研究更新:比较免耕方法 & 不同规模设备

by 马克·邓普西CFSA农场服务经理|. 16, 2021 —
两种覆盖作物在洛马克斯并排生长
冬盖作物接近终止期

今年秋天, bwin体育必赢完成了CFSA有机免耕项目的第二年，确定了生产成本, 收益率, 盈利能力, 以及裸麦覆盖作物后种植免耕冬南瓜的可扩展性. bwin体育必赢使用了几种覆盖作物和杂草管理方法，使用拖拉机实施, 手推拖拉机, 或手动完成.

如果你不熟悉覆盖作物的有机免耕, 前提是种植大量的覆盖作物, 如黑麦, 通过卷曲或修剪，将它铺成覆盖物, 把你的经济作物种植进去, 并依靠覆盖物来抑制杂草. 这实际上是一种“自己种植覆盖物”的生产系统. 但是bwin必赢线路杀死覆盖作物的最佳终止方法仍存在许多问题, 由此产生的地膜抑制杂草的效果如何, 以及使用拖拉机在经济上有意义的规模, 一个手推拖拉机, 或手动方法.

bwin必赢线路bwin体育必赢的研究问题、方法和第一年的结果的详细解释，请参见 bwin体育必赢今年早些时候的报道. 

 

对bwin体育必赢的方法做一个简要的概述:

bwin体育必赢在两个地方连续种植了两个季节的黑麦覆盖作物, 接下来是免耕冬南瓜. 黑麦一旦开始发育种子(“水熟”生长期)，在5月终止，使用不同的终止方法(连枷割和卷曲)，由设备驱动或手工完成. 用景观组构覆盖一小块地，进行长季节杂草抑制. 人工将冬南瓜移栽到形成的覆盖物或景观组构中. 最后, bwin体育必赢将这些处理方法与有机行业的标准进行了测试:用塑料薄膜覆盖耕地和床层. 处理方法如下:

治疗和设备使用表

两年来，所有治疗均在Lomax农场(Concord, NC)全面实施. 两年来，在黑山红童子军农场实施了一组治疗, NC):只进行免耕处理，使用步后或手工完成.
每个系统的性能通过:

  • 生产成本(设备+人工+材料、燃料及维修)
  • 收益率
  • 盈利能力
  • 可伸缩性(我.e.，生产成本和盈利能力如何随着处理面积的增加而增加)

bwin必赢线路总生产成本的可伸缩性的一个重要说明在本分析中，与规模有关的成本(i.e.，那些随着面积的增加而增加的)包括劳动力，材料，燃料 & 设备维护. 固定成本(我.e.，那些是相同的，无论面积)包括每年拥有设备的成本(i.e.即购买价格减去转售价值除以拥有的年数). 这抓住了前期设备成本和规模经济所节省的资金之间的动态权衡(i.e.，地面速度更快，工作宽度更宽).

 

主要的外卖

虽然结果与去年基本相同, 有几个小的更新, 第二年的数据支持了第一年的发现，并允许bwin体育必赢使用常见的统计技术测试治疗之间的差异(混合模型方差分析)。. 结果:

1. 在进行覆盖作物免耕时，杂草压力和由此产生的除草时间是首要考虑因素(图1)。.

  • 除草时间在卷曲处理和刈割处理中占主导地位，而在景观织物处理和耕作处理中占主导地位.
图1. 总管理时间(小时/英亩)分为五个管理类别. Error bars are standard error of the mean (total hours); n=2 site-years for Tractor-based treatments; n=4 site-years for all others.]

 

2)杂草管理提高了卷曲和修剪处理的劳动力成本, 哪一个, 反过来, 占总生产成本的很大一部分(图2). 事实上, 杂草管理占卷曲处理和刈割处理总成本的25%-45%，因为是人工除草，而不是机械化除草.

  • 除草花费的时间在割草上始终高于割草. 卷曲处理(53%).
  • 生产总成本突出了景观织物在减少除草时间方面的效用，也突出了机械化除草的必要性(i.e.，高残留栽培).
  • 如果你已经有了连枷割草机, 计划在割草之后用持久的覆盖物更好地抑制杂草(厚稻草), 景观结构, 或类似的).
图2. 每英亩白胡桃南瓜的年生产总成本($), 分为三个部分:劳动, 材料, 燃料和维护, 和设备. Error bars are standard error of the mean (total cost); n=2 site-years for Tractor-based treatments; n=4 site-years for all others.

 

3)当考虑每个处理的面积如何扩大时(0.1到10英亩)，几个处理方法脱颖而出(图3):

  • 在卷曲的黑麦上应用景观织物是最便宜的处理，最多可达3.5英亩. 这是, 额外的成本(人工和材料)应用和删除景观织物，更多地弥补了节省的除草时间, 与其他治疗方法相比(最多3种).5英亩).
  • 使用手动压接器——一种非常简单的设备，只需花费几美元(图4A)——是第二便宜的实现方法, 大约3英亩. 在较低的土地面积，手工处理的成本较低，因为它们不需要投资昂贵的设备，但在较高的土地面积(超过3 - 3)，手工处理的成本会高于机械化处理.5英亩)，因为规模经济是通过设备实现的.
  • 以上3.5英亩在美国，拖拉机驱动的卷辊机是实施成本最低的. 与景观组构处理相比, 在这种滚筒卷曲处理中，除草的成本被拖拉机较高的工作宽度和速度所实现的规模经济所弥补.
  • 5英亩以上, 考虑到不同年份的差异，实施耕耘处理的成本实际上相当于基于拖拉机的辊压处理的成本.
  • 割草是最昂贵的实施. 与其他治疗方法相比, 割草比其他方法需要更多的除草时间. 修剪过的土地更容易除草，因为覆盖的农作物被切成小块，分解得很快，让更多的阳光照到土壤表面(图5).
图3. 所有处理按面积计算的生产总成本，从0按比例计算.1 - 10亩(A)说明，该方法确定成本高于设备3.5-5英亩，比例为0.1 – 2.(B)说明设备决定成本比方法在更小的面积. n=2 site-years for tractor-based treatments; n=4 site-years for all others

 

图4一. 手动卷曲为这个项目建造. (左)玛丽卡罗尔多德，红色童子军农场，操作手动卷曲黑麦. (右)上:卷曲器的结构由1.5 "角铁系在2×6上，绳子系在2×6上. 下:用手动压接器压接最近压接的覆盖作物.

 

图4 b. 履带式拖拉机卷边机. (左)滚筒卷曲是一个很大的处理与步行拖拉机. (右)Dylan Alexander, CFSA的Lomax农场协调员，正在操作滚筒卷曲机.

 

图5. 红童军农场的土地(种植后四周)显示大量杂草(螃蟹草)透过修剪过的黑麦护根生长(右), 但卷曲的黑麦地膜(左)几乎没有杂草.

 

4)产生结果, 因此盈利能力的结果, 很难对不同的处理方法进行比较，因为bwin体育必赢在凯文农场经历了第一年的作物歉收(这是唯一实施拖拉机处理的地方——看到了吗 要了解更多信息，请记录第一年的结果第二年的治疗没有重复进行). 然而, bwin体育必赢在红色童子军农场成功地度过了两年, 在那里只实施了步行拖拉机和人工治疗. 在红童子军农场待两年，在洛马克斯农场待一年, bwin体育必赢可以得出bwin必赢线路收益和盈利能力的非常广泛的结论(尽管不能用统计数据来验证):

  • 景观组构处理的产量倾向于高于其他处理(图6).
  • 虽然bwin体育必赢没有数据支持这一观点, 看来，如果研究更长时间的修剪处理可能会产生更少的卷曲处理由于更高的杂草压力(除非更多的时间投资在除草), 景观组构处理的产量会更高, 杂草少，养分供给好(土壤和覆盖作物中有机物分解快).
  • 红童军农场, 景观织物处理的产量比卷曲处理和刈割处理高12-52%(两年平均)。. 考虑到这一点，以及景观织物处理的生产成本始终低于所有其他处理(除了基于拖拉机的辊压和耕耘处理高于3.5 – 5英亩; 图3), net 盈利能力 is consistently higher when using 景观结构.

 

图6. 适销水果产量(磅/磅), 盈亏平衡收益(磅/ac值为1美元/磅), and per-plant yield (lbs/plant; right axis) across treatments at both locations. 来自两个地点的数据分别呈现，因为地点之间的产量差异很大. Error bars are standard error of the mean (Red Scout 农场 only); n=2 site-years.

 

5)让bwin体育必赢从最后一个要点开始构建，但同时也要承认，来自凯文农场的产量数据是不可复制的，而且变化很大. 如果bwin体育必赢假设红童子军农场的产量数据至少在一定程度上代表了治疗效果(大致归类为卷曲), 割草, 和景观结构), 然后bwin体育必赢可以对盈利能力做一些合理的假设, 尽管非常谨慎.

  • 从这个试验性的数据探索, 景观组构处理比其他处理更有利可图, 无论面积如何(图7).
  • 这在面积较小的地区尤为重要, 在哪些情况下，机械化处理每英亩土地的成本更高(与其他处理相比)，因此是最不赚钱的, 可能净负(图7B).
  • 然而, 就在景观织物处理后面, 以拖拉机为基础的卷边机是第二最有利可图的治疗开始2英亩, 一旦设备的前期成本被规模经济所抵消(图7A).

 

图7. 免耕处理的净利($)，以每磅1美元(保守批发价)的白胡桃南瓜为基准, 按比例缩小的从0.1 - 10英亩(A)和0.1 - 1英亩(B). 利用Red Scout农场的处理水平产量数据(平均两年)计算利润数据，试图为Lomax农场的拖拉机处理提供合理的产量估计, 数据未被复制且变化很大的地方. 这是一个试验性的数据探索，应该谨慎解释. 然而, 它提供了在不同地区不同治疗方法的盈利能力如何不同的见解. 注:由于缺乏重复数据，未包括耕耘处理.

 

6)最后，耕作处理的效果与大多数不耕作处理相当或更好:

  • 减少劳动时间
  • 类似的生产成本，以拖拉机为基础的滚筒卷曲超过5英亩
  • 类似的产量景观织物*
  • 潜在的同等或更好的盈利能力比景观结构*
    *产量和盈利能力的见解只是道听途说，需要更多数据来证实.

 

耕作处理的效果与免耕处理一样好或更好，这一事实突出表明有必要改进以覆盖作物为基础的免耕生产, 尤其是在杂草控制方面. 因此, 与第一年的结论类似, bwin体育必赢看到两种重要但不同的方法来改善覆盖作物免耕生产:

  • 使用拖拉机或步行拖拉机时, 使用高残留耕耘机有可能减少在除草时间上的投资，提高作物产量. 这对于拖拉机规模的生产是很容易做到的，因为设备已经存在，价格合理. 虽然这种设备并不存在于可随时购买的履带拖拉机上, 它可以改造和制造现有的种植设备为步行后拖拉机设计.
  • 在辊压和割免耕系统中, 高残留栽培的杂草控制还不完全, 与以耕作为基础的系统和使用景观结构的系统相比，覆盖作物的养分释放缓慢.
    因为这个, bwin体育必赢认为，滚筒卷曲和割草系统的表现永远不会像耕作系统那样好(即使有更好的杂草控制). 提出开发新技术，实现景观肌理的机械化应用与去除, 或类似的材料, 通过覆盖物快速分解，提供长季节杂草抑制和改善作物养分供应.像这样的技术, 如果能够负担得起——就像许多塑料覆盖层一样——就可以让更多的农民能够成功地进行有机免耕蔬菜生产, 并且在产量和经济效益上与几十年前塑料地膜刚被引入时差不多, 以及对土壤健康和农场保护的显著好处.

问题? 想要更多的?

 

南方可持续农业研究和教育(SARE)赠款OS 19-129为2020年生长季提供了支持，有机谷农民倡导有机(FAFO)为2021年生长季提供了支持.

 

相关文章