加入土壤健康革命

加入土壤健康革命，是美国《成功农业》媒体推荐的2019年一篇旧文；但是今天在我们推广实施保护性耕作的实践，保护黑土地、黄土地，依然值得一读，很有启示。原汁原味转发如下。

用这些变化方式来改善你农场的土壤健康，包括使用覆盖作物，减少耕作，增加轮作，增加牲畜，以及管理水的使用。

 

图片来源：美国形象基金会

上个世纪初，当克拉伦斯·布雷克还是个孩子的时候，他会骑着他的小马爬上北达科他州东南部哈瓦那附近的一座小山的山顶。他呼吸着下面似乎无边无际的大草原，金黄色的本土草和盛开的鲜花同时在无声的音乐会中舞动。

多年后，他告诉他易受影响的儿子乔，北达科他州的这片天堂只是原始的140万平方英里的北美大草原的一小部分。丰富的表层土壤支撑着这片原生植被的海洋，土壤中渗透着土壤碳。碳帮助了大量的有机物质，使草原能够：

迅速吸收水分。

保留营养成分。

增强土壤微生物多样性帮助养分和水分转移到植物中。

 

农场主戴夫·弗兰岑

北达科他州立大学的Dave Franzen说：“大草原下面的表土令人难以置信。推广土壤科学家。“1905年卡斯县土壤调查（北达科他州中东部）显示，许多田地的表土有1.5至2英尺深，有机质含量为6.5%。”

美国原住民，像北达科他州的曼丹印第安人，是草原的优秀守护者。

“在土壤上留下疤痕是禁忌，”弗兰岑说。“他们以埃及人（公元前3000年）的方式耕种。”

洪水在北达科他州中部的密苏里河沿岸沉积了肥沃的土壤，为曼丹人提供了肥沃的土地，种植包括玉米、豆类和南瓜在内的多种轮作作物。

耕作麻烦

欧洲殖民者在19世纪抵达时，对如何耕种有着不同的想法。在当时，用马拉犁打开大草原种植农作物是有意义的。这就演变成了一种信念，认为土地可以通过耕种、耕种、再耕种来改良。最终，这在1930年代的沙尘暴中造成了巨大的垃圾箱。

“风会吹12个月，”弗兰岑指出。“每次刮风，沟渠里都堆满了表土。”

“一个破坏自己土地的国家，就是在毁灭自己。”——富兰克林·罗斯福

最终，农民在植树等工具的帮助下减缓了这些损失。然而，伤疤依然存在。

风、水和耕作侵蚀使北达科他州卡斯县6英寸深的农田有机质含量从6.5%降至2%，弗兰岑说。

根据美国全国保险协会和NRCS的数据，在全国范围内，土壤侵蚀已经使表层土壤、有机质和土壤碳减少了50%。

“农业面临的最大威胁是生态系统的退化，”Dwayne Beck说，他管理着南达科他州Pierre附近的达科他湖研究农场。

现代草原工具

幸运的是，现有的工具可以阻止土壤流失，恢复土壤健康，以模仿原生草原。其中包括：

像免耕和免耕这样的减免少耕作制度。

覆盖作物。

多样化的作物轮作。

畜牧业。

“看看原始的草原，”1970年代在北达科他州亚当斯附近倡导免耕技术的卢瑟·伯恩森（Luther Berntson）说。“不是用犁造的。它不是用化肥或杀虫剂建成的。没有这些，它也蓬勃发展。农民有很多方法可以模仿大自然。”

开始

免耕农业引起了Joe Breker的兴趣，他在1978年参加NDSU后回到了他家的农场。尽管当时他并没有多想，但免耕法是效仿父亲所赞美的原始草原美德的一种方式。

问题很多，但缺乏资金和经验，他找到了像伯恩森和罗恩斯温德勒这样的农民，罗恩斯温德勒是北达科他州莫特的免耕者。

“在我成长的地方，有几件事情可以让你在社区里保持良好的声誉。“一个是不打你的妻子，”伯恩斯顿开玩笑说，“另一个是每个星期天升国旗去教堂。”另一个是让你的夏季休耕地保持黑色。”

伯恩斯顿睁大了许多眼睛，皱了许多眉头，当地人注意到他转向免耕。

“和你一起种田真是个有趣的家伙，”一个邻居在那段时间对Berntson说。

并不容易

Berntson回忆说：“我会碰到高粘土（秋葵）土壤，这会堵塞我的钻头。”“那东西跟浆糊一样。我一年比一年做得好，但第一年是最艰难的。”

然而，在干旱的20世纪70年代和80年代，免耕形成了一层残留物层，防止土壤水分蒸发。保存下来的水分帮助他每年在农场上种植经济作物，而不是夏季休耕小麦轮作，每两年才收获一次。

土壤中的有机质可以在水中保留其重量的10倍。

谈到与伯恩森的那些经历，布雷克感到震慑。

当布雷克拜访马尼托巴省霍姆伍德的吉姆·麦克卡森（Jim McCutcheon）时，他的想法得到了证实。麦克卡森从20世纪60年代开始采用免耕法。

“那是我第一次在多年未耕种的田地上行走的经历，”Breker说。“感觉就像走在棉花糖上。我问他：“你认为我能在萨金特县（布雷克的家乡）做这件事吗？”他说：‘去吧！’”

现实咬

不过，梦想常常会撞到现实。

卢瑟·伯恩森

“我没有贷款限额来购买（免耕）机器，”布雷克说。“于是，路德（伯恩斯顿）问我，‘你养向日葵吗？你知道，在向日葵地里，你可以不用谷物播种机来耕种小的谷物。”

因此，布雷克在1980年就以这种方式形成了免耕制度，并取得了令人印象深刻的成果。

他说：“那一年几乎没有向日葵，几乎没有野生燕麦，硬粒小麦的产量超过了常规耕作的硬粒小麦。”

接下来，布雷克买了三个10英尺免耕钻机，他把它们挂在一起，以加速播种。

“马上，我们就能看到它的缺点，”Breker说。“它没有深度控制，没有压土轮（以帮助种子与土壤接触），除了起动器外不能施用任何肥料。”

所以他用Yielder钻机替换了这个装置。

“我们可以完成很多事情，”他说。“但它是过度建设。太窄太重了。”

每1%的土壤有机质，每英亩可储存20，000加仑的水。

进入柄式空气播种机。“我们有一个艰难的开始，但我们保留了康科德（空气播种机），”他说。“我们修改了它，就像所有人一样。”

这些变化使他能够在施肥的同时直接播种。在干旱的1980年代之后潮湿的1990年代，空中播种也更有利于工作顺利。

他说：“空气播种机比圆盘式播种机在潮湿、粘滞的条件下播种的可能性要小。”

他最后一次停止播种是在2010年，当时他换了一台带有三个隔室空气系统的Amity Single Disc Drill。他现在可以带无水氨和干肥料与一个单独的开瓶器，同时应用启动肥料旁边的种子。

“由于它的尺寸和速度，它非常高效，”他说。

有些微生物是有害的，因为它们会导致农作物病害。然而，其他微生物可以杀死这些有害微生物。同时，其他微生物可以帮助作物根系吸收水分和养分。

进一步加强土壤生命的是作物多样性。“这让你的领域有了更多的生物学，”说李·布里泽，一家总部位于北达科他州埃奇利的centrol作物咨询公司。

耕作刺激杂草

杂草不是草原的一部分，但它们是农业的一部分。南达科他州皮埃尔市达科他湖研究农场经理德韦恩·贝克说：“如果耕作能很好地去除杂草，那么现在它们早就都消失了。”他说，增加覆盖作物和使轮作多样化以帮助除草剂是控制杂草的更好方法。

也许有些耕作

堪萨斯州立大学农学家Augustin Obour说，偶尔通过耕作来杀死马唐、苋菜或地肤子等杂草，并不一定会破坏土壤健康。Obour的研究表明，在冬小麦播种前的7月份，用扫犁（或V形刀片）进行两次清理，可以减少杂草的压力，确保对冬小麦的竞争最小化。

在研究中，这些战略性耕作通过——一个3英寸，另一个3天后6英寸深-在每英亩产量为50蒲式耳的环境中，每英亩产量比免耕和少耕（凿子、圆盘和田间中耕机通过）高10至12蒲式耳。奥布尔说，免耕作物可以在小麦之后恢复播种。

 

多毛野豌豆，恐怖野豌，

喜欢把毛野豌豆作为覆盖作物的农民们算是走运了——算是吧。很有可能，他们会看到一遍又一遍。

终止创伤

覆盖作物也有它们的麻烦。Kurt Steinke，密歇根州立大学（MSU）推广土壤科学家说。

一定要给覆盖作物终止留出足够的时间，特别是四月中旬在爱荷华州种植的玉米。爱荷华州立大学推广农学家Mark Licht说，这种除草剂在以下情况下最有效：

一个阳光明媚的下午，气温超过60华氏度。生长旺盛的作物。“如果覆盖作物没有变绿，除草剂就没有效果，”他说。

当夜间温度高于40°F时。Licht说：“除草剂（如草甘膦）的转运在晚上会减慢。”温度低于40华氏度。可以减缓这种易位，他说。

让农业再次变得有趣

堪萨斯州康科迪亚市72岁的洛伦斯文森（Loren Swenson）对务农仍保持着热情，就像职业棒球大联盟开幕式上睁大眼睛的新手一样。

40年前开始免耕的土壤健康先锋斯文森很高兴地看到，采用覆盖作物等土壤健康措施带来了更多的收入。斯文森已经把他的农场交给了一个年轻的邻居，但他仍然参与日常的运作。

例如，他们在2017年有一个中心支点专门种植玉米，旱地角种植小麦。小麦收获后，他们混合种植了覆盖作物和放牧牛。2018年，整个农场种植的大豆——甚至是旱地角落的大豆——产量都超过了圆形喷灌机灌溉的大豆。

 

斯文森说：“我猜这是因为牛和覆盖作物的关系，我想两者都有。”“但我不知道为什么。所以我在努力学习！

“像覆盖作物这样的东西让农业再次变得有趣起来，”他说。

消除不匹配

除了模仿草原，像覆盖作物这样的工具可以帮助防止硝酸盐氮（N）渗入瓦片线和最终饮用水。爱荷华州立大学（ISU）推广农学家Mark Licht说，玉米和大豆轮作的一个挫折是，它促进了土壤中氮含量与经济作物生长期之间的不匹配。

这是由于氮的矿化，这基本上是免费的氮，经济作物可以在明年使用。许多矿化发生在秋季和早春，虽然，当玉米和大豆的根系不存在。矿化的氮然后可以移动。

解决方案是什么

复播或撒播覆盖作物到站立的经济作物可以保持氮，并释放它到明年春天的作物。

另一个好处：“当我们从覆盖作物中获得绿色生长时，我们可以保持更多的土壤，并减少从田地中转移到水体中的磷的数量，”ISU的Mark Licht说。

泥泞路

几年前的夏天，Dwayne Beck带领了一个达科他湖研究农场之旅，其中包括一个长期免耕的田地，它已经被各种各样的现金作物和临时覆盖作物所覆盖。

贝克说：“我告诉他们，他们可以走在中轴后面，不会把脚弄脏。”这些土壤可以在7分钟内吸收2英寸的水。在耕作的情况下，土壤每40分钟只能接受1英寸的土壤。

贝克说：“一个明尼苏达州的农民说，‘这太疯狂了。’”“我告诉她，‘不，你在明尼苏达州用传统耕作和紧密轮作（无论是连续的玉米或玉米-大豆），并期望水渗透土壤是疯了。’水应该通过这种方式渗透到土壤的微孔中，而不是从田地里流走或积聚在很深的车轮印中。”

61英寸

鲨鱼渔民寻找一些大诱饵可能要访问拉特兰，北达科他州。

那里的居民发现了一个61英寸长蚯蚓蠕动着穿过一条偏僻的乡村小路。

北达科他州哈瓦那的乔·布雷克说：“它看起来像一只巨大的夜行者或面条。”“我不知道这是否是因为所有的免耕，但它是一个迹象，有很多土壤生活在这里进行。我认为这是难以置信的，我们必须保存它。我们把它装裱起来，在会议上展示。”

利用作物多样性刺激微生物

“微生物喜欢土壤中的多样性，”明尼苏达大学推广教育家Jodi DeJong-Hughes说。她补充说，豆类（大豆和可食用豆类）等经济作物与玉米和小麦等牧草的混合可以为土壤生物提供多样化的食物来源。

位于北达科他州埃奇利的Centrol作物顾问李·布里斯说，在像北达科他州这样的州，豌豆/玉米/大豆/小麦形成了一个伟大的农艺轮作方式，以防止害虫和刺激微生物种群。

经济性问题

作物多样性在玉米带各州碰壁。玉米和大豆的回报常常超过其他作物，如小颗粒。爱荷华州立大学（isu）的土壤科学家迈赫迪阿尔凯西（mahdi al-kais i）说，即便如此，这种中耕轮作仍比单一耕作好。ISU 2003年至2013年的研究发现，轮作种植的玉米和大豆组合的净回报率比连续种植的玉米高41%（每英亩338美元至227美元）。

部分原因是连续玉米的投入成本较高。生物学也在起作用。Al-Kaisi说：“这也是由于作物轮作的多样性对土壤生物学的轮作效应，以及改变土壤环境和养分吸收的根系。”

剔除转换成本

通过像免耕这样的工具来模仿大草原并不全是蓝天和吃花生。

明尼苏达大学推广教育工作者乔迪·德容-休斯（Jodi DeJong-Hughes）说，在从耕作到免耕的过渡期，免耕会在三到四年内降低产量。

不过，还有其他选择。她说，条耕播能产生防止土壤侵蚀的残留物，有助于形成有机质，同时还能促进春季土壤升温，使作物有足够的发芽和出苗。

“它还允许微生物群落的建立，”她说。她说：“我知道‘免耕’并不适合所有人，但它是耕作和免耕的结合。”

侵蚀仍然是一个危险的带状耕作，特别是在丘陵和较轻的土壤。她说，这就是为什么农民必须相应地调整犁刀和刀柄。

对于那些产生多产残留物的情况，如连续玉米，垂直耕作也是一种选择。

“每三年进行一次垂直耕作是清除一些残留物的一种选择，”德琼-休斯说。垂直耕作的另一个好处是：留下的残留物模仿稻草，将水分吸进土壤。