Хотя преимущества покровных культур доказаны, Техас A&M AgriLife ученые считают, что один размер не подходит всем, касающимся их использования в полузасушливых регионах штата. То, что работает на сухих, песчаных Южных равнинах, может быть неприменимо на северных Высоких равнинах или Холмистых равнинах.
Техас A&M AgriLife Research и Служба распространения знаний Texas A&M AgriLife почвоведы и агрономы работают вместе, чтобы узнать больше о том, как лучше управлять покровными культурами в условиях ограниченной воды. Покровные культуры выращивают в течение определенного периода времени в межсезонье, затем обрывают и оставляют в поле для разложения, обеспечивая круговорот питательных веществ в почве. Они защищают поверхность почвы и обеспечивают растительные остатки, потенциально улучшающие структуру почвы, снижающие ее уплотнение и увеличивающие содержание органического вещества в почве. Это помогает уменьшить эрозию почвы, увеличить инфильтрацию воды и улучшить водоудерживающую способность почвы.
В полузасушливых районах штата, где среднегодовое количество осадков колеблется от 16 дюймов в год на западе Высоких равнин Техаса до 28 дюймов в год на Роллинг-Плейнс, количество осадков не соответствует годовой потребности сельскохозяйственных культур в воде. Следовательно, продуктивность сельскохозяйственных культур зависит от орошения и/или осадков, а также запасов почвенной воды. А по мере того, как количество грунтовых вод становится ограниченным, управление запасами почвенной воды становится все более важным для производителей, использующих орошение.
Хотя один размер не подходит для всех операций, исследования в крупных регионах Техаса, выращивающих пшеницу и хлопок, показывают, что покровные культуры имеют ценность. Они служат еще одним инструментом, который следует учитывать в наборе инструментов для сохранения. Техас A&M AgriLife исследователи недавно приняли участие в проекте, финансируемом Институт здоровья почвы что освещает проблемы фермеров и преимущества использования управления консервацией.
Экстремальная жара и ветер – картофель Барретта – покровные культуры
Говорят, в Техасе все крупнее. Но когда дело доходит до картофеля, штат занимает лишь 13-е место по убранным акрам. Только около одной сотой процента всей суши Техаса отведено под выращивание картофеля. Но семья Барретт из Техаса Панхандла уже более 80 лет доказывает, что в Техасе можно довольно успешно выращивать картофель.
«Фред только что увидел возможность», — говорит его правнук Кит, который вместе со своим отцом Ричардом заботится о большей части потребностей Барреттов в маркетинге картофеля. «Здесь была хорошая вода и не так много картошки, и у него были бы преимущества в фрахте по сравнению с другими производителями. Я не знаю, был ли он первым, но он был одним из первые производители картофеля в Техасе".
Есть причина, по которой не многие производители картофеля предпочитают заниматься своим делом в штате Одинокая Звезда. Выращивание такой культуры, как картофель, имеет свои уникальные проблемы в Техасе, с которыми производители в других регионах часто не сталкиваются. Семья выращивает большую часть своего картофеля на участке сильно подверженных эрозии песчаных холмов. Эта почва в сочетании с часто сильной жарой и ветром в Панхандле означает, что картофель Барретта всегда нужно сажать в покровные культуры (обычно пшеницу). Это сложно, но Барретты очень гордятся тем, что делают то, что делают там, где они это делают.
Южные высокие равнины
На Южных равнинах основное внимание уделяется оптимизация покровных культур непрерывного хлопка с ограниченными системами производства орошения, сказала Кэти Льюис, доктор философии, исследователь плодородия почвы AgriLife Research, Лаббок. «В южной части Высоких равнин преобладают песчаные почвы, — сказал Льюис. «Они очень подвержены эрозии весенними ветрами, что делает эту территорию полезной для использования покровных культур для уменьшения потери почвы из-за ветровой эрозии». Фермеры не решаются использовать покровные культуры из-за риска отсутствия весенних или летних дождей для восполнения влаги, используемой покровной культурой.
Льюис и Уэйн Килинг, доктор философии, специалист по системам растениеводства AgriLife Research и специалист по сорнякам Лаббок, сосредоточились на оптимизации использования покровных культур при одновременном снижении связанных с влажностью рисков.
Исследования показали, что снижение нормы высева пшеницы и ржи с 60 фунтов на акр до 30 фунтов на акр и прекращение посева хлопка не менее чем за шесть недель не оказывает негативного влияния на урожайность. Снижение выхода ворса наблюдалось при длительном непрерывном возделывании хлопка с использованием системы покровных культур. Кроме того, было показано, что уменьшение надземной биомассы при более раннем прекращении выращивания оказывает положительное влияние на урожайность, но не приводит к увеличению потенциала эрозии.
«Мы также оцениваем стратегии использования азотных удобрений», — сказал Льюис. «Мы определили, что внесение большего процента общего азота ближе к посадке или вскоре после появления всходов при использовании покровной культуры может преодолеть любые ограничения азота в начале сезона, созданные покровной культурой, и, таким образом, привести к большей отдаче от инвестиций в удобрения». Она отметила, что настало время разработать план оптимизации управления покровом, прежде чем сажать товарную культуру. «Помните, что покровные культуры должны быть хорошо адаптированы к нашему климату и выбираться с определенной целью», — сказал Льюис.
Если цель состоит в том, чтобы уменьшить ветровую эрозию, лучшим выбором будет использование чего-то вроде пшеницы или ржи в качестве покровной культуры. Бобовые трудно приживаются после сбора урожая хлопка, и с целью фиксации азота их часто необходимо убирать слишком рано, прежде чем произойдет образование клубеньков и фиксация. Хотя исследователи считают, что покровные культуры могут быть чрезвычайно полезными в ограниченной водой среде Южных равнин, они говорят, что стратегии управления должны быть специфическими для региона.
Северные высокие равнины
По словам Джордан Белл, доктора философии, агронома AgriLife Extension, Амарилло, в северной части Высоких равнин Техаса системы земледелия и управления почвой меняются в ответ на более низкий уровень грунтовых вод. «Все больше производителей включают засухоустойчивые культуры, такие как хлопок, в севообороты кукурузы, чтобы расширить свои запасы орошения, в дополнение к использованию методов консервирующей обработки почвы, чтобы свести к минимуму нарушение почвы и сохранить растительные остатки на поверхности почвы», — сказала она.
Хлопок является культурой с очень низким уровнем остатков, поэтому многие производители начинают использовать в его производстве покровные культуры. Однако они задаются вопросом, как использование воды для покровных культур может повлиять на следующую рентабельную культуру, сказал Белл. Кроме того, в хлопко-кукурузных севооборотах, где практикуется противоэрозионная обработка почвы, возникает вопрос, дают ли кукурузные пожнивные остатки такие же преимущества, как и живая покровная культура.
«В полузасушливой среде консервирующая обработка почвы приводит к очень медленному разложению пожнивных остатков», — пояснила она. «Это позволяет остаткам служить покровом, чтобы минимизировать потери на испарение, уменьшить корку почвы и улучшить инфильтрацию воды. Когда остаток разлагается, он добавляет питательные вещества обратно в систему». Белл инициировал крупномасштабную исследовательскую инициативу на ферме в сотрудничестве с районом сохранения грунтовых вод Норт-Плейнс и сотрудничающим с ним фермером, чтобы изучить потенциальное использование покровных культур в севооборотах кукурузы и хлопка.
Существует очень узкое окно для создания покровной культуры в системах возделывания высоких равнин северного Техаса. Сбор урожая обычно происходит в конце октября или ноябре, а посадка следующего урожая обычно происходит в мае. Поскольку покровная культура должна быть прекращена за 15–35 дней до посева хозяйственной культуры, на самом деле есть только несколько месяцев активного роста — февраль, март и начало апреля — в зависимости от весенних условий.
«Некоторые из вопросов, на которые мы пытаемся ответить, включают: получаем ли мы выгоды от покровной культуры за этот короткий период и пополняем ли мы водопотребление своевременным выпадением осадков? Должны ли мы использовать ограниченные подземные воды для пополнения запасов почвенной воды, если мы не получаем поздних весенних дождей? У многих производителей больше нет возможности делать это».
Исследование включало в себя большие повторяющиеся участки, в которых сравнивали пар, покровную культуру пшеницы и покровную культуру смешанных видов. Первая покровная культура была посеяна осенью 2018 г. после кукурузы, а хлопок был оценен в первый урожайный год, 2019 г. Данные за 2019 г. показали, что после четырех месяцев роста покровной культуры наблюдалось большее проникновение покровной культуры, но в мае при посадке выпало больше среднего количества осадков. Также наблюдалась значительная разница в появлении растений между обработками. Хотя появление всходов было отсроченным, растения развивались быстрее после обработки покровными культурами.
«В июне 2019 года мы увидели пользу от покрова пшеницы, защищающего молодые саженцы хлопчатника от сильных ветров», — сказала она. «Однако в конечном счете многолетняя урожайность многое говорит о фермере, — сказал Белл. «За последние два года мы увидели совершенно разные результаты. Ни урожай кукурузы 2020 года, ни урожай хлопкового волокна 2021 года существенно не различались между обработками».
Она сказала, что результаты будут варьироваться в зависимости от дизайна проекта, ежегодных условий окружающей среды и множества сценариев, при которых исследуются покровные культуры. Точно так же производители могут также увидеть разные ответы в зависимости от состава почвы, влажности почвы, системы обработки почвы, наличия орошения, севооборота, программы удобрений и других факторов.
«Если бы мы прессовали пожнивные остатки кукурузы или оценивали обычную систему обработки почвы, мы могли бы увидеть большую выгоду от использования покровной культуры, потому что пожнивные остатки могут уменьшить испарение почвы в начале сезона и потребление воды растениями», — сказала она. «В настоящее время мы видим, что кукурузные пожнивные остатки в системе консервирующей обработки почвы кукуруза-хлопок обеспечивают такое же преимущество в отношении испарения почвы».
Белл и его сотрудники снова повторят исследование в этом году. Они вступят в кукурузную фазу ротации. Поскольку запасы воды в регионе продолжают сокращаться, необходимы также долгосрочные исследования в условиях очень ограниченных орошаемых и засушливых систем. Есть еще много нерешенных вопросов и возможностей для исследований как в орошаемых, так и в засушливых системах.
Роллинг Равнины
Пол ДеЛон, почвовед из AgriLife Research из Вернона, сказал, что в последние годы озимая пшеница все чаще выращивается в качестве покровной культуры в системах производства хлопка Rolling Plains. «Поскольку озимая пшеница широко выращивается в качестве кормовой или товарной культуры для производства зерна, семена легко доступны, что делает ее популярным выбором в качестве покровной культуры», — сказал ДеЛон. «Мы наблюдали более высокую скорость инфильтрации с помощью терминированной покровной культуры пшеницы — удвоили или утроили наши скорости инфильтрации».
Исследованные им монокультурные покровные культуры включают австрийский полевой горох, мохнатую вику, малиновый клевер и пшеницу, рожь и смешанные виды, состоящие из ржи, пшеницы, мохнатой вики и гороха. ДеЛон сказал, что все знают, что покровные культуры не бесплатны, поскольку за семена и использование почвенной влаги приходится платить, но со временем выгоды могут перевесить затраты.
«В системах кругового орошения или подпочвенного орошения мы отметили увеличение чистой прибыли на 9-12% в среднем за шесть лет для покровных культур пшеницы по сравнению с нулевой или традиционной обработкой почвы без покровных культур», — сказал он. «В засушливых районах не наблюдалось статистических различий между обработками покровных и непокровных культур».
Он сказал, что его команда использует нейтронные зонды на всех участках исследования покровных культур для документирования использования воды. «Мы наблюдаем уменьшение накопленной в почве воды во время прекращения покровных культур в середине-конце апреля», — сказал ДеЛон. «Однако была отмечена гораздо более высокая скорость инфильтрации, если мы регистрируем осадки между прекращением посева покровных культур и посевом хлопка. К посевному сезону мы вернемся к статус-кво».
Он сказал, что ему нравится позволять мелким зернам превзойти стадию загрузки, прежде чем прекратить ее. Для этого может потребоваться немного больше воды, но это то, что создает стойкий остаток, который является ключом к защите поверхности почвы и всходов хлопка, наращиванию корневой биомассы и последующей инфильтрации. Поскольку рожь созревает раньше, чем пшеница, рожь может быть уничтожена раньше, чем пшеница, для достижения этой цели. При посеве покровных культур после сбора урожая хлопка производство биомассы происходит в течение периода от четырех до шести недель в марте-апреле. По его словам, конечной целью использования покровных культур является создание структуры почвы и повышение ее функциональности.
В то время как относительно стабильные результаты наблюдались в орошаемых условиях, ДеЛон сказал, что результаты в засушливых условиях гораздо более изменчивы из года в год. С 2012 г. неурожаи наблюдались в 2012, 2017 и 2018 гг., хотя в 2017 г. был получен поздний урожай сорго. Однако в эти годы потери урожая были одинаковыми во всех обработках, включая системы с покровными культурами и без покровных культур.
По словам ДеЛона, за семь лет — с 2013 по 2016 год и с 2019 по 2021 год — в условиях засушливых земель средняя урожайность хлопка с традиционной обработкой почвы составила 472 фунта с акра. Для сравнения, средняя урожайность для покровных культур составила 474 фунта с акра для пшеницы, 479 фунтов с акра для смешанного посева, 490 фунтов с акра для гороха и 492 фунта с акра для вики. «С хлопком мы справились очень хорошо, используя только покровную культуру пшеницы», — сказал он. «Это 6 или 8 долларов за акр по сравнению с 20–25 долларами за акр при использовании смеси некоторых из этих видов».
ДеЛон сказал, что исследование засушливых земель не удобрялось с момента начала исследования в 2011 году. Как видно из долгосрочной урожайности засушливых земель, посев бобовых покровных культур потенциально может иметь экономический смысл при текущих ценах на удобрения. Позволив бобовым достичь цветения, вы максимизируете любые потенциальные преимущества фиксации азота, что потребует роста в апреле. «Высокая стоимость азотных удобрений в 2010 и 2011 годах — действительно причина, по которой мы инициировали это исследование в первую очередь и включили в него бобовые», — сказал он.
Источник: https://ru.potatoes.news
