In 2017, Rodale Institute initiiert a Vierjahresversuch Untersuchung der Auswirkungen von Industriehanf auf die Bodengesundheit und die Unkrautbekämpfung. Das Projekt hat gerade sein zweites Jahr abgeschlossen. Nachfolgend finden Sie eine Übersicht über die Forschung und erste Ergebnisse.

Industriehanf Projektübersicht

Unser vierjähriges Industriehanfforschungsprojekt besteht aus zwei Feldkomponenten: einem Sortenversuch und einem Versuch zur Unkrautbekämpfung. Es umfasst eine Gewächshausstudie, eine Unkrautsamenbankstudie. Unser Ziel ist es, die Wachstumsleistung von Hanfsorten unter ökologischen Bewirtschaftungspraktiken im Südosten von Pennsylvania zu bewerten.

Insbesondere bewerten wir die Fähigkeit von Hanf, mit gelbem Fuchsschwanz zu konkurrieren (Setaria pumila) und Rotwurzelschweinkraut (Amaranthus retroflexus). Weitere Untersuchungsbereiche sind der Erfolg von Erträgen aus der Direktsaat von Mais und Sojabohnen, wenn diese Pflanzen abwechselnd Hanf folgen.

Unser Ziel ist es, Landwirten, die an Hanfanbau interessiert sind, forschungsbasierte Informationen über Wachstumsleistung, Unkraut- und Nährstoffmanagement sowie über die Integration von Hanf in ihre Fruchtfolge zu liefern.

Erfahren Sie mehr über unsere industriellen Hanfversuche

Unkrautbekämpfungsstudie

Dieser Versuch ist noch nicht abgeschlossen und endet im Jahr 2020. Der Standort war zuvor von natürlich hoher Dichte an gelbem Fuchsschwanz befallen (Setaria pumila) und Rotwurzelschweinkraut (Amaranthus retroflexus).

Das Studiendesign ist ein vollständig randomisiertes Design mit vier Wiederholungen jeder Parzelle. Die Fruchtfolge ist in Tabelle 1 aufgeführt und wird organisch entweder als Rotations-Direktsaat- oder Bodenbearbeitungssystem verwaltet.

Wir haben 2017 eine Getreide-Roggen-Deckfrucht gegründet, nachdem wir Hanf und andere Deckfrüchten eingestellt hatten. Die Hälfte der Parzellen wurde vor dem Pflanzen des Roggens gepflügt, geschoren und verpackt. In der anderen Hälfte wurde Roggen bis zu einem Hanf oder Sudan-Gras-Stoppeln gebohrt. In allen Parzellen im Frühjahr 2018 haben wir Sojabohnen nicht in einen gerollten / gekräuselten Roggen-Deckfruchtmulch gepflanzt (Tabelle 1).

Sortenversuch

Ab März 2017 wurde ein Sortenversuch mit einem randomisierten vollständigen Blockdesign durchgeführt. Jeder Hauptblock enthielt drei Cannabis sativa Sorten zufällig innerhalb des Blocks angeordnet. Wir analysieren den Faser-, Samen- und Ölgehalt in den drei Sorten. Der Sortenversuch wird im dritten Jahr mit Hanf fortgesetzt. Im Jahr 3 werden die Parzellen mit Mais bepflanzt. Die Fruchtfolge ist in Tabelle 4 aufgeführt.

Tabelle 1. Versuche zur Bekämpfung von Rodale-Hanfsorten und Unkraut, 2017-2020. Anka wird als Doppelsorte vermarktet, Santhica 27 und Elfenbein als Fasersorte und Canda als Ölsaaten. Santhica 27 wurde durch Elfenbein ersetzt, da Santhica bei Saatgutlieferanten nicht erhältlich war. Ammenkulturen sind eine Mischung aus Wintergetreide, die zur Herstellung von Klee beiträgt.

Vorläufige Ergebnisse

Messungen der Pflanzenkraft

Tabelle 2. Pflanzenhöhenmessungen und Biomasse für Sortenversuche (2017): Santhica 27> Anka> Canda; Santhica 27 ≈ Sorghum Sudan Gras.
Tabelle 3. Sortenhöhenmessungen und Biomasse von Sortenversuchen (2018): Anka> Canda> Elfenbein

Die Pflanzenhöhe misst den kürzesten Abstand zwischen der oberen Grenze des photosynthetischen Hauptgewebes (ohne Blütenstände) auf einer Pflanze und dem Boden. Diese Messungen wurden 2017 und 2018 wöchentlich als Maß für die Pflanzenvitalität oder die Fähigkeit der Pflanze zum natürlichen Wachstum und Überleben gesammelt.

Pflanzenbiomasse misst die Gesamtmasse des Pflanzengewebes in einem bestimmten Gebiet. Sowohl 2017 als auch 2018 wurden diese Proben 30 und 60 Tage nach dem Pflanzen gesammelt, gewogen, bei 100 ° F getrocknet, erneut gewogen, auf 1 mm gemahlen und auf insgesamt neunzehn verschiedene Mineralien einschließlich Kohlenstoff und Stickstoff analysiert.

Unkrautbekämpfung

Wir haben die folgenden Unkrautdichten während der Vegetationsperiode 2017 von Hanf / Sorghum berechnet. Die Hanfsorte 'Santhica 27' und das Sorghum-Sudan-Gras unterdrückten die meisten Unkräuter, die besser als die Kontrolle entnommen wurden. Hanf unterdrückte Fuchsschwanz und Ragweed, beides große landwirtschaftliche Belästigungen, besser als sudanesisches Gras, obwohl die Unterschiede statistisch nicht signifikant waren.

Abbildungen 1 und 2. Unkrautbekämpfungsversuch Durchschnittliche Unkrautdichte in der Zwischensaison und bei der Ernte 2017

Die Abbildungen 3 und 4 zeigen die Unkrautdichten, die während der Vegetationsperiode 2018 für Sojabohnen berechnet wurden. Parzellen, auf denen die Deckfrucht (Roggen) nicht bepflanzt wurde, wiesen jedoch insgesamt eine höhere Unkrautdichte auf Es wurde beobachtet, dass die Unkrautdichten in Hanfforschungsflächen im Allgemeinen im Vergleich zu anderen Sojabohnenfeldern auf dem Bauernhof viel niedriger waren.

Dies deutet darauf hin, dass das Vorhandensein von Hanf als Sommer-Deck- / Geldernte und sein früheres Ernte- / Enddatum nicht nur Unkraut während der gesamten Saison unterdrückten, sondern auch ein breiteres Fenster für die Etablierung der Winter-Deckfrucht boten. Dies ist ein wesentlicher Vorteil der Einbeziehung von Hanf in ökologische Fruchtfolgen, die von ökologischen Getreidebauern gewinnbringend genutzt werden könnten.

Fuchsschwanz war höher in den Parzellen, in denen die Deckfrucht (Roggen) vor dem Pflanzen bestellt wurde. Smartweed, eine Wasserpflanze in Pennsylvania, war in diesem Jahr sehr häufig anzutreffen, wirkte sich jedoch nur auf die Direktsaat-Roggen- / Sojabohnen-Parzellen aus, was die Mähdrescherernte in diesen Parzellen schwierig machte.

Abbildungen 3 und 4. Unkrautbekämpfung Durchschnittliche Unkrautdichte in der Zwischensaison und bei der Ernte im Jahr 2018

Faser- und Getreideerträge

Die Faserausbeute (5) wurde aus drei Methoden zum Trennen der Bastfaser von der Hürde (Stiel) bestimmt.

  1. Feldpflanzen (3 Wochen Retting-Zeit)
  2. Laborkontrollierte wassergetrocknete Pflanzen (1 Woche luftgetrocknet; 1 Woche wassergetrocknet)
  3. Luftgetrocknete Pflanzen (ab Ernte für 1 Woche).

Die Kornausbeute wurde durch manuelle Korntrennung wöchentlich nach dem Setzen des Samens bestimmt (6).

Abbildung 5. Sortenversuchsfaserausbeute

Abbildung 6. Sortenversuchskornausbeute

Auswirkungen auf die Rotation

Die Sojabohnenerträge waren in Parzellen am höchsten, in denen eine Roggen-Deckfrucht durch Bodenbearbeitung festgestellt wurde, aber diese Erträge waren statistisch nicht unterschiedlich aus Erträgen in Parzellen, in denen die Deckfrucht durch Direktbohren in Hanf- und Sorghum-Sudan-Grasstoppeln hergestellt wurde. Die Erträge in den Kontrollparzellen (Brache) waren niedriger als die Erträge in Parzellen mit Hanf und Sudangras (Abbildung 7).

Abbildung 7. Versuch zur Unkrautbekämpfung bei Sojabohnenernte bei Ernte im Oktober 2018.

Probleme

In diesem zweiten Jahr haben wir einige wichtige Herausforderungen erlebt. Wie im ersten Jahr war die Beschaffung von Qualitätssaatgut von internationalen Verkäufern aufgrund der damaligen Bundesvorschriften ein Hindernis.

Darüber hinaus erfordert die Gewinnung von Hanf aus internationalen Quellen eine Langzeitlagerung, bei der das Saatgut unterschiedlichen Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen ausgesetzt ist. Dies könnte die Lebensfähigkeit einiger der Sorten, die wir erhalten haben, beeinträchtigt haben. Zum Beispiel hatte die Sorte 'Santhica 27' im Jahr 85 eine Keimrate von über 2017%, im Jahr 10 jedoch weniger als 2018%. Diese Sorte ist selten und schwer zu beschaffen. Daher wurde stattdessen 'Ivory' aus einem anderen Genehmigungsinhaber ausprobiert. Es wurde jedoch zwei Wochen später als die beiden anderen Sorten gepflanzt, da wir nach der Feststellung einer schlechten Lebensfähigkeit von 'Santhica 27' Zeit brauchten, um es zu erhalten. Nach der Aussaat von 'Elfenbein' hatten wir 3 Wochen lang keinen Regen, was sich auf das Wachstum auswirkte. Die Pflanzenhöhe war verkümmert und die Knospung begann früh. Im Vergleich zum Vorjahr wurde die Unkrautbekämpfung reduziert.

Zusammenfassung

Folgendes haben wir gelernt:

  • Hanf ist eine lebensfähige Deckfrucht zur Unkrautbekämpfung, die einen höheren Wert hat als Sorghum Sudan Gras.
  • Wir konnten unsere Herbst-Deckfrucht (Roggen) nach Hanf und eine Geldernte (Sojabohne) ohne Bodenbearbeitung etablieren und sahen keinen erhöhten Unkrautdruck, selbst in einem Jahr, in dem wir so viel Niederschlag hatten, dass Unkraut fast unkontrollierbar war überall auf der Farm, die organisch verwaltet wird.
  • Wir müssen mit mehr Sorten arbeiten und verschiedene Maßnahmen im Sortenversuch optimieren (wie Pflanzdatum, Erntedatum, Aussaatrate und Abstand), um die Marktfähigkeit der Sorten für ihre vermarktete Verwendung zu maximieren. Beispielsweise sollte eine Fasersorte einen höheren Fasergehalt als eine Saatgutsorte haben.
  • Obwohl die Saatgutsorte die anderen in Bezug auf den Getreideertrag übertraf (Abbildung 6), fällt dieser Wert nach etwa 10 Wochen ab. Das bedeutet, dass je nach Marktnische unterschiedliche Sorten mit unterschiedlichen Raten gepflanzt, unterschiedlich verteilt oder zu unterschiedlichen Zeiten geerntet werden müssen. Die neue Studie (siehe „Zukünftige Forschung“ weiter unten) wird einige dieser Aspekte ansprechen. Wir werden eine Sorte nehmen, die wir in den letzten zwei Jahren kennengelernt haben, und all diese geringfügigen Anpassungen vornehmen, um die Wirtschaftsleistung der Ernte zu maximieren. Wir werden auch neue Sorten im Sortenversuch ausprobieren. Hoffentlich haben wir mit den Anpassungen der Farm Bill Zugang zu mehr Saatgutsorten.

Zukunftsforschung

Wir haben kürzlich vom Landwirtschaftsministerium von Pennsylvania Finanzmittel erhalten, um 2019 eine zusätzliche Studie mit dem Titel „Bewertung der Praktiken des Managements organischer Nährstoffe zur Verbesserung des Ertrags und der Qualität von Industriehanf“ einzurichten.

Wir werden den Nährstoffgehalt und die Qualität von Ölsamen-Hanfsorten als Reaktion auf unterschiedliche Fruchtbarkeitsregime in einer ökologischen Fruchtfolge analysieren. Dies wird uns helfen, das Fruchtbarkeitsregime zu bestimmen, das für die Herstellung von hochwertigem Hanfsamenöl und Pflanzenextrakten erforderlich ist, die in einem aufstrebenden Markt eine hohe Nachfrage haben.

Tara Caton ist die leitende Labortechnikerin und Projektleiterin für Industriehanf bei Rodale Institute.

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