建立土壤碳是迈克尔汤普森在美国堪萨斯州阿尔梅纳附近多元化经营的关键,他与父亲理查德和他的兄弟布莱恩合作耕种。合作伙伴主要种植玉米、大豆和冬小麦,并在覆盖作物上放牧牛。
虽然碳市场为构建土壤碳提供了有用的财政激励措施,但迈克尔·汤普森最看重碳,因为它对土壤的持水能力做出了贡献。
“碳保持水分,所以当我们遇到大雨事件时,土壤中的碳越多,土壤的持水能力就越大。”他说。
当然,随着植物获得更多的水,它们会生长得更多。这创造了更多的顶部生长来收获,并提供了更多的土壤覆盖。根系和表层残留物滋养土壤生物,共生关系形成有机物,有机物主要由碳组成。因此,土壤中的再生循环继续:更多碳、更多水、更多植物、更多碳。
一个有弹性的种植系统产生,土壤和植物能够更好地承受干燥和潮湿的条件。正因为如此,盈利能力保持平稳,不会在好年景达到顶峰,但在干旱年景中崩溃。
“我们的目标是实现均匀的盈利流,我们每年都在盈利。”汤普森说。
如何开始
汤普森一家于2000年开始建立目前的农业系统,当时他们开始免耕。
“我们一直是最低耕作作业,但我们在种植小麦之前确实进行了秋耕,”他说。“我们在连绵起伏的丘陵上受到了侵蚀。土壤会冲刷或从斜坡和山顶吹走。
他说,改用免耕后,他们在过渡过程中面临的最大挑战是“获得正确的施肥水平”。“由于土壤覆盖物留在地表,一些营养物质被束缚起来。直到营养物质开始循环,这需要时间,我们发现在过渡期间,我们必须增加我们施用的氮。”在观察到仅免耕并不能消除土壤中的压实后,他们将覆盖作物添加到系统中。“我们认为我们需要增加覆盖作物,以帮助水更好地渗透。”汤普森说。
他们还在种植系统中看到了抗除草剂的杂草。添加覆盖作物似乎是控制杂草的好方法。
他们设想开发一种覆盖作物系统,既能造福作物和土壤,又能为牛提供放牧。他们希望覆盖作物的放牧可能会让草牧场得到休息,并减少冬季将收获的干草喂给牛的需求。
2009年,他们尝试了全季放牧覆盖作物。春天,他们在牧场旁边的一小块土地上种植玉米和高粱苏丹草,牧场上有24头小母牛。汤普森一家在整个秋天和二月都在牧场和覆盖作物上放牧牛群。
这是他们目前将放牧覆盖作物纳入种植系统的做法的开始。他们通常在春季种植全季覆盖作物,种植米洛或玉米。
“我们种植的物种取决于水分的可用性。”他说,“我们种植暖季和冷季覆盖作物混合物。我们经常种植燕麦、豌豆和三叶草。我们在混合物中加入红三叶草,在退化土壤上加入甜三叶草。我们还经常包括饲料高粱、饲料大豆、大麦、芸苔和向日葵等阔叶。”
放牧覆盖作物
决定何时放牧覆盖作物以及放牧多长时间取决于生长条件。
汤普森说:“如果我们种植了凉爽季节的覆盖物并且生长条件良好,我们可以在燕麦接近启动阶段后在五月开始放牧覆盖作物。“但有时如果天气干燥,覆盖作物不厚实,我们会推迟放牧。”
通过越过围栏田地将牛放在较小的地块上,他们可以将有益的粪便和尿液集中在田地的小区域,并更好地管理牛的饲料消耗和践踏量。
“我们的目标是在放牧后在地表留下大量残留物。”他说。
为了进一步多样化他们的放牧选择,汤普森一家有时会在秋季播种冬小麦、黑小麦或黑麦作为两用作物。
“我们可以将这些作物作为经济作物收获或放牧。”汤普森说,“它们比我们的牧草更早变绿;黑麦和黑小麦最早会在2月和3月变绿。”
扩大田间放牧也有利于后续经济作物。“我们总是在上一个生长季节放牧的田地上种植玉米和大豆,”汤普森说。“由于物流原因,我们有一些田地没有放牧,我们可以看到这些田地的作物与我们放牧的田地上的作物相比的差异。以前放牧的田地上的作物更有弹性,我们可以更有效地利用我们施用的购买肥料。我们正在用牛作为土壤管理工具。
土壤健康福利
土壤健康状况的改善表明,在庄稼和覆盖作物上放牧牛群以及实行免耕做法正在取得成效。风蚀消失了,斜坡径流减少了,在一些地方消除了以前由田地水流出的沟渠。
“土壤有机质正在攀升,”汤普森补充道。“当我们刚开始免耕时,我们的有机物含量为1%。现在大约是2%。”
当然,碳是随着有机物的增加而增加的。汤普森说,这从土壤在比以前更深的深度变暗中很明显。
“在Haney土壤测试中,我们使用水提取土壤碳的测量值作为记分卡,以了解我们的表现如何。”他说,“我们发现碳在干燥和潮湿时期起伏不定。在潮湿时期,土壤中的碳更多,但在干旱时期,碳含量不高。只要我们得到一些水分,让绿色植物生长,土壤中就会有碳。”