Uprawy okrywowe
odgrywają ważną rolę
w prężnym rolnictwie

Chociaż udowodniono zalety upraw okrywowych, Texas A&M AgriLife naukowcy odkryli, że jeden rozmiar nie pasuje do wszystkich, jeśli chodzi o ich zastosowanie w półpustynnych regionach stanu. To, co działa na suchych, piaszczystych Równinach Południowych, może nie mieć zastosowania na północnych Wysokich Równinach lub Rolling Plains.

Texas A&M AgriLife Research oraz Usługa rozszerzenia AgriLife Texas A&M Naukowcy zajmujący się glebą i agronomowie współpracują, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak lepiej zarządzać uprawami okrywowymi w środowiskach o ograniczonej ilości wody. Rośliny okrywowe są uprawiane przez określony czas poza sezonem, a następnie kończone i pozostawiane na polu w celu rozłożenia składników odżywczych w glebie. Chronią powierzchnię gleby i dostarczają pozostałości, które potencjalnie poprawiają strukturę gleby, zmniejszają zagęszczenie i zwiększają zawartość materii organicznej gleby. Pomaga to zmniejszyć erozję gleby, zwiększyć infiltrację wody i poprawić zdolność zatrzymywania wody przez glebę.

W półpustynnych regionach stanu, gdzie średnie roczne opady wahają się od 16 cali rocznie w zachodnich Texas High Plains do 28 cali rocznie w Rolling Plains, opady nie zaspokajają rocznego zapotrzebowania na wodę uprawną. W związku z tym wydajność upraw zależy od nawadniania i/lub opadów oraz magazynowanej wody glebowej. A ponieważ wody gruntowe stają się ograniczone, zarządzanie zmagazynowaną wodą glebową staje się coraz ważniejsze dla producentów stosujących nawadnianie.

Chociaż jeden rozmiar nie pasuje do wszystkich operacji, badania w dużych regionach Teksasu, w których uprawia się pszenicę i bawełnę, pokazują, że rośliny okrywowe mają wartość. Służą jako kolejne narzędzie, które należy uwzględnić w zestawie narzędzi konserwatorskich. Texas A&M AgriLife badacze niedawno uczestniczyli w projekcie finansowanym przez Instytut Zdrowia Gleby że podkreśla wyzwania i korzyści rolników stosowania zarządzania konserwatorskiego.

Ekstremalne upały i wiatr – ziemniak Barretta – rośliny okrywowe

Mówią, że w Teksasie wszystko jest większe. Ale jeśli chodzi o ziemniaki, stan zajmuje tylko 13 akrów zebranych. Tylko około jedna setna procenta całkowitej powierzchni Teksasu przeznaczona jest na uprawę ziemniaków. Ale rodzina Barrett z Texas Panhandle udowadnia od ponad 80 lat, że uprawa ziemniaków w Teksasie może być całkiem udana

„Fred właśnie dostrzegł okazję”, mówi jego prawnuk Keith, który wraz ze swoim ojcem Richardem zajmuje się większością potrzeb marketingowych firmy Barretts w zakresie ziemniaków. „Tutaj była dobra woda i niewiele ziemniaków rosło, a on miałby przewagę pod względem frachtu w porównaniu z innymi hodowcami. Nie wiem, czy był pierwszy, ale był jednym z pierwsi plantatorzy ziemniaków w Teksasie".

Jest powód, dla którego niewielu hodowców ziemniaków decyduje się na prowadzenie swojego handlu w stanie Lone Star. Uprawa roślin takich jak ziemniaki ma w Teksasie wyjątkowe wyzwania, z którymi hodowcy w innych regionach często nie mają do czynienia. Rodzina uprawia wiele ziemniaków na pasie silnie erodujących piaszczystych wzgórz. Ta gleba, w połączeniu z często ekstremalnymi upałami i wiatrem Panhandle, oznacza, że ​​ziemniaki Barrett zawsze muszą być sadzone pod uprawą (zwykle pszenica). To trudne, ale Barrettowie są dumni z tego, że robią to, co robią i gdzie to robią.

Południowe Wysokie Równiny

Na południowych równinach nacisk kładziony jest na optymalizacja upraw okrywowych z ciągłej bawełny z ograniczonymi systemami nawadniania — powiedziała dr Katie Lewis, naukowiec zajmujący się żyznością gleby w firmie AgriLife Research z Lubbock. „W południowej części Wysokich Równin dominują gleby piaszczyste” – powiedział Lewis. „Są bardzo podatne na erozję na wiosenne wiatry, co sprawia, że ​​jest to obszar, który może skorzystać na zastosowaniu upraw okrywowych w celu zmniejszenia utraty gleby w wyniku erozji wietrznej”. Rolnicy niechętnie wdrażają rośliny okrywowe, co wiąże się z ryzykiem braku wiosennych lub letnich deszczy w celu uzupełnienia wilgoci wykorzystywanej przez uprawę okrywową.

Dr Lewis i Wayne Keeling, zajmujący się systemami upraw AgriLife Research oraz specjalista ds. chwastów z firmy Lubbock, skupili się na optymalizacji wykorzystania okryw, przy jednoczesnym zmniejszeniu związanego z tym ryzyka związanego z wilgocią.

Badania wykazały, że na plony nie ma negatywnego wpływu zmniejszenie wysiewu pszenicy i żyta z 60 funtów na akr do 30 funtów na akr i zakończenie co najmniej sześciu tygodni przed sadzeniem bawełny. Zmniejszone plony kłaczków zaobserwowano w długotrwałej ciągłej uprawie bawełny z systemem uprawy okrywowej. Wykazano również, że zmniejszenie biomasy nadziemnej przy wcześniejszym czasie zakończenia ma pozytywny wpływ na plon, ale nie powoduje zwiększonego potencjału erozji.

„Ocenialiśmy również strategie zarządzania nawozami azotowymi” – powiedział Lewis. „Stwierdziliśmy, że zastosowanie większego procentu azotu całkowitego bliżej okresu sadzenia lub wkrótce po wschodach, po uprawie międzyplonowej, może przezwyciężyć wszelkie ograniczenia azotu we wczesnym sezonie, spowodowane przez uprawę okrywową, a tym samym zapewnić większy zwrot z inwestycji w nawóz”. Zauważyła, że ​​nadszedł czas, aby opracować plan optymalizacji zarządzania osłonami przed sadzeniem upraw na pieniądze. „Pamiętaj, że rośliny okrywowe powinny być dobrze dostosowane do naszego klimatu i wybierane z myślą o celu” – powiedział Lewis.

Jeśli celem jest ograniczenie erozji wietrznej, najlepszym wyborem będzie zastosowanie czegoś takiego jak pszenica lub żyto jako roślina okrywowa. Rośliny strączkowe są trudne do uzyskania po zbiorach bawełny, a ponieważ celem jest wiązanie azotu, często trzeba je usuwać zbyt wcześnie, zanim wystąpią powstawanie brodawek i fiksacji. Chociaż naukowcy są przekonani, że rośliny okrywowe mogą być niezwykle korzystne w ograniczonym do wody środowisku Równin Południowych, twierdzą, że strategie zarządzania muszą być specyficzne dla regionu.

Północne Wysokie Równiny

Na północnych równinach Texas High Plains systemy upraw i zarządzanie glebą zmieniają się w odpowiedzi na niższy poziom wód gruntowych, powiedział dr Jourdan Bell, agronom AgriLife Extension, Amarillo. „Większa liczba producentów włącza uprawy odporne na suszę, takie jak bawełna, do płodozmianu kukurydzy, aby zwiększyć swoje dostawy nawadniania, oprócz stosowania praktyk uprawy konserwującej, aby zminimalizować zaburzenia gleby i zachować pozostałości na powierzchni gleby” – powiedziała.

Bawełna jest uprawą o bardzo niskiej zawartości pozostałości, dlatego wielu producentów zaczyna wykorzystywać do jej produkcji rośliny okrywowe. Jednak kwestionują, w jaki sposób zużycie wody w uprawach okrywowych może wpłynąć na następną uprawę ekonomiczną, powiedział Bell. Dodatkowo w płodozmianie kukurydza-bawełna, w którym stosuje się uprawę konserwującą, pojawia się pytanie, czy resztki kukurydzy zapewniają podobne korzyści dla żywej okrywy.

„W półpustynnych środowiskach uprawa konserwująca powoduje bardzo powolny rozkład resztek pożniwnych” – wyjaśniła. „Dzięki temu pozostałości mogą służyć jako koc, aby zminimalizować straty wynikające z parowania, zmniejszyć zaskorupienie gleby i poprawić infiltrację wody. Gdy pozostałość się rozkłada, dodaje składniki odżywcze z powrotem do systemu”. Firma Bell zainicjowała zakrojoną na szeroką skalę inicjatywę badawczą w gospodarstwie we współpracy z okręgiem ochrony wód gruntowych North Plains i współpracującym z nimi rolnikiem w celu zbadania potencjalnego zastosowania upraw okrywowych w płodozmianie kukurydzy i bawełny.

Istnieje bardzo wąskie okno, w którym można ustanowić uprawę okrywową w systemach upraw w północnym Teksasie na wysokich równinach. Zbiory na ogół mają miejsce pod koniec października lub w listopadzie, a kolejne sadzenie ma miejsce w maju. Ponieważ uprawę okrywową należy zakończyć 15 do 35 dni przed sadzeniem uprawy ekonomicznej, w rzeczywistości jest tylko kilka miesięcy aktywnego wzrostu — luty, marzec i początek kwietnia — w zależności od warunków wiosennych.

„Niektóre z pytań, na które staramy się odpowiedzieć, to: Czy osiągamy korzyści z uprawy okrywowej w tym krótkim okresie i czy uzupełniamy zużycie wody dzięki odpowiednim opadom? Czy powinniśmy używać ograniczonej ilości wód gruntowych do uzupełniania zmagazynowanej wody glebowej, jeśli nie występują późne wiosenne deszcze? Wielu producentów nie ma już takich możliwości.”

Badaniami objęto duże, zreplikowane powierzchnie porównujące ugór, pszenicę okrywową i mieszaną gatunkową roślinę okrywową. Pierwszą roślinę okrywową posadzono jesienią 2018 r. za kukurydzą, a bawełnę oceniono w pierwszym roku uprawy 2019. Dane z 2019 r. wykazały, że po czterech miesiącach wzrostu międzyplonu nastąpiła większa infiltracja przez roślinę okrywową, ale w maju podczas sadzenia wystąpiły ponadprzeciętne opady. Wystąpiła również znacząca różnica w wschodzie roślin między zabiegami. Chociaż wschody były opóźnione, rośliny rozwijały się szybciej w zabiegach okrywowych, po ich założeniu.

„W czerwcu 2019 r. zauważyliśmy korzyści z osłony pszenicy chroniącej młode sadzonki bawełny przed silnymi wiatrami” – powiedziała. „Ostatecznie jednak plony wieloletnie opowiadają historię rolnika” – powiedział Bell. „W ciągu ostatnich dwóch lat widzieliśmy zupełnie inne wyniki. Ani plony ziarna kukurydzy w 2020 r., ani plony bawełny w 2021 r. nie różniły się znacząco między zabiegami”.

Powiedziała, że ​​wyniki będą się różnić w zależności od projektu, rocznych warunków środowiskowych i wielu scenariuszy, w których badane są uprawy okrywowe. Podobnie producenci mogą również zaobserwować różne reakcje w zależności od tekstury gleby, wilgotności gleby, systemu uprawy roli, dostępności nawadniania, płodozmianu, programu nawożenia i innych czynników. 

„Gdybyśmy prasowali resztki kukurydzy lub oceniali konwencjonalny system uprawy roli, moglibyśmy zauważyć większe korzyści w plonach z upraw okrywowych, ponieważ resztki poplonu mogą zmniejszyć parowanie gleby we wczesnym sezonie i zużycie wody w uprawie” – powiedziała. „Obecnie obserwujemy pozostałości kukurydzy w uprawie konserwującej system kukurydza-bawełna, który zapewnia te same korzyści w zakresie parowania gleby”.

Bell i współpracownicy powtórzą badanie w tym roku. Wejdą w fazę kukurydzy rotacji. Ponieważ zasoby wody w regionie nadal się zmniejszają, potrzebne są również długoterminowe badania w bardzo ograniczonych systemach nawadniania i suchych terenów. Nadal istnieje wiele pytań bez odpowiedzi i możliwości badawczych zarówno w systemach nawadnianych, jak i suchych.

Toczące się równiny

Paul DeLaune, naukowiec zajmujący się środowiskiem glebowym z AgriLife Research z Vernon, powiedział, że w ostatnich latach pszenica ozima była coraz częściej uprawiana jako roślina okrywowa w systemach produkcji bawełny Rolling Plains. „Ponieważ pszenica ozima jest powszechnie uprawiana jako roślina pastewna lub uprawa na ziarno, nasiona są łatwo dostępne, co czyni ją popularnym wyborem jako uprawa okrywowa” – powiedział DeLaune. „Zaobserwowaliśmy wyższy wskaźnik infiltracji w przypadku zakończonej uprawy okrywowej pszenicy – ​​podwoiliśmy lub potroiliśmy nasze wskaźniki infiltracji”.

Badane przez niego monokultury okrywowe to groch polny, wyka włochata, koniczyna purpurowa i pszenica, żyto oraz gatunki mieszane składające się z żyta, pszenicy, wyki włochatej i grochu. DeLaune powiedział, że wszyscy wiedzą, że rośliny okrywowe nie są darmowe, ponieważ istnieje koszt nasion i wykorzystania wilgoci w glebie, ale korzyści mogą z czasem potencjalnie przewyższyć koszty.

„W systemach nawadniania obrotowego lub podpowierzchniowego odnotowaliśmy 9-12-procentowy wzrost zysków netto w porównaniu ze średnią sześcioletnią w przypadku uprawy okrywowej pszenicy w porównaniu z uprawą bezorkową lub konwencjonalną bez uprawy okrywowej” – powiedział. „Na terenach suchych nie zaobserwowano żadnych statystycznych różnic między zabiegami między uprawami okrywowymi i nieokrywowymi”.

Powiedział, że jego zespół wykorzystuje sondy neutronowe na wszystkich poletkach badawczych w celu udokumentowania zużycia wody. „Obserwujemy spadek zmagazynowanej wody glebowej w momencie zakończenia uprawy okrywowej w połowie lub pod koniec kwietnia” – powiedział DeLaune. „Odnotowano jednak znacznie wyższy wskaźnik infiltracji, jeśli odnotujemy opady między zakończeniem uprawy okrywowej a sadzeniem bawełny. Wraz z sezonem sadzenia wracamy do status quo”.

Powiedział, że lubi pozwalać, aby małe ziarna przekroczyły etap rozruchowy przed zakończeniem go. Może to zużywać trochę więcej wody, ale to właśnie tworzy trwałe pozostałości, które są kluczem do ochrony powierzchni gleby i sadzonek bawełny, budowania biomasy korzeniowej, a następnie infiltracji. Ponieważ żyto dojrzewa wcześniej niż pszenica, aby osiągnąć ten cel, żyto może zostać ukrócone wcześniej niż pszenica. Podczas sadzenia roślin okrywowych po zbiorach bawełny, wytworzona biomasa występuje w okresie od czterech do sześciu tygodni w okresie od marca do kwietnia. Powiedział, że ostatecznym celem przy uprawach okrywowych jest budowanie struktury gleby i zwiększanie jej funkcjonalności.

Podczas gdy stosunkowo spójne wyniki zaobserwowano w warunkach nawadniania, DeLaune powiedział, że wyniki w warunkach suchych są znacznie bardziej zmienne z roku na rok. Od 2012 r. niepowodzenia upraw obserwowano w 2012, 2017 i 2018 r., chociaż późną uprawę sorgo osiągnięto w 2017 r. Jednak w tych latach utrata upraw była stała we wszystkich zabiegach, w tym w systemach z uprawami okrywowymi i bez upraw okrywowych.

W ciągu siedmiu lat – od 2013-2016 i 2019-2021 – i w suchych warunkach, DeLaune powiedział, że średni plon bawełny uprawianej konwencjonalnie wynosił 472 funty na akr. Dla porównania, średnie plony dla podejść do upraw okrywowych wynosiły 474 funty z akr dla pszenicy, 479 funtów z akr dla mieszanek, 490 funtów z akr dla grochu i 492 funty z akr dla wyki. „W przypadku bawełny bardzo dobrze sobie poradziliśmy z uprawą okrywową z pszenicy” — powiedział. „To kosztuje 6 lub 8 USD za akr w porównaniu z 20 do 25 USD za akr z mieszanką niektórych z tych gatunków”.

DeLaune powiedział, że badania na suchych terenach nie były nawożone od czasu rozpoczęcia badań w 2011 roku. Jak zaobserwowano w długoterminowych plonach na suchych terenach, rośliny strączkowe mogą potencjalnie mieć sens ekonomiczny przy obecnych cenach nawozów. Umożliwienie kwitnienia roślin strączkowych zmaksymalizuje wszelkie potencjalne korzyści związane z wiązaniem azotu, co będzie wymagało wzrostu do kwietnia. „Wysoki koszt nawozów azotowych w latach 2010 i 2011 jest tak naprawdę powodem, dla którego w pierwszej kolejności rozpoczęliśmy to badanie i uwzględniliśmy rośliny strączkowe” – powiedział.

• Więcej wiadomości z: Texas A&M AgriLife
• Strona internetowa: http://agrilife.org/

/rotacja-ziemniaków