähigkeit des Deckfruchtmulchs beeinträchtigte, Unkraut zu unterdrücken.
Wie kann ich mit diesem System einen respektablen Maisstand erreichen?
Das Einpflanzen in Biomasse aus schweren Deckfrüchten kann für einige Bioproduzenten eine Herausforderung sein. Die leitenden Forscher in diesem Projekt haben die Direktsaat-Pflanzgefäße kontinuierlich modifiziert, um ein Pflanzgefäßdesign zu erstellen, das zuverlässig und effizient in schwere Deckfruchtbiomasse pflanzt. Zu den aktuellen Pflanzermodifikationen gehören sowohl Schneidemaschinen für schwere Rückstände als auch Yetter-Rückstandsmanager (Yetter Profitable Solutions, Colchester, IL), die an einer zusätzlichen vorderen Symbolleiste angebracht sind (Abbildung 5).
Wenn die Pflanzbedingungen keine saubere Scheibe im Deckfruchtrückstand zulassen, muss der Rückstand mit den Yetter-Rückstandsmanagern aus der Erntereihe entfernt werden, um einen guten Kontakt zwischen Saatgut und Boden zu gewährleisten (Abbildung 6). Wenn die Pflanzbedingungen dies zulassen, können die Yetter-Rückstandsmanager angehoben werden, wodurch eine minimale Bewegung der Deckfruchtrückstände aus der Erntereihe ermöglicht wird. Dies minimiert den Unkrautdruck in der Reihe (Abbildung 7).
Wenn möglich, sollten die Erzeuger über ein flexibles Pflanzgefäßdesign verfügen, das je nach Pflanzbedingungen Optionen für die Bewegung von Rückständen von Deckfrüchten bietet. An diesen Standorten wurden keine perfekten Stände erzielt. Die Bestände waren jedoch besser als bei früheren Untersuchungen in diesem System.
Wann muss zusätzlich zur Stickstofffreisetzung aus der Deckfrucht Starterdünger verwendet werden?
Um den Maisertrag zu maximieren, kann zusätzlicher Dünger erforderlich sein, der über den durch die Mineralisierung der Deckfrucht bereitgestellten hinausgeht. Topdressing Geflügelstreu, auch als Surface Broadcasting bekannt, ist eine beliebte Strategie für das Fruchtbarkeitsmanagement bei Bio-Maisproduzenten im Südosten, da es bequem und relativ kostengünstig ist. Wenn die Anwendung von Topdress-Geflügelstreu aus Umweltgründen weiterhin stärker reguliert wird, können sich die Erzeuger auf die Verwendung anderer organischer Düngemittelquellen und Anwendungstechniken beschränken.
Viele Bioproduzenten haben immer noch Trockendüngerbehälter auf ihren Pflanzgefäßen, und diese Trockendüngerbehälter können zur Bereitstellung von Starterdünger verwendet werden. Lose Abfälle fließen nicht gut aus den Trockendüngerbehältern, aber pelletiertes Material funktioniert gut. Bioproduzenten können aus mehreren pelletierten organischen Düngemitteln wählen, die sich in Stickstoffgehalt und Preis unterscheiden.
In dieser Forschungsstudie wurde Folgendes bewertet: Topdressing unterschiedlicher Geflügelstreuraten, Untergrundbanden aus organisch zertifizierten Pelletmaterialien und keine zusätzliche Fruchtbarkeit, die über die durch die Mineralisierung von Deckfrüchten erzielte hinausgeht (Tabelle 3). Alle Starter-Fruchtbarkeitsbehandlungen wurden über dieselbe Deckfruchtmischung aus Getreide-Roggen (90 Pfund pro Morgen) und Haarwicke (12 Pfund pro Morgen) bewertet. Die unterirdischen Starterdüngerbehandlungen wurden über einen John Deere 7200 Pflanzer durchgeführt, der mit Trockendüngerbehältern ausgestattet war, die ein unterirdisches Düngemittelband lieferten (Abbildung 8). Pelletierte Düngemittel wurden für die Behandlungen mit unterirdischen Bändern verwendet. Durch Einstellen der Trockendüngerbehälter für eine maximale Düngerabgabe konnte pelletierter Dünger mit 575 bis 625 Pfund pro Morgen geliefert werden. Beachten Sie bei der Verwendung von pelletierten Düngemittelmaterialien, dass die Trichteröffnungen immer noch verstopfen können, wenn die Trichter konische Ausgangsrohre haben.
An den Standorten Beltsville 2013, Beltsville 2014, Kinston 2014, Salisbury 2013 und Salisbury 2014 war der Maisertrag bei der Behandlung mit Topdress-Geflügelstreu mit hoher Rate am höchsten und wurde mit der Behandlung mit Topdress-Geflügelstreu mit niedriger Rate und dem Federmehl unter der Oberfläche verringert Behandlung (Abbildung 9).
Der Maisertrag war am niedrigsten und ähnlich zwischen der unterirdischen Geflügelstreu und keinen zusätzlichen Fruchtbarkeitsbehandlungen an diesen Standorten (Abbildung 9). Federmehl ist eine teure Düngemittelquelle, führte jedoch an diesen fünf Standorten zu Ertragssteigerungen im Vergleich zu keiner Fruchtbarkeit. Für die Erzeuger an einem Standort mit mäßiger Stickstoffverschleppung aus früheren Bewirtschaftungen und Einschränkungen bei der Verwendung von Topdress-Geflügelstreu ist unterirdisches Bindenfedermehl eine praktikable Option zur Steigerung des Maiskornertrags, aber die Wirtschaftlichkeit der Verwendung von Federmehl kann einschränkend sein.
Der Standort Kinston 2013 wies eine geringe Stickstoffverschleppung aus dem vorherigen Management auf, was sich in der in dieser Umgebung erzielten Biomasse der unteren Deckfrucht widerspiegelte (Tabelle 2). Der Maisertrag war bei der Behandlung mit Topdress-Geflügelstreu am größten, und der Maisertrag wurde durch das Vorhandensein oder Fehlen von Unkraut bei dieser Behandlung nicht beeinflusst (Abbildung 10). Dies ist wahrscheinlich auf eine hohe Stickstoffversorgung zurückzuführen, die die Wettbewerbsfähigkeit des Mais gegenüber Unkräutern verbessert.
Im Untergrund und ohne zusätzliche Fruchtbarkeitsbehandlungen an dieser Stelle war die Maisernte nicht mit Unkräutern konkurrenzfähig, und ein starker Unkrautdruck bei diesen Behandlungen beeinträchtigte den Maisertrag nachteilig (Abbildung 10). An dieser Stelle stieg der Maisertrag mit der Behandlung von Geflügelstreu unter der Oberfläche, die nur 17 bis 19 Pfund Stickstoff pro Morgen lieferte (Abbildung 10). Stickstoff wird typischerweise schneller aus Geflügelstreu freigesetzt als aus Federmehl.
Die mit der Behandlung mit pelletiertem Geflügelstreu beobachtete Steigerung des Maisertrags im Vergleich zur Behandlung ohne zusätzliche Fruchtbarkeit kann wahrscheinlich auf eine verbesserte Wettbewerbsfähigkeit des Mais zu Beginn der Saison aufgrund der schnellen Nährstofffreisetzung aus dem Geflügelstreu zurückgeführt werden. Wenn sich ein Erzeuger an einem Standort mit geringer Stickstoffverschleppung befindet, ist es wichtig, durch Starterdüngeranwendungen ausreichend Stickstoff bereitzustellen, um die Wettbewerbsfähigkeit der Pflanzen mit Unkraut und einen hohen Maiskornertrag sicherzustellen.
Am Standort Kutztown 2014 war der Getreideertrag bei allen Starter-Fruchtbarkeitsbehandlungen ähnlich. Dieses Untersuchungsgebiet hat eine lange Geschichte der Verwendung von Hülsenfrüchten und Gülle und daher eine hohe Stickstoffverschleppung aus früheren Managementmaßnahmen. Die Ergebnisse dieses Standorts deuten darauf hin, dass es möglicherweise nicht erforderlich ist, Standorte mit hoher Stickstoffverschleppung aus einer langen Geschichte der Verwendung von Gülle und Hülsenfrüchten, die über die durch die Mineralisierung von Deckfrüchten bereitgestellte hinausgeht, zusätzliche Fruchtbarkeit anzuwenden, um den Maisertrag zu maximieren. Zusätzliche Untersuchungen an Standorten mit hoher Stickstoffverschleppung sind erforderlich, um die an diesem Untersuchungsort beobachteten Ergebnisse zu bestätigen.
Zusammenfassung:
- Die in dieser Studie bewertete Deckfruchtmischung aus Getreide-Roggen (90 Pfund pro Morgen) und Haarwicke (12 Pfund pro Morgen) hatte ein hohes Biomasseproduktionspotential und lieferte anschließend in sechs der sieben Untersuchungsgebiete eine ausgezeichnete Unkrautbekämpfung.
- Starterdüngeranwendungen waren erforderlich, um den Maisertrag an sechs der sieben Untersuchungsgebiete zu maximieren.
- An fünf der sieben Untersuchungsorte wurden bei der Behandlung mit unterirdischem Federmehl im Vergleich zur Zugabe ohne Fruchtbarkeit Steigerungen des Maisertrags beobachtet. Dies weist darauf hin, dass Anwendungen von Federmehl unter der Oberfläche eine praktikable Option zur Steigerung des Maiskornertrags für Erzeuger sein können, deren Fähigkeit, Anwendungen für Geflügelstreu von Topdress durchzuführen, eingeschränkt ist. Die Kosten für Federmehl können jedoch für die Hersteller eine Einschränkung darstellen.
- An unserem Standort mit geringer Stickstoffverschleppung aus dem vorherigen Management wurde die Biomasseproduktion von Deckfrüchten reduziert, und es war eine Anwendung von Topdress-Geflügelstreu erforderlich, um die Wettbewerbsfähigkeit des Mais gegenüber Unkräutern sicherzustellen und den Maisertrag zu maximieren.