辊式压接机的发展提供了一种替代手段，可用于终止盖作作物并将有机经济作物种植到作为主要杂草抑制工具的轧制盖作作物覆盖物中。 在有机耕作和传统谷物种植者中，在免耕系统中使用辊式压接机越来越受欢迎。
免耕作法给在标准耕作和农作物种植之前将粪便作为土壤肥力的重要补充的牲畜养殖者带来了挑战。 在2012年秋天， Rodale Institute 与USDA-ARS贝尔茨维尔农业研究中心和北卡罗莱纳州立大学合作，获得了USDA NRCS保护创新奖，以应对将粪肥应用整合到滚动覆盖作物系统中以确保牲畜农民保留营养的挑战。
2013年秋天， Rodale Institute，宾夕法尼亚州库茨敦（Kutztown，PA）与一家畜牧生产商合作，展示并评估了拟议的玉米生产，杂草管理和土壤健康综合技术。
本文的目的是向读者提供在宾夕法尼亚州库茨敦的畜牧生产者农场进行的示范试验的最新研究结果，并根据此项目的信息提出建议。
示范审判
该团队演示并评估了有盖或无盖起动剂肥料（球状家禽粪便）可能对a）玉米植物生物量和植物养分含量，b）杂草抑制，c）玉米产量和d）土壤的影响。健康。 演示中包括了农民的标准做法，以便进行比较。
- 分别以90磅/英亩（101 kg / ha）和12磅/英亩（ 13.5公斤/公顷），分别于13年2013月2014日和XNUMX年春季生长。
- 建立了具有四个重复的三种处理方法： 滚动覆盖的农作物（CC，不施肥），带表层带状家禽凋落肥料的地下覆盖的农作物（CC + PL）以及农民的标准做法（FSP）。 以下是详细信息：
农民的标准做法：
- 畜牧生产者种植有盖作物直到春季初，然后才割草和打包生物质来喂养动物。 覆盖作物于22年2014月1日割下（照片XNUMX）并打包。
- 覆盖作物的生长（很少）恢复，直到4年2014月11日被砍伐和打包。然后，以XNUMX吨/英亩的表面将乳肥表面施于覆盖土壤的绿色残留物上。
- 然后将土壤耕种，播种两次并平整以便在其他两种处理方法建立的同一天播种玉米并播种玉米。
CC和CC + PL处理：
- 覆盖作物的混合物要一直生长到4年2014月50日，当时谷物黑麦达到了花期（开花），而v子具有XNUMX％的荚果形成。
- 在CC和CC + PL处理下，将表皮作物卷起并卷曲。 与农民的标准做法相反，在CC和CC + PL处理的土地上未实施耕作，并且不会因苗床准备而扰乱土壤。
- 6年2014月36,000日，团队向牲畜生产者展示了套谷作物的卷缩，在一个拖拉机通行证中注入了Monosem®玉米播种机，注入了颗粒状家禽垃圾肥料和玉米种子播种。 玉米以2.5种子/英亩的距离被种植到相距2英尺的行中（照片XNUMX）。
- CC + PL处理获得了515磅/英亩的颗粒状家禽粪便。 重要的是要注意，在该试验中，使用了少量的发酵剂-粒状家禽粪便，并评估了其对谷物产量和土壤健康的影响，并避免了土壤中氮和磷的含量过高而导致营养不良损失或失衡。
主要发现
覆盖农作物生物量
在滚动覆盖作物处理（CC和CC + PL）中，平均覆盖作物干重为11,840磅/英亩（13,272公斤/公顷）。 干重超过7,137磅/英亩（8,000千克/公顷），为有效控制杂草的建议值[1]。 覆盖作物的生物量很稠密，需要对播种机进行改造，使其增加重量以增加向下压力，并添加残留切片机以促进更好的种子放置[2]。 然而，在FSP处理中，表层作物生物量平均为5,034磅/英亩（5,642千克/公顷），农民于22年2014月XNUMX日将其清除并打包。
玉米植物生物量和组织氮含量
FSP处理的整个玉米植物生物量为15,680 lb /英亩（17,561千克/公顷），与CC处理相似（12,729 lb /英亩或14,256 kg /公顷），但大于CC + PL处理的平均水平12,263磅/英亩或13,734公斤/公顷）。 CC和CC + PL处理的平均植物组织N浓度为0.88％，而在农民的处理中添加奶牛粪则使植物组织N浓度增至0.99％。
杂草生物量
在所有处理中，杂草生物量均在玉米丝（R1）生长阶段的玉米行之间取样。 重要的是要注意，在玉米的生长过程中，在滚动免耕管理处理（CC和CC + PL）中没有进行耕种，而在FSP处理中，农民在玉米植株成丝之前就耕种了四次。在有机耕作系统中。 尽管如此，CC + PL处理中的杂草生物量远低于CC或FSP处理。
研究结果表明，尽管农民进行了反复种植，但在C + PL处理中仍能达到除草效果，并且超过了FSP（图1，照片3）。 CC + PL处理中的覆盖农作物覆盖物充当物理屏障，限制了杂草种子发芽和杂草生长所需的光[3-4]。 在免耕系统中，由于取消了某些田间作业，例如耕作，在生长期准备耕种的盘片和用于杂草管理的耕作，从而减少了人工和燃料成本。
与FSP处理相比，卷缩的农作物覆盖物减少了土壤侵蚀以及水和养分资源的流失（在暴雨期间进行的实地观察），减少了水的蒸发（照片4）并减少了碳足迹。 注入起动剂肥料可增强幼苗活力，并关闭树冠（照片3，右），减少了通常发芽和出苗所需的杂草种子的光穿透力。
玉米籽粒产量
注射家禽垫料（CC + PL）处理后的翻卷覆盖作物获得了更高的玉米单产，与FSP处理相似（图2）。 结果还表明，在种植时添加有机改良剂以提高免耕覆盖作物农作物有机玉米的产量至关重要（图2）。 家禽粪便的添加使玉米单产提高了19 bu /英亩，按每蒲式耳247,000美元的价格出售1000英亩玉米，相当于增加了13美元的收入。
土壤硝酸盐
在F5处理和R1处理之间，FSP处理的平均土壤硝酸盐水平高于CC处理或CC + PL处理的平均土壤硝酸盐水平（图3）。 CC和CC + PL处理的土壤硝酸盐水平≤10 ppm，即最大污染水平（MCL），而FSP处理的硝酸盐水平在V5和R1期间超过了玉米的MCL。
结论
- 卷曲卷曲的农作物覆盖物致密且减少了光的渗透，其水平足以减少杂草种子的出苗并抑制杂草的生长。
- 与牲畜生产者的标准处理相比，注入起动剂肥料可提高玉米产量。
- 拟议的系统不仅改善了杂草控制并提供了可观的玉米产量，而且还减少了人工和能源成本，保护水和养分不流失到环境中，通过减少耕作改善了土壤健康，并为土壤微生物提供了食物来源。
- 该试验使研究团队能够在整个过程中成功展示并吸引牲畜生产者。 在某些情况下，农民提供了有关播种机修改的信息，包括额外的权重，以允许残渣切片机切穿密集的农作物。 农民在这次试验中获得的经验促使他在设计或修改自己的设备以在自己的农场上实施免耕系统方面探索新的选择。