什么是作物轮作?
轮作指的是 在不同时期在同一块土地上种植不同作物的做法. 例如,这一季种西兰花,下一季种冬小麦,下一季种甜玉米. 使用多种作物可以提供不同的优势, 比如向土壤中添加氮,减少对肥料的需求, 提供天然的杂草抑制和疾病预防, 改善水质或减少侵蚀, 增加了土壤中的有机物质.
一个简单的轮作可能只包括连续种植两到三种作物...更复杂的作物轮作通常涉及三种以上,可能包括多达10-12种作物, 每个都有不同的好处.
一个简单的轮作可能只包括连续种植两到三种作物, 比如先种玉米,再种大豆, 中西部最常见的轮岗是哪一种. 更复杂的作物轮作通常涉及三种以上,可能包括多达10-12种作物, 每种作物都有不同的好处.
说到作物轮作, 复杂性是提高氮含量的关键一种对作物生产至关重要的土壤养分. 然而,一组国际科学家的新研究表明 NH农业试验站 科学家 斯图尔特Grandy他是大学的教授 自然资源和环境部门 研究表明,即使在干旱期间,复杂的作物轮作也能提高氮素水平, 当施用氮肥可以减少效果.
“当土壤变得非常干燥, 植物的营养吸收停止了, 限制了植物的生长,导致随后的暴雨导致这些营养物质最终从土壤中渗出,爷爷说。. “我们感兴趣的是,复杂的轮作是否能比简单的轮作更好地应对干旱条件, 如果我们在干旱期间看到更多持续的氮吸收.”
以研究为依据的管理实践, 旨在帮助粮食生产者保持对不利生长条件的适应能力, 在花岗岩州正在经历越来越多的干旱的情况下是至关重要的吗. 自2016年以来, 新罕布什尔州的部分地区经历了至少34周的“极端”干旱,导致主要农作物和牧场的损失以及广泛的水资源短缺或限制. 其中几个星期是连续发生的, 而这几周都发生在2016年, 2020年和2022年, 根据 U.S. 干旱监测系统 由美国农业部维护, 美国国家海洋和大气管理局, 以及内布拉斯加州大学的国家干旱缓解中心.
Grandy, 以及加州大学伯克利分校的研究人员, 俄克拉荷马州立大学, 夏威夷大学, 以及维也纳大学, 他们的研究发表在 土壤生物学与生物化学. 格兰迪说,他们的研究既有基础成分,也有应用成分. 在基本方面, 他们正在研究土壤积累或“汇集”氮供植物使用的区域, 哪些领域(例如, 土壤微生物, 分解有机物, 或者在与矿物颗粒本身相关的有机氮池中,植物利用这些氮来吸收营养. 养分吸收是指植物从土壤中吸收养分的能力. 在应用方面, 他们想知道哪种作物轮作模式对氮库影响最大,干旱和非干旱条件如何影响植物从不同土壤库获取氮的能力.
![这张照片显示了五个不同的农田,说明了复杂的作物轮作.](http://mhlr.elnclub.com/unhtoday/sites/default/files/media/colsa-research-complex-crop-rotations-involve-many-different-crops.jpg)
他们在研究中发现,氮聚集在一个以前被认为对植物提供很少营养价值的土壤区域——由小有机分子组成的矿物相关有机质(MAOM), 比如氨基酸, 粘在矿物或粘土颗粒上.
“我们发现MAOM确实为植物提供营养. 我们相信在有限的水资源下, 这是植物利用的一个特定的氮池,格兰迪说. “另外, 我们了解到,复杂的作物轮作在MAOM中专门积累了氮, 使这些复杂的旋转更能适应水的变化.”
最终, 我们从这项研究中学到的是,作物多样性越大, 增加土壤氮的潜力越大, 这些植物在干旱条件下生存甚至茁壮成长的能力就越大.
“所以,最终, 我们从这项研究中学到的是,作物多样性越大, 增加土壤氮的潜力越大, 这些植物在干旱条件下生存甚至茁壮成长的能力就越大.”
本材料是基于NH农业实验站通过联合资助的工作 美国农业部国家粮食和农业研究所 (根据哈奇奖编号1020144)和新罕布什尔州. 对这项研究也提供了支持 美国国家科学基金会生态长期研究项目 (DEB 1832042) 凯洛格生物站 并通过 密歇根州立大学农业生物研究所.
你可以阅读发表的文章, 作物轮作复杂性影响水分亏缺期植物-土壤氮循环,在卷中. 166(2022年3月 土壤生物学与生物化学.
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写的:
尼古拉斯·高斯林,06年 COLSA/NH农业试验站 尼古拉斯.gosling@elnclub.com