Die Entwicklung der Walzencrimper bietet ein alternatives Mittel zum Beenden von Deckfrüchten und zum Anpflanzen von Bio-Cash Crops in gerollten Deckfruchtmulch, der als primäres Instrument zur Unkrautbekämpfung dient. Die Verwendung einer Walzencrimper in Direktsaat-Systemen gewinnt bei ökologischen und konventionellen Getreidebauern an Beliebtheit.
Direktsaatverfahren stellen Viehzüchter vor Herausforderungen, die vor der Standardbearbeitung und dem Anbau von Kulturpflanzen Dünger als wertvolle Fruchtbarkeitsänderungen in ihren Boden einarbeiten. Im Herbst 2012 Rodale Institute In Zusammenarbeit mit dem USDA-ARS Beltsville Agricultural Research Center und der North Carolina State University wurde ein USDA NRCS Conservation Innovation Grant vergeben, um die Herausforderungen bei der Integration von Dunganwendungen in ein System für gerollte Deckfrüchte zu bewältigen und die Nährstoffretention für Tierhalter sicherzustellen.
Im Herbst 2013 wurde ein Forschungsteam bei Rodale Institute, Kutztown, PA, hat sich mit einem Tierhalter zusammengetan, um die vorgeschlagene integrierte Technologie für die Maisproduktion, das Unkrautmanagement und die Bodengesundheit zu demonstrieren und zu bewerten.
Ziel dieses Artikels ist es, den Lesern die neuesten Forschungsergebnisse aus dem Demonstrationsversuch vorzustellen, der auf der Farm des Tierproduzenten in Kutztown, PA, durchgeführt wurde, und abschließend Empfehlungen auf der Grundlage der aus diesem Projekt gewonnenen Informationen abzugeben.
Demonstrationsversuch
Das Team demonstrierte und bewertete die Auswirkungen einer gerollten Deckfrucht mit oder ohne Injektion von Starterdünger - pelletiertem Geflügelmist - auf a) Biomasse und Nährstoffgehalt von Maispflanzen, b) Unkrautbekämpfung, c) Maisertrag und d) Boden Gesundheit. Zum Vergleich wurde die Standardpraxis des Landwirts in die Demonstration einbezogen.
- Deckfruchtmischungen aus Getreide-Roggen (Secale cereale L.) 'Wrens Abruzzi' und Haarwicke (Vicia villosa Roth) 'Purple Bounty' wurden mit Aussaatraten von 90 kg / ha (101 lb / acre) und 12 lb / acre (13.5 lb / acre) gebohrt 13 kg / ha) am 2013. September 2014 und bis zum Frühjahr XNUMX angebaut.
- Drei Behandlungen mit vier Wiederholungen wurden etabliert: gerollte Deckfrucht (CC, kein Dünger), gerollte Deckfrucht mit unterirdischer Streifenbildung aus pelletiertem Geflügelstreumist (CC + PL) und FSP-Behandlung (Standard Practice) des Landwirts. Unten sind die Details:
Standardpraxis für Landwirte:
- Die Tierhalter bauen bis zum Frühjahr Deckfrüchte an, bevor sie die Biomasse mähen und ballen, um ihre Tiere zu füttern. Die Deckfrucht wurde am 22. Mai 2014 gemäht (Bild 1) und gepresst.
- Die Deckfrucht wuchs (sehr wenig) nach, bis sie am 4. Juni 2014 geschnitten und gepresst wurde. Dann wurde Milchmist mit einer Oberfläche von 11 Tonnen / Morgen auf die grünen Rückstände aufgebracht, die den Boden bedeckten.
- Der Boden wurde dann bestellt, zweimal abgetrennt und am selben Tag für die Maispflanzung geebnet, an dem die beiden anderen Behandlungen durchgeführt und mit Mais bepflanzt wurden.
CC- und CC + PL-Behandlungen:
- Die Deckfruchtmischung wurde bis zum 4. Juni 2014 wachsen gelassen, als Getreideroggen die Anthese (Blüte) erreichte und die haarige Wicke eine 50% ige Schotenbildung aufwies.
- Die Deckfrucht wurde bei den CC- und CC + PL-Behandlungen gerollt und gekräuselt. Im Gegensatz zur Standardpraxis des Landwirts wurde die Bodenbearbeitung in den mit CC- und CC + PL behandelten Parzellen NICHT durchgeführt, und der Boden wurde für die Saatbettvorbereitung nicht gestört.
- Am 6. Juni 2014 demonstrierte das Team dem Tierhalter das Rollcrimpen der Deckfrucht, die Injektion von pelletiertem Geflügelstreudünger und das Pflanzen von Maissamen mit dem Monosem®-Maispflanzgefäß in einem Traktordurchgang. Der Mais wurde mit 36,000 Samen / Morgen in Reihen mit einem Abstand von 2.5 Fuß gepflanzt (Foto 2).
- Die CC + PL-Behandlung erhielt 515 lb / Acre pelletisierten Geflügelmist. Es ist wichtig zu beachten, dass in diesem Versuch eine geringe Menge an Starterdünger - pelletierter Geflügelmist angewendet und auf seine Auswirkungen auf den Getreideertrag und die Bodengesundheit bewertet wurde, um zu vermeiden, dass der Boden mit übermäßigem Stickstoff- und Phosphorgehalt belastet wird, der zu Nährstoffen führen kann Verlust oder Ungleichgewicht.
Hauptergebnisse
Deckfruchtbiomasse
Das mittlere Trockengewicht der Deckfrucht betrug 11,840 kg / ha (13,272 lb / acre) bei den Behandlungen mit gerollten Deckfrüchten (CC und CC + PL). Das Trockengewicht überstieg 7,137 kg / ha, den empfohlenen Wert für eine wirksame Unkrautbekämpfung [8,000]. Die Biomasse der Deckfrucht war dicht, was eine Modifikation des Pflanzgefäßes erforderlich machte, um zusätzliches Gewicht zur Erhöhung des Drucks nach unten und die Zugabe von Rückstandsschneidemaschinen zur Erleichterung einer besseren Saatgutablage aufzunehmen [1]. Bei der FSP-Behandlung betrug die durchschnittliche Biomasse der Deckfrucht jedoch 2 kg / ha (5,034 lb / acre), die am 5,642. Mai 22 vom Landwirt entfernt und gepresst wurde.
Maispflanzenbiomasse und Gewebe-N-Konzentration
Die Biomasse von Vollkornpflanzen betrug bei der FSP-Behandlung 15,680 kg / ha (17,561 lb / acre) und war ähnlich wie bei der CC-Behandlung (12,729 lb / acre oder 14,256 kg / ha), jedoch im Durchschnitt höher als bei der CC + PL-Behandlung 12,263 kg / ha). Die mittlere N-Konzentration des Pflanzengewebes in den CC- und CC + PL-Behandlungen betrug 13,734%, während die Zugabe von Milchmist in der Behandlung des Landwirts die N-Konzentration des Pflanzengewebes auf 0.88% erhöhte.
Unkrautbiomasse
Bei allen Behandlungen wurde Unkrautbiomasse zwischen Maisreihen im Wachstumsstadium der Maisseide (R1) entnommen. Es ist wichtig zu beachten, dass bei den gerollten Direktsaat-Behandlungen (CC und CC + PL) während des Maiswachstums kein Anbau stattfand, während bei der FSP-Behandlung der Landwirt viermal kultivierte, bevor die Maispflanzen die Seidenbildung erreichten, eine übliche Standardpraxis in bestelltem Bio-Anbausystem. Trotzdem war die Unkrautbiomasse bei der CC + PL-Behandlung viel geringer als bei der CC- oder FSP-Behandlung.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Unkrautunterdrückung bei der C + PL-Behandlung erreicht wurde und trotz der wiederholten Kultivierung durch den Landwirt den FSP übertraf (Abb. 1, Foto 3). Der gerollte Deckfruchtmulch bei der CC + PL-Behandlung fungierte als physikalische Barriere und begrenzte das für die Keimung und das Wachstum von Unkrautsamen erforderliche Licht [3-4]. Im Direktsaat-System konnten die Arbeits- und Kraftstoffkosten gesenkt werden, da bestimmte Feldarbeiten wie Pflügen, Scheiben zur Vorbereitung des Saatbettes und Anbau zur Unkrautbekämpfung während der Vegetationsperiode entfielen.
Im Vergleich zur FSP-Behandlung reduzierte der gerollte, gekräuselte Deckfruchtmulch die Bodenerosion und den Verlust von Wasser und Nährstoffen (Feldbeobachtungen bei starken Regenfällen), reduzierte die Wasserverdunstung (Bild 4) und reduzierte den CO3-Fußabdruck. Die Injektion von Starterdünger verbesserte die Vitalität der Sämlinge und den Verschluss des Baldachins (Bild XNUMX, rechts) und reduzierte das Eindringen von Licht in Unkrautsamen, die normalerweise für die Keimung und das Auflaufen erforderlich sind.
Maisgetreideertrag
Höhere Maiserträge wurden in der gerollten Deckfrucht mit injizierter Geflügelstreu (CC + PL) -Behandlung erzielt und waren ähnlich wie bei der FSP-Behandlung (Abb. 2). Die Ergebnisse zeigen auch, dass es wichtig war, zum Zeitpunkt des Pflanzens eine organische Änderung hinzuzufügen, um die Maisgetreideerträge bei der ökologischen Maisproduktion auf der Basis von Direktsaatpflanzen zu steigern (Abb. 2). Die Zugabe von Geflügelmist erhöhte den Maisertrag um 19 bu / Acre, was einer Umsatzsteigerung von 247,000 USD auf 1000 Acres Mais entspricht, die zu 13 USD / bu verkauft wurden.
Bodennitrat
Die mittleren Bodennitratwerte bei der FSP-Behandlung waren höher als bei den CC- oder CC + PL-Behandlungen zwischen V5 und R1 (Abb. 3). Die Nitratwerte im Boden bei den CC- und CC + PL-Behandlungen betrugen ≤ 10 ppm, der maximale Kontaminationsgrad (MCL), während der Nitratgehalt bei der FSP-Behandlung den MCL für Mais während V5 und R1 überstieg.
Schlussfolgerungen
- Der gerollte, gekräuselte Deckfruchtmulch war dicht und reduzierte das Eindringen von Licht in Mengen, die ausreichten, um das Auftreten von Unkrautsamen zu verringern und das Wachstum von Unkraut zu unterdrücken.
- Die Injektion von Starterdünger verbesserte die Maiserträge im Vergleich zur Standardbehandlung des Tierproduzenten.
- Das vorgeschlagene System verbesserte nicht nur die Unkrautbekämpfung und lieferte einen respektablen Maisertrag, sondern reduzierte auch die Arbeits- und Energiekosten, schützte den Verlust von Wasser und Nährstoffen an die Umwelt, verbesserte die Bodengesundheit durch Reduzierung der Bodenbearbeitung und lieferte eine Nahrungsquelle für Bodenmikroorganismen.
- Diese Studie ermöglichte es dem Forschungsteam, den Tierhalter während des gesamten Prozesses erfolgreich zu demonstrieren und einzubeziehen. In einigen Fällen lieferte der Landwirt Informationen zu Pflanzeränderungen, einschließlich zusätzlicher Gewichte, damit die Restschneider die dichte Deckfrucht durchschneiden konnten. Die Erfahrungen, die der Landwirt während dieses Versuchs gesammelt hat, haben ihn motiviert, neue Möglichkeiten für die Entwicklung oder Modifizierung seiner eigenen Ausrüstung zu erkunden, um Direktsaat-Systeme auf seiner eigenen Farm zu implementieren.