奶牛场的一些免耕作物轮作可以从战略性耕作中受益

由于担心对土壤健康的负面影响，许多免耕种植者不愿实施任何土壤扰动。然而，宾夕法尼亚州立大学的一组研究人员进行的一项新研究表明，在包括覆盖作物和多年生植物在内的作物轮作中，五年后翻耕一次田地可以保持土壤健康并提供其他好处。

“虽然免耕已被证明对土壤健康非常有益，而且它在宾夕法尼亚州和东北部的广泛采用减少了侵蚀和沉积，但它导致了抗除草剂杂草的出现，因为免耕农民依赖关于除草剂以控制杂草和终止覆盖作物，”团队负责人、作物生产/生态学副教授HeatherKarsten说。“这造成了一个很大的杂草控制问题。”

卡斯滕在农业科学学院的研究小组近二十年来一直在研究奶牛场如何更可持续地生产农作物，他指出，对草甘膦等除草剂的依赖可能会对环境和人类健康产生负面影响。相反，宾夕法尼亚州立大学的科学家提倡采用多种杂草控制措施的综合杂草管理。

连续免耕和标准除草剂(NT-SH)以及综合杂草管理中的战略性耕作(ST-IWM)的六年作物轮作序列。图片来源：可持续粮食系统前沿(2022年)。DOI：10.3389/fsufs.2022.907590

Karsten指出，免耕农业有很多好处，但它的缺点之一是种植者在轮作中反复使用除草剂杀死覆盖作物和多年生植物。她认为，这是一种可以而且应该减少的环境负荷，因为免耕法已被广泛采用。例如，美国农业部2017年的一项调查显示，宾夕法尼亚州67%的作物种植面积采用免耕管理，24%的种植面积采用覆盖作物。

“当你一次又一次地使用除草剂烧毁覆盖作物并杀死多年生植物时，就会选择抗除草剂杂草并污染环境，”她说。“越来越多的证据表明，草甘膦和2,4D等通常用于烧毁覆盖作物和控制杂草的除草剂会带来一些人类健康问题，例如非霍奇金淋巴瘤和内分泌干扰。这些和其他用于控制杂草的除草剂抗除草剂的杂草对土壤生物和野生动物也有毒。”

在宾夕法尼亚州立大学拉塞尔E.拉森农业研究中心进行的为期六年的实验中，研究人员对比了两种种植系统：使用除草剂的连续免耕系统，以及使用战略性反耕和较少除草剂的综合杂草管理系统。他们测量了土壤健康指标，例如理想的土壤碳和水稳性聚集体的水平，这是指理想的土壤结块质量，可促进土壤孔隙率，促进水和空气渗透，减少土壤侵蚀并改善植物根系的生长条件和土壤生物。

该实验是在东北奶牛场轮作进行的，该农场由冬季油菜籽或油菜籽加燕麦，然后是黑麦覆盖作物组成;大豆之后是黑麦覆盖作物;和玉米粒或玉米青贮饲料，然后是三年的紫花苜蓿和果园草多年生草料，并种植小粒谷物。

在最近发表在可持续食品系统前沿的研究结果中，研究人员报告说，他们在两个深度(2英寸和6英寸)处对土壤进行了采样，以获取总碳和堆积密度。他们发现，尽管在倒耕后的战略耕作系统中初始土壤健康值较小，但在轮作的第六年进行两年的多年生牧草后，除活性碳外，这两个系统的所有特性都相似。活性碳是土壤有机碳中周转时间最快的部分，因此最容易被土壤微生物利用。

Karsten解释说，研究结果表明，种植者可以避免使用如此多的除草剂，并通过实施非常有限的战略性耕作来避免污染他们的生态系统。从长远来看，他们土壤的健康状况将基本保持不变并受到保护。

根据Karsten的说法，战略性耕作还有其他好处，这些好处在本研究中没有涉及，但很重要。在长期免耕中，磷等土壤改良剂会在土壤表面积累，导致磷流失和水体污染。这些土壤改良剂中的战略性耕作混合物，包括可以通过更多土壤剖面改善土壤pH值的石灰。

此外，战略性耕作对在免耕系统中繁衍生息的鼻涕虫种群具有破坏性影响，在有大量以前经济作物和覆盖作物的作物残茬(鼻涕虫的理想栖息地)的免耕田中问题尤其严重。

“我们发现——但没有在本文中报告——在鼻涕虫成问题的年份，鼻涕虫种群和鼻涕虫对耕种后种植的作物造成的损害要低得多，因为耕作会扰乱它们的种群，并可能破坏鼻涕虫产下的卵，“卡斯滕说。“这是农民应该考虑战略性耕作的另一个原因。在农场转为免耕之后，我们接到种植者的电话，询问他们可以做些什么来控制鼻涕虫。耕作可以减少鼻涕虫的数量。”