Bio-Getreideproduzenten verlassen sich auf den mechanischen Anbau, um Unkraut zu bekämpfen, und verwenden Reihengrubber zwischen Reihen und Kreiselhacken oder Eggen über den Reihen. Häufige Bodenbearbeitung schwächt jedoch die Bodengesundheit [1]; bringt vergrabene Unkrautsamen an die Bodenoberfläche, wo sie eher keimen und mit Kulturpflanzen konkurrieren, was möglicherweise die Erträge und die Gewinne der Erzeuger verringert. Bio-Getreideanbauer interessieren sich zunehmend für die Verbesserung der Bodengesundheit, indem sie die Bodenbearbeitungshäufigkeit verringern und die Bodenoberfläche während der Wintersaison mit Deckfrüchten bedecken.
Die Verwendung von Deckfrüchten zusammen mit reduzierter oder nicht bearbeiteter Bodenbearbeitung verbessert die Bodengesundheit und die Rentabilität. Dies kann durch die Integration von Deckfrüchten und die Roller-Crimper-Technologie erreicht werden [2].
Die Rolle der Walzencrimper (Bild 1) besteht darin, die stehende Deckfrucht zu rollen und zu crimpen und so einen bodendeckenden Mulch zu bilden.
Dieser Ansatz hat viele Vorteile:
- reduziert oder eliminiert den Anbau,
- reduziert Bodentemperaturschwankungen,
- fördert die Unkrautbekämpfung,
- baut den Gehalt an organischer Substanz im Boden und die Bodenstruktur auf; und
- Schont die Bodenfeuchtigkeit.
Ökosystemleistungen von Deckfrüchten
Deckfrüchte spielen mehrere Rollen bei der Verbesserung der Systemleistung durch eine verbesserte Stickstofffixierung und Nährstoffkreisläufe, die biologische Vielfalt des Bodens, die Infiltration und Speicherung von Wasser sowie den Gehalt an organischer Substanz im Boden. verringerte Bodenerosion, Verdichtung sowie Schädlings- und Unkrautdruck; und verbesserte Bodenstruktur [3-5].
Hülsenfrucht-Deckfrüchte wie die Haarwicke (Vicia villosa Roth) und die österreichische Wintererbse liefern Stickstoff (N) für Cash Crops, liefern jedoch selten ausreichend N für Pflanzen mit hohem N-Bedarf wie Mais. Getreidemulche wie Roggen (Secale cereale L.) können durch Immobilisierung von N den gegenteiligen Effekt haben und einen längeren Einfluss auf die Bodenfeuchtigkeit und die Unkrautdynamik haben. Es wurde gezeigt, dass physikalische [6] und nicht allelopathische [7] Einflüsse von Getreide-Roggen-Rückständen die Keimung und den Wachstumsprozess von Unkraut vieler Pflanzenarten hemmen, insbesondere weil die aktiven phytotoxischen Verbindungen möglicherweise nicht länger als 2 Wochen nach Beendigung des Roggens im Boden vorhanden sind [8 ].
Eine dichte, gleichmäßige Deckfrucht ist erforderlich, um einen bodenbedeckenden Mulch zu schaffen, der die Unterdrückung von Unkraut verbessert. Zur wirksamen Bekämpfung von jährlichen Unkräutern hat die Forschung gezeigt, dass mindestens 8,000 kg ha-1 Roggen oberirdische trockene Biomasse vorhanden sein müssen, um zum Zeitpunkt des Walzens einen Mulch mit einer Tiefe von mindestens 10 cm zu erzeugen [9].
Deckfruchtmanagement ist der Schlüssel
Eine erfolgreiche Unkrautbekämpfung mit Deckfruchtmulchen hängt nicht nur stark von der Menge der Biomasse ab, sondern auch von der Zersetzungsrate. Beim Rollen der Deckfrüchte beginnt die Zersetzung. Die Zersetzungsrate von gerollten Deckfrüchten kann je nach Art der Deckfrucht variieren. Hülsenfruchtmulche zersetzen sich schneller (50% Trockenmasse können in den ersten drei Wochen verloren gehen) als solche mit Getreide-Deckfrüchten (50% Trockenmasse können in neun Wochen verloren gehen) [10]. 
Wenn Sie eine Mischung aus Hülsenfrüchten und Grasbedeckungspflanzen pflanzen (Bild 2), erhalten Sie beim Rollen eine schnell wachsende, dichte Bodenbedeckung und dickeren Mulchrückstand (Bild 3). Deckfruchtbiomasse kann hauptsächlich mit der Aussaatrate und der Pflanzzeit manipuliert werden. Der frühe Anbau von Deckfrüchten im September und nicht später im Oktober (im Nordosten) liefert genügend Biomasse, um die Bodenoberfläche zu bedecken und eine gute Wurzelbiomasse aufzubauen, bevor der Boden im Winter gefriert. Im Frühjahr wachsen Deckfruchtmischungen wie Getreide-Roggen mit Haarwicke weiter und nehmen an Biomasse zu. Rückstände von gerollten Deckfruchtmischungen, die Haarwicke und Getreide-Roggen enthalten, liefern N und zersetzen sich langsamer als bei der Bodenbearbeitung der Biomasse in einem Maisproduktionssystem. Eine solche Deckfruchtmischung kann eine oberirdische Biomasseproduktion zwischen 8,922 und 10,706 kg pro Hektar zwischen 10,000 und 12,000 lb / acre liefern.
Bedeutung der richtigen Ausrüstung
Jeff Moyer modifizierte einen Monosem®-Maispflanzer und enthielt die Pequea-Turboscheiben-Bodenschneider und 130 Pfund zusätzliches Gewicht pro Reiheneinheit, um die gerollte Deckfrucht zu durchschneiden.
Trotz vieler Erfolge beim Walzen von Hülsenfrüchten bei Rodale InstituteDas Einpflanzen von Mais ohne oder mit reduzierter Bodenbearbeitung in dichte Deckfruchtrückstände, die Getreide-Hülsenfrucht-Deckfruchtmischungen enthalten, kann eine Herausforderung sein. Eine dicke Schicht von Pflanzenresten auf der Bodenoberfläche kann die Leistung des Pflanzgefäßes und den Kontakt zwischen Samen und Boden beeinträchtigen (Bild 4), die Population der Maispflanzen verringern und folglich den Ertrag steigern.
Um dieses Problem zu lösen, fügte Herr Moyer vorne Restschneider hinzu, um sicherzustellen, dass die dichten Rückstände der Deckfrucht vor dem Bohren in Maissamen durchtrennt werden (Bild 5).
Der Rückstandsschneider ist mit John Deere 7000-7200-1750 Pflanzgefäßen kompatibel. Die Kombination aus Federdruck, einer geraden Klinge und den Gummirädern zum Halten der dicken Rückstände ergibt einen sauberen Schnitt.
Darüber hinaus können die Yetter-Manager für Haifischzahnrückstände (dh Reihenreiniger) (Yetter Manufacturing Co Inc., IL), die vor jedem Pequea-Turbo-Bodenschneider (Foto 6) platziert sind, zur Verbesserung der Pflanzenbildung verwendet werden.
Diese Modifikation verbesserte das Schneiden durch die gerollte Deckfrucht, die Vorbereitung des Saatbettes, das Bohren von Maissamen ohne Fehlen (Bild 7), die Keimung der Samen und das Pflanzenwachstum (Foto 8).
Zusammenfassung
Häufige Bodenbearbeitung stört die Bodenbiota und -struktur und verschlechtert schließlich die Gesundheit der Bodenbiota †. Die Integration von Deckfrüchten und Walzencrimper-Technologie bot den Erzeugern ein alternatives Managementsystem, um die Bodenbearbeitung zu reduzieren oder zu eliminieren. Dieses System bietet erweiterte Ökosystemleistungen für Deckfrüchte, indem die Dauer der lebenden Deckfrucht im Winter verlängert und im Frühjahr zu Mulch gerollt wird. Dieses System reduziert die Bodenbearbeitung, verbessert die Bodengesundheit, unterdrückt Unkraut und erhöht die Rentabilität.
In ökologischen Systemen sind Getreidebauern daran interessiert, reduzierte oder Direktsaatverfahren anzuwenden, um die Produktivität von Kulturpflanzen und Böden zu verbessern. Für eine erfolgreiche Unkrautbekämpfung wird eine dichte, gleichmäßige Deckfruchtbiomasse benötigt. Das Einpflanzen von Maiskorn in dicken Deckfruchtmulch kann eine Herausforderung sein. Diese Herausforderungen können durch die Verwendung geeigneter Geräte bewältigt werden.
In diesem Artikel haben wir die Herausforderungen und Änderungen am Monosem® Maispflanzgefäß hervorgehoben. Durch die Integration der Walzencrimper, der Rückstandsschneider, der Pequea-Schneidemaschinen und der YetterTM-Haifischzähne in den Maispflanzer gelang es uns, die dichte Mulchschicht zu rollen, zu crimpen und zu schneiden und folglich die Maisbildung zu verbessern und das Unkrautmanagement während der gesamten Vegetationsperiode zu verbessern ohne Bodenbearbeitung.
Dieses System ermöglichte es uns auch, in einem Durchgang Mais anzupflanzen und mit pelletiertem Hühnermist zu düngen, anstatt mehrere Durchgänge mit Maschinen über die Bodenoberfläche zu fahren, um diese Vorgänge durchzuführen.
Langfristig würde die Anwendung dieser Praktiken die Kohlenstoffbindung im Boden, die Effizienz der Wasser- und Nährstoffnutzung verbessern, die Brennstoff- und Arbeitskosten senken und folglich die Erträge und die Rentabilität steigern.