NHAES的研究表明,复杂的作物轮作促进了土壤中氮的积累,提高了抗旱性

星期三,2022年10月19日

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.
根据 来自空间站科学家的新研究, 作物多样性越大, 增加土壤氮和养分丰富度的潜力越高, 这些植物在干旱条件下生存的能力就越强.

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.

电视录像制作人: 
永利app新版本官网地址的科学家们获得了三笔总额为100万美元的赠款,用于解决土壤可持续性和土壤污染等紧迫问题的研究, 最终, 新罕布什尔州及其他地区的弹性粮食生产. 这些项目包括使用最先进的仪器来确定有助于构建土壤有机质的成分, 提高土壤微生物的能力,提高氮肥的效率, 了解植物如何从土壤有机质中提取有益养分.   
随着时间的推移轮作可以增加玉米的产量, 即使在干旱等不利的天气条件下, 根据永利app新版本官网地址和加州大学NH农业实验站的新研究结果, 加州大学伯克利分校. 研究结果表明,作物多样化可能是有效的, 面对气候变化和环境退化,加强全球粮食生产系统的长期战略.
中西部的农民正在经历更多不稳定的降雨和长时间的干旱,这些都破坏了庄稼,现在有了新的指导方针来帮助他们管理气候变化的影响.