賓州州立大學(xué)的研究人員說(shuō)，要判斷掩蓋作物的整體有效性并選擇提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)最多的作物，農(nóng)業(yè)科學(xué)家必須考慮植物的根系以及地上生物量。一種混合物。

土壤生物地球化學(xué)教授Jason Kaye說(shuō)：“幾乎我們所知道的有關(guān)覆蓋作物生長(zhǎng)的所有信息都是通過(guò)測(cè)量地上部分而獲得的，但是，我們希望從覆蓋作物中獲得的某些收益卻來(lái)自根源。” “這項(xiàng)研究向我們表明，我們?cè)诘孛嫔峡吹降臇|西有時(shí)(但不總是)反映了地下收益。”

覆蓋作物廣泛用于增加玉米，小麥和大豆等經(jīng)濟(jì)作物之間返回土壤的有機(jī)碳量，以及限制土壤侵蝕和向土壤固氮或添加氮。Kaye指出，覆蓋農(nóng)作物的根系在提高土壤有機(jī)碳水平方面起著至關(guān)重要的作用，但是影響碳水平的根系特征在覆蓋農(nóng)作物種之間差異很大，而且這種變化尚待鑒定。

凱伊(Kaye)指出，近來(lái)，農(nóng)作物混合作物作為增加農(nóng)作物作物收益的多樣性的一種方式而日益流行。自2011年以來(lái)，他在農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院的研究小組一直在進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn)，評(píng)估各種覆蓋作物混合物的有效性。

在最近在《可再生農(nóng)業(yè)和食品系統(tǒng)》上發(fā)表于賓夕法尼亞州羅克斯普林斯州拉塞爾·拉森農(nóng)業(yè)研究中心的最新研究中，研究人員評(píng)估了包括黑小麥，低芥酸菜子和深紅色三葉草的單一栽培以及五種植物在內(nèi)的包膜作物處理方法。這三個(gè)物種占主導(dǎo)地位的混合物。

他們測(cè)試了覆蓋作物根部的數(shù)量，質(zhì)量和空間分布，以了解物種之間的根性狀變異，以及該變異如何影響混合設(shè)計(jì)。他們從行內(nèi)和行間位置取下根核，在秋季和春季從冬小麥之后播種的覆蓋作物中取出約16英寸的深度。

研究人員還評(píng)估了整個(gè)輪作的累積碳輸入，以確定農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物根系碳的貢獻(xiàn)。他們測(cè)量了根生物量的垂直和水平分布，根生物量與地上生物量的比率(稱(chēng)為根與苗比率)，并將其與植物中的氮含量相關(guān)聯(lián)，以確定這些參數(shù)在覆蓋作物之間的差異治療。

Kaye解釋說(shuō)，覆蓋作物混合物增加了土壤的總碳輸入量，因?yàn)樗鼈兺瑫r(shí)具有較高的根和芽輸入量，并且促進(jìn)了玉米作物殘留物中的較高碳輸入量。

他說(shuō)：“混合種植后，玉米農(nóng)作物比放牧后的草更豐產(chǎn)，雖然我們收獲了很多生產(chǎn)力，但有些卻殘留下來(lái)。”他說(shuō)。“我認(rèn)為這真的很有趣，因?yàn)樗砻髁烁采w作物對(duì)土壤碳的影響不僅與它們自身的根和芽有關(guān)，而且還與它們?nèi)绾斡绊懡?jīng)濟(jì)作物的生長(zhǎng)有關(guān)。”

首席研究員約瑟夫·阿姆西利(Joseph Amsili)指出，這項(xiàng)研究揭示了三種重要的冬季一年生農(nóng)作物油菜，深紅三葉草和黑小麥的根系性狀差異。他補(bǔ)充說(shuō)，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)重要的根系特征，包括高根莖比和小黑麥的行間根系大量生產(chǎn)，而黑小麥?zhǔn)嵌←満凸任锖邴湹碾s交種。

“與深紅色三葉草單一栽培相比，五種物種的混合與增加的根系數(shù)量和分布相關(guān)，這表明將根系生物量有限的豆科植物與蕓苔屬和產(chǎn)生更高根系生物量但提供更多氮素的草種結(jié)合在一起的好處， ”阿姆西利說(shuō)。現(xiàn)在，他是康奈爾大學(xué)綜合植物科學(xué)學(xué)院土壤與作物科學(xué)系的推廣助理，他是賓夕法尼亞州立大學(xué)生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)與管理系的研究生。

Kaye解釋說(shuō)，這項(xiàng)研究很重要，因?yàn)閷?duì)覆蓋作物根部性狀的了解增加了對(duì)根部性狀與覆蓋物提供的服務(wù)之間聯(lián)系的了解。展望未來(lái)，他希望找到能提供意想不到的生態(tài)系統(tǒng)收益并為隨后的經(jīng)濟(jì)作物帶來(lái)更多收益的覆蓋作物和設(shè)計(jì)覆蓋作物混合物。

他說(shuō)：“我們現(xiàn)在可以考慮要在土壤中發(fā)生什么，然后設(shè)計(jì)出具有最能提供這些益處的根部特性的混合物。” “對(duì)覆蓋作物根系性狀的進(jìn)一步研究為設(shè)計(jì)具有互補(bǔ)根系性狀的混合物奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我設(shè)想，我們將針對(duì)地上和地下利用許多不同的覆蓋性作物來(lái)適應(yīng)不同的性狀。”