In 2017, Rodale Institute initiiert a Vierjahresversuch Untersuchung der Auswirkungen von Industriehanf auf die Bodengesundheit, die Unkrautbekämpfung und andere Verwendungszwecke. Das Projekt hat gerade sein drittes Jahr abgeschlossen. Weitere Informationen zu Umfang, Methodik und Ergebnissen der Studie nach zwei Jahren finden Sie unter „Industriehanfversuche: Vorläufige Ergebnisse, ”Veröffentlicht im Jahr 2019.
Wichtige Updates
- Hanf fördert und sammelt Schwermetalle in seinen Geweben, was ihn zu einer lebensfähigen Bioremediationspflanze macht.
- Im dritten Jahr wurde eine Nährstoffmanagementstudie gestartet, die sich auf die Erforschung der Fruchtbarkeitsanforderungen für Industriehanf konzentrierte. Dies wurde durch Beobachtungen im zweiten Jahr veranlasst.
- Im dritten Jahr wurden die Sojabohnen- und Weizenerträge nach Hanf- und Sorghum-Sudan-Gras erhöht, während der Unkrautdruck verringert wurde.
- Die Verfügbarkeit von Stickstoff scheint es Hanf zu ermöglichen, die Konkurrenz durch Unkraut in größeren Reihenabständen zu überwinden, während Unkräuter Hanf in größeren Reihenabständen zu übertreffen scheinen, wenn Stickstoff begrenzt ist. Eine höhere Verfügbarkeit von Stickstoff erhöht die Hanfkornausbeute bei größeren Reihenabständen.
Erfahren Sie mehr über unsere industriellen Hanfversuche
Projektziele
Die Ziele dieses Projekts sind: 1) Bewertung der Fähigkeiten von Industriehanf zur Unterdrückung von Unkraut (Cannabis sativa) bei einer Fruchtfolge mit biologischem Getreide, 2) Reduzierung der Bodenbearbeitung in einem auf Bio-Deckfrüchten basierenden Rotations-Direktsaat-System, 3) Bewertung der Auswirkungen auf die Bodengesundheit durch die Einbeziehung von Hanf in eine Fruchtfolge mit biologischem Getreide und 4) Bewertung der verbesserten Methoden für das Management biologischer Nährstoffe Industriehanf Ertrag und Qualität. Diese Informationen sollen den Landwirten bei der Aufnahme von Hanf in einen bestehenden Landwirtschaftsplan helfen.
Projektübersicht
Industriehanf galt vor seinem Verbot in den frühen 1940er Jahren als eine wichtige Geldernte für Pennsylvania und die umliegenden Staaten und wird daher voraussichtlich für die Boden- und Klimabedingungen im Nordosten der Vereinigten Staaten geeignet sein. Aufgrund dieses Verbots wurden in den letzten achtzig Jahren in den USA kaum oder gar keine Untersuchungen zu Industriehanf durchgeführt, was zu Wissenslücken bei grundlegenden agronomischen Praktiken führte. Im Allgemeinen wissen wir, dass Hanf schnell wächst und über ein ausgedehntes Wurzelsystem verfügt, was ihn zu einem potenziellen Instrument zur natürlichen Unkrautbekämpfung und zur Verbesserung der Bodengesundheit macht. Die Unkrautbekämpfung gilt als beständiges Hindernis für bestehende Biobauern und als Hindernis für diejenigen, die einen Übergang zu Bio in Betracht ziehen. Ein erfolgreiches Unkrautmanagement in organischen Systemen umfasst häufig eine intensive Bodenbearbeitung und einen wiederholten Anbau, der die Bodengesundheit beeinträchtigen kann. Aus diesem Grund, Rodale Institute hat Hanf als potenzielles Instrument für die regenerative Landwirtschaft und das Unkrautmanagement untersucht.
Unsere vorläufigen Ergebnisse aus den ersten zwei Jahren einer mehrjährigen Studie zeigen, dass Hanf sowohl Unkraut als auch Sorghum-Sudan-Gras unterdrücken kann (Hirse × drummondii) Ernte ersticken. Diese Ergebnisse zeigen auch, dass die Faserhanfsorte in Rotation die Direktsaat von Winter-Deckfrüchten ermöglichen kann, ohne den Ertrag der nachfolgenden Sojabohnenernte zu verringern (Glycine max) und Weizen (Triticum aestivum) in der Rotation.
Projekthypothese
Wir gehen davon aus, dass Hanf Unkraut unterdrücken und Unkrautsamenbanken erschöpfen, die Bodengesundheit verbessern, die Bodenbearbeitung verringern und das Einkommen der Landwirte verbessern wird.
Beschreibung der Forschung
Eine detaillierte Beschreibung des laufenden Sortenversuchs, des Unkrautbekämpfungsversuchs und der Analyse von Industriehanf finden Sie unter Vorläufige Ergebnisse.
Sortenversuch
Ziel dieses Versuchs ist es, Hanfsorten zu bewerten, die für die Boden- und Klimabedingungen in Ost-Pennsylvania am besten geeignet sind, und zu bestimmen, welche am effektivsten in eine Fruchtfolge einbezogen werden können, um sowohl agronomische als auch wirtschaftliche Vorteile zu erzielen.
Unkrautbekämpfungsstudie
Der Unkrautbekämpfungsversuch bewertet das Potenzial von Hanf, als hochwertige Deckfrucht zur Unkrautbekämpfung in einem organischen Rotations-Direktsaat-Getreideanbausystem zu fungieren und die Etablierung von Winter-Deckfrüchten ohne Bodenbearbeitung zu erleichtern, während gleichzeitig die Bodengesundheit und der Ertrag von verbessert werden nachfolgende Ernten in Rotation. Die Ergebnisse werden in Medien und Fachzeitschriften veröffentlicht, um Erzeuger, Forscher und andere Interessengruppen über die besten landwirtschaftlichen Managementpraktiken zu informieren, zu denen auch Industriehanf im Wechsel gehört.
Nährstoffmanagement-Studie
Ein offensichtlicher Rückgang der Keimung, Etablierung und des Gesamtertrags im zweiten Jahr des Sortenversuchs, der auf einen wahrscheinlichen Verlust der Bodenfruchtbarkeit zurückzuführen war, veranlasste die Einrichtung eines Nährstoffmanagementversuchs zur Bestimmung der Fruchtbarkeitsanforderungen für die ökologische Hanferzeugung. Es wurden drei Stickstoffdüngerbehandlungen (Kompost, Blutmehl (NPK: 12-0-0) und Kompost + Blutmehl) in zwei verschiedenen Reihenabständen untersucht. Pflanzenwachstum, Pflanzenbiomasse, Getreideertrag und Nährstoffkonzentrationen im Hanfkorn wurden gemessen.
Vor dem Pflanzen von Hanf pflanzte haarige Wicke bei 30 Pfund. pro Morgen im Frühherbst des Vorjahres wurde im Frühjahr als Gründüngung in den Boden eingearbeitet. Es wird geschätzt, dass die haarige Wicke 100-150 Pfund liefert. von N, wenn es in den Boden bestellt wird, aber diese Menge von N ist möglicherweise nicht immer in ausreichenden Mengen für die nachfolgende Ernte verfügbar. Nährstoffasynchronität ist auch in organischen Systemen keine Seltenheit, die sich auf die Bodenbiologie stützen, um Fruchtbarkeitsquellen zu mineralisieren, die in Rückständen von Deckfrüchten und organischer Substanz gebunden sind. Aus diesem Grund können zusätzliche Fruchtbarkeitsquellen erforderlich sein, um das Hanfertragspotenzial zu maximieren.
Die Bestimmung des optimalen Pflanzenabstands ist auch erforderlich, um die Erträge zu maximieren. Die Erträge können je nach Hanfsorte als Gesamtsaatgut- oder Fasergehalt oder Gesamtkonzentration bioaktiver (marktfähiger) Verbindungen pro Landeinheit angesehen werden. Daher wird in dieser Studie nicht nur der Boden- und Gewebemineralgehalt gemessen, sondern auch die Konzentration bioaktiver Verbindungen in Pflanzengewebe und Samenöl.
Die Ergebnisse
Sorten- und Unkrautbekämpfungsversuche
Die Ergebnisse in Versuchen zur Sorten- und Unkrautbekämpfung stimmen mit denen überein vorläufige Ergebnisse in 2019 veröffentlicht.
Lesen Sie unsere vorläufigen Ergebnisse
Schwermetalle
Hanfpflanzengewebe, das im dritten Jahr der Studie entnommen wurde, akkumulierte einige Schwermetalle, da die Ergebnisse der Bodentests nicht nachweisbare Schwermetallwerte zeigten, was darauf hindeutet, dass Hanf eine effiziente bioremediative Kultur sein kann (Tabelle 1). Wir werden weiterhin die Schwermetallbewegung vom Boden über das Gewebe bis zu anderen Hanfendprodukten überwachen, um die Effizienz von Hanf als biologisch sanierende Kultur zu etablieren und gleichzeitig den Verlust von profitablem Endmaterial zu vermeiden, das durch Schwermetalle kontaminiert ist.
Erträge und Unkrautdruck
Die kurze Wachstumsphase von Hanf erweitert das Fenster für die Etablierung von Winter-Deckfrüchten im Spätsommer / Frühherbst, was unter nordöstlichen Bedingungen beim Anbau von Mais und Sojabohnen aufgrund der späten Ernte schwierig sein kann. Im Jahr 2017, nach der industriellen Hanfernte, Getreide Roggen (Secale Getreide) wurde in Forschungsparzellen unter Verwendung von Standard-Bodenbearbeitungspraktiken oder direkter Aussaat mit einer Direktsaatbohrmaschine erstellt.
Der Roggen wurde im Frühjahr 2018 in einem Durchgang gerollt und alle Sojabohnen in einem Durchgang gepflanzt. Vorläufige Ergebnisse zeigten, dass die Hanfsorte 'Santhica 27' im Vergleich zu Weidelgras Unkraut genauso wirksam unterdrückte wie Sorghum-Sudan-Gras (Lolium mehrblütig) Kontrolle und für einige Unkräuter effektiver. Die durchschnittlichen Sojabohnenerträge im Jahr 2018 nach Hanf- oder Sorghum-Sudan-Gras waren in Parzellen, in denen zuvor mit Bodenbearbeitung gerollter Roggenmulch hergestellt worden war, signifikant höher und lagen über dem nationalen Durchschnitt von 2018 von 52 Scheffel pro Morgen (Figure 1). Die durchschnittlichen Erträge von Sojabohnen, die in Direktsaat-Roggenmulch gepflanzt wurden, entsprachen jedoch fast dem nationalen Durchschnitt, was darauf hindeutet, dass die wirtschaftlichen und ökologischen Kosten für die Etablierung der Deckfrucht mit Bodenbearbeitung nicht gerechtfertigt oder notwendig sind, wenn Hanf in der Rotations-Direktsaat enthalten ist organische Rotation.
Winterweizen, der nach Sojabohnen gepflanzt wurde, zeigte tendenziell höhere Erträge in Parzellen, in denen 2017 Roggen-Deckfrucht ohne Bodenbearbeitung angelegt wurde (Figure 2). Dieser Trend wurde jedoch nur in Parzellen beobachtet, in denen zuvor Hanf- und Sorghum-Sudan-Gras vorhanden war. Insgesamt lagen die durchschnittlichen Weizengetreideerträge über dem nationalen Durchschnitt von 2019 von 62 Scheffel pro Morgen. Zusätzliche Messungen der Boden- und Pflanzenfruchtbarkeit ermöglichen ein besseres Verständnis der Auswirkungen, die Hanf auf nachfolgende Pflanzen innerhalb der Fruchtfolge haben kann.
Abbildung 1. Durchschnittliche Erträge von Sojabohnen, die nicht in gerolltem Getreide-Roggen-Mulch gepflanzt wurden, der zuvor mit oder ohne Bodenbearbeitung nach Hanf, Sorghum-Sudan-Gras oder jährlicher Weidelgras-Kontrolle hergestellt wurde. Der Sojabohnenertrag, der in mit Bodenbearbeitung hergestelltem Getreide-Roggen-Mulch gepflanzt wurde, war in allen Parzellen, die zuvor Hanf oder Sorghum hatten, höher. Das Gegenteil war bei den Kontrollplots der Fall. Die gestrichelte Linie zeigt den nationalen durchschnittlichen Winterweizenertrag 2018 (52 Scheffel / Morgen).
Während in den Vorarbeiten interessante Trends beobachtet wurden, ist es notwendig, diese Ergebnisse zu validieren, indem die Studie mit größerer Replikation wiederholt wird, um statistische Unterschiede zu bestätigen.
Nährstoffmanagement-Studie
Im ersten Jahr des Nährstoffmanagement-Versuchs (2018) hatten wir eine Kontrollbehandlung (keine Bodenverbesserungen / Dünger hinzugefügt), eine Kompostbehandlung (Kompost vor Ort hergestellt, ein Jahr ausgehärtet und mit 15 Tonnen / Morgen angewendet), eine moderate (100 lbs / acre) und eine hohe (200 lbs / acre) Rate an Blutmehl (NPK: 12-0-0) vor dem Pflanzen. Alle Änderungen wurden unmittelbar vor dem Pflanzen angewendet, in eine Perfecta-Egge eingearbeitet und vor dem Pflanzen verpackt.
Vorläufige Ergebnisse zeigten eine positive lineare Beziehung (r2 = 0.66) zwischen den N-Aufwandmengen und dem Hanfkornertrag, wobei die Kontrollflächen (keine Düngemittelbehandlung) den niedrigsten Getreideertrag zeigten. Wie erwartet stieg der Hanfkornertrag mit zunehmender N-Aufwandmenge, wobei die höchste Blutmehlrate (200 Pfund / Morgen) den größten Getreideertrag erbrachte, gefolgt von der niedrigsten Blutmehlrate (100 Pfund / Morgen) und Kompostbehandlung (Figure 3).
Der Versuch umfasste auch zwei Reihenabstandsbehandlungen, 7.5-Zoll- und 15-Zoll-Reihen. Wenn die Fruchtbarkeit begrenzt war (nur Kontrolle und Kompost), wirkte sich der größere Abstand negativ auf den Hanfkornertrag aus, was wahrscheinlich auf einen höheren Unkrautdruck zurückzuführen war. Bei den Blutmehlbehandlungen, bei denen N weniger einschränkend war als bei den anderen Behandlungen, schien Hanf bei beiden Reihenabstandsbehandlungen besser mit Unkraut zu konkurrieren, aber der größere Abstand zeigte tendenziell eine bessere Leistung als der engere Abstand (Figure 3). Nach Rosenberg et al. (Oregon State University Extension, 2019; Boden, Saatbettvorbereitung und Aussaat für Hanf): Durch einen größeren Abstand können sich die Pflanzen verzweigen und eine maximale Blütendichte erzeugen, was zu höheren Erträgen führen kann. Es muss jedoch der optimale Reihenabstand ermittelt werden kann die maximale potenzielle Pflanzendichte und den maximalen potenziellen Ertrag nicht begrenzen.
Die lineare Beziehung dieser Daten legt nahe, dass die maximale Kornausbeute möglicherweise nicht erhalten wurde. Aus diesem Grund sollte eine weitere Exploration mit erhöhten N-Aufwandmengen mit besserem Unkrautmanagement durchgeführt werden. Wir schlagen vor, eine Behandlung mit Hülsenfrüchten, zusätzliche Aufwandmengen für Blutmehl aufzunehmen und das Stickstoffauswaschungspotential bei diesen Düngemittelmengen zu messen. Wir möchten auch eine Praxis einbeziehen, die von vielen Landwirten angewendet wird, bei der Kompost anfänglich angewendet wird und zusätzliche Fruchtbarkeitsbedürfnisse durch einen Dünger wie Blutmehl ergänzt werden. Zusätzlich werden wir N-Budgets berechnen, indem wir das Gesamt-N in Pflanzengewebe und Getreide messen, verfügbares N bestimmen, das von der N-fixierenden Deckfrucht produziert wird, Grundlinien-, Zwischen- und Nachsaison-Bodenproben auf potenziell mineralisierbares N analysieren und Testpotential N mit Saugnapf-Lysimetern ins Grundwasser ausgelaugt.
Schlussfolgerungen
- Hanf fördert und sammelt Schwermetalle in seinen Geweben, was ihn zu einer lebensfähigen Bioremediationspflanze macht.
- Die Sojabohnen- und Weizenerträge wurden nach Faserhanf erhöht, während der Unkrautdruck verringert wurde.
- Die Stickstoffverfügbarkeit ermöglicht es Hanf, Unkraut zu übertreffen und den Getreideertrag bei größeren Reihenabständen zu erhöhen, während Unkrautarten Hanf bei größeren Reihenabständen übertreffen, wenn Stickstoff begrenzt ist.
Vorläufige Ergebnisse der Projektevaluierung
Seit dem Start der Rodale Institute Das Forschungsprogramm für Industriehanf im Jahr 2017 wächst rasant. Das öffentliche Interesse an unserer Arbeit wächst. Die Besuche auf Webseiten im Jahr 2019 verzeichnen mehr als das Neunfache der Besuche im Jahr 9. Zusätzlich zur Teilnahme an Konferenzen und Tagungen Rodale Institute Die Mitarbeiter konsultieren die Landwirte regelmäßig im Nordosten und in den gesamten Vereinigten Staaten zum regenerativen Anbau von Industriehanf, um festzustellen, wie Hanf den Landwirten zugute kommen und gleichzeitig die Umweltauswirkungen verringern kann.
Folgen
Unsere Forschung und Öffentlichkeitsarbeit wird sich positiv auf den schnell wachsenden Hanfmarkt auswirken, da den Landwirten keine Informationen über die besten agronomischen Praktiken zur Herstellung hochwertiger Hanfprodukte im Nordosten der USA zur Verfügung stehen. Es besteht ein großer Bedarf, Standardpraktiken wie die Fruchtbarkeitsanforderungen von Hanf besser zu verstehen, um den Erfolg von PA-Hanfbauern zu verbessern.
Die zusätzliche Aufmerksamkeit und Finanzierung, die in diesem Jahr sowohl von Dr. Bronner's als auch von CV Sciences erhalten wurde, ermöglichte es uns, die Rollen des Hanfprojektmanagements auf eine Position als „Hanfspezialist“ umzustellen, wobei 100% ihrer Bemühungen auf die Verwaltung und den Ausbau der Hanfforschung des Instituts gerichtet waren.
Zukünftige Ausrichtung
- Um das Einkommen der Landwirte zu erhöhen, erfahren Sie mehr über Saatgut und Sorten mit doppeltem Verwendungszweck und bestimmen Sie, ob sie als Unkraut-Erstickungspflanze sowie als Fasersorte in eine Kornrotation passen. Untersuchen Sie außerdem kostengünstige Technologien für die erfolgreiche Ernte von Ballaststoffen, Saatgut und Sorten mit doppeltem Verwendungszweck.
- Erweitern Sie Forschung und Anbau auf verschiedene Böden und Bundesstaaten, um sicherzustellen, dass diese Rotationen im gesamten Landkreis umgesetzt werden können.
- Setzen Sie die Nährstoffmanagementversuche sowohl in Industrie- als auch in CBD-Hanf fort, um die Fruchtbarkeitsanforderungen in regenerativen Bio-Managementsystemen besser zu verstehen, um Ertrag und Qualität zu verbessern und letztendlich das Einkommen der Landwirte zu steigern.
Finanzierung für Rodale InstituteIndustrial Hemp Trial und Unterstützung für die Forschung von Dr. Bronner's, CV Sciences und Natural Care PA. Besonderer Dank geht an das Landwirtschaftsministerium der PA für die Finanzierung der Nährstoffmanagementstudie.