黑麦覆盖作物系统中玉米建植与产量对改装闭合轮的响应机制研究

本研究通过田间试验评估了三种闭合轮（标准橡胶轮SR、巡航极限轮CE、杯状剃刀轮MCR）在黑麦覆盖作物(RCC)系统中的表现，发现CE和MCR能显著提高玉米出苗率(6%-15%)和产量(5-8 bu acre?1)，为高残留环境下的种植难题提供了实用解决方案。

　　

黑麦覆盖作物系统中玉米建植与产量对改装闭合轮的响应机制研究

引言

黑麦覆盖作物(RCC)在玉米种植前应用可减少土壤侵蚀、降低除草剂依赖并改善水质，但其残留物会干扰播种，导致出苗不均和减产。改装闭合轮（如巡航极限轮CE、杯状剃刀轮MCR）被设计用于高残留系统，但其在RCC环境中的效果尚不明确。本研究通过印第安纳州的田间试验（2022-2023年），评估了三种闭合轮对玉米出苗和产量的影响。

材料与方法

试验在印第安纳州的Throckmorton（TPAC）和Southeast（SEPAC）农业中心进行，采用随机区组设计，比较RCC与无RCC条件下SR、CE和MCR的表现。玉米出苗动态每日记录，最终产量通过联合收割机测定。数据分析采用混合效应模型和重复测量方法。

结果

1. 环境条件：2022年干旱（降雨量较30年均值低8.9英寸），2023年TPAC和SEPAC分别降水17.8和21.7英寸，均低于均值。

2. RCC生物量：23TPAC的RCC生物量最高（2503.1 lbs acre^?1），C:N比为19:1。

3. 出苗响应：在RCC系统中，CE使玉米出苗率提高6%-15%，MCR提高8%；无RCC时差异不显著。

4. 产量增益：CE在RCC下增产5-8 bu acre^?1，MCR增产7 bu acre^?1，而SR无显著效果。

讨论

RCC导致的氮固定和残留物干扰是减产主因，但CE和MCR通过改善种子-土壤接触和减少侧壁压实缓解了这一问题。CE的厚重设计有效切割残留物，而MCR的薄型尖齿结构优化了覆土效果。值得注意的是，当RCC生物量>1400 lbs acre^?1时，改装闭合轮的增产效果更显著。

结论

CE和MCR闭合轮能有效提升RCC系统中的玉米出苗率和产量，尤其适用于高生物量环境。未来需进一步评估其经济性及与其他农艺措施的协同效应，以推动覆盖作物的规模化应用。

作者贡献与致谢

Riley Seavers负责数据分析和初稿撰写，Daniel J. Quinn主导项目设计与资金支持。研究由美国中北部可持续农业研究教育项目（SARE）资助。