百草枯在新的玉米种植体系中可改善土质。

玉米:百草枯可以实现食品与燃料的可持续发展吗?让美国农作物科学家们兴奋的是,通过使用喷洒百草枯得到抑制的多年生覆盖作物定义 覆盖作物,或称肥田作物,是指主要种植目的不是为了收获粮食而是为了土壤侵蚀控制、杂草控制和改善土质的植物。这些植物通常在下季粮食作物种植前被犁耕或耕种,这样这些“覆盖作物”可被用来进行土壤改良,成为“绿色肥料作物”。 权威性在线参考资料与资源 http://attra.ncat.org/attra-pub/covercrop.html 美国农业部农村适用技术中心(ATTRA)是美国国家适用技术中心(US National Centre for Appropriate Technology)下属的可持续农业信息中心(Sustainable Agriculture Information Centre)。,有可能保护种植用于生产生物燃料定义 来源于生物质的燃料。 权威性在线参考资料与资源 http://www.biofuelstp.eu/ 欧洲生质燃料技术平台(European Biofuels Technology Platform)由欧洲委员会提供支持,其宗旨包括:帮助开发具有成本竞争力的世界一流生质燃料技术;促进欧洲生质燃料产业的建立;以及确认实现以上目标所需的研究。的玉米的田地土壤。

在不久的将来,食品与燃料的两难窘境,将通过利用“废弃”的作物残留物,而不是粮食作为生物乙醇定义 生质乙醇指生物性乙醇。包含糖分或淀粉并供能量利用的作物分别包括甜菜、甘蔗或玉米和麦类作物、废秸秆、柳树和普通树木、锯屑、草芦、柳枝稷、大米草、洋姜、芒属和高粱属植物。 权威性在线参考资料与资源 http://www.afdc.energy.gov/afdc/ethanol/index.html 美国能源部能源效率和可再生能源办公室(Office of Energy Efficiency and Renewable Energy)设有一个代用燃料及先进车辆数据中心(Alternative Fuels and Advanced Vehicles Data Center),该中心拥有所有生物燃料的关键信息。的原料来加以解决。然而,令人担心的是,清除通常回归土壤的秸秆和谷壳,会造成严重的水土流失定义 水溶性物质向下经过土壤进入地下水的自然过程。 权威性在线参考资料与资源 http://www.agr.gc.ca/nlwis-snite/index_e.cfm?s1=pub&s2=hs_ss&page=16 加拿大农业部(Agriculture and Agri-Food Canada)网站一篇名为《我们的土壤健康》(The health of our soils)帖子中的章节。和土壤肥力下降问题。

爱荷华州立大学进行了一项为期三年的研究项目,说明了得到精心管理的多年生覆盖作物如何可以不仅只是用于乙醇生产的生物质定义 可用于能源开发的非化石生物性有机物质。 权威性在线参考资料与资源 http://www1.eere.energy.gov/biomass 美国能源部能源效率和可再生能源办公室与业内企业、学术机构以及美国国家实验室合作推出了一项生物质计划(Biomass Program),旨在研究生物质原料和转换技术。目的是生产具有成本竞争力的高性能生质燃料、生质产品以及生质能源。替代品1。成功的关键是使用百草枯及其 快速触杀效果。百草枯是用来在春季杀灭覆盖作物,但因为其不能在植物体内转移并不被土壤吸附,在收获后和越冬期间可重新长出覆盖作物,从而对土壤起到保护作用。

第二代生物燃料

食品和使用玉米和其他谷物与油籽炼制燃料的竞争,已被列为造成最近基本粮食商品的成本大幅增加的影响因素之一。2010年,在美国收获的3.11亿吨的玉米中,大约有40%用于生产 ‘第一代”’ 谷物乙醇(虽然最终有25%以酒糟的形式成为动物饲料)2

然而, ‘第二代’ 或者 ‘纤维’ 乙醇很快将以商业规模利用稻草、秸秆和谷壳加以炼制3。尽管这减轻了作为食品的粮食供应的压力,却引起了对土质的严重关切。作物残留物可保护土壤免受风雨侵蚀,并最终保持有机质水平,确保肥力和提高固碳能力。

可持续收获

图标1. 作物残留物对土壤侵蚀的影响。1000 磅/英亩 = 892 公斤/公顷研究表明,残留在土壤表面上的作物残茬在减少土壤流失定义 固体物质(土壤、泥浆、岩石及其他颗粒)的移位,其原因通常是向下或顺坡运动造成的流动介质(像风、水或冰)。 权威性在线参考资料与资源 http://soilerosion.net/ 该土壤侵蚀网站(Soil Erosion Site)汇集了有关土壤侵蚀的可靠信息,其来源包括多种学科和资源。它旨在为那些希望更多了解土壤流失和土壤保护的人们提供可靠网络资源。方面比混入土壤中要有效的多,另外,“断点”非常尖锐——清除过多,而且对土壤的影响会很严重4 (图标1)。

可持续作物残留物去除率会根据不同因素有所不同,例如田地坡度和土壤类型,耕作制和作物产量等。必须通过保护性做法,如免耕定义 它也称作“保护性耕作”或“免耕作”,它是每年种植作物的一种方式,它通过免除拖拉机拉动工具进行的土壤耕耘进而避免对土壤的破坏。 权威性在线参考资料与资源 http://www.no-till.com/ 免耕耕作方式的在线信息门户网站。、等高耕作和覆盖作物来加以弥补。

覆盖作物和百草枯

在收获后播种覆盖作物过冬而不是在栽种新作物时去除掉,可以对环境构成许多好处5,6。可以播种各式各样的物种,例如谷物和其他一年生禾本科、芸苔属植物和豆科植物。爱荷华州立大学的研究人员一直在试验一种新的方法,即在带状免耕系统中,在续种的玉米作物的行间耕种多年生覆盖作物1。这意味着没有必要在收获后播下一种新的覆盖作物,从而节省了重新播种的时间和成本。

覆盖作物的好处

  • 改善了土壤质量 - 更多的有机物有助于根系更好地生长,提高保水性、排水性并有利于蚯蚓等土壤生物的生长。

  • 减少了侵蚀 - 在冬季保护土壤免受风雨侵蚀

  • 杂草控制 - 覆盖作物可抑制杂草生长

  • 害虫控制 - 提供了一个利于害虫天敌的栖息地

  • 豆科覆盖可增加作物氮 - 减少对化肥的需要

在这个新的种植系统中,关键的组成部分是覆盖作物、玉米杂交种和使用的耕作法。在对36个潜在的覆盖作物经过筛选后,草地早熟禾(Poa pratensis)得以选中。种子是现成的,而且易于抑制,并重新生长良好。在这种耕作体系中,一些玉米杂交种发现比其他作物表现得更好,从而为植物育种者说明了范围。带状免耕法被发现是最佳的耕作做法。一块四英寸(10厘米)宽的耕作带在秋天进行翻耕,在次年春天种植玉米。

在春天,新播种的玉米作物长出来之前喷洒百草枯,可迅速催枯草地早熟禾。然后在玉米冠层叶片下会重新生长出来,从而可以在收获后一直到春天都会重新保护土壤。种植耐草甘膦玉米杂交种,从而可在10英寸宽的带状耕作带,包括耕种带在内,通过草甘膦除灭杂草。

草地早熟禾覆盖作物,可确保全年至少有85%的地面覆盖,仅有不到15%的土壤暴露和易受侵蚀。覆盖作物,可能需要每隔三至五年进行补种。

据估计,覆盖作物添加到土壤内的有机物相当于作为纤维素乙醇的生物质原料的玉米秸秆和谷壳添加到土壤的有机物。所以只要覆盖作物在与玉米作物开始竞争之前受到百草枯的抑制,那么在爱荷华州的研究表明,获得每英亩200蒲式耳(12.6吨/公顷)的粮食高产量,仍然是可能的。

有关生物燃料和免耕及其它保护性耕作定义 为减少水土侵蚀,种植后使用作物残留覆盖 30%或更多土壤表面的任何耕作和种植方式。 权威性在线参考资料与资源 http://www2.ctic.purdue.edu/Core4/CT/Definitions.html Core4Conservation 是位于普度大学(Purdue University)的 保护性耕作信息中心(Conservation Tillage Information Centre)的组成部分。系统重要性的更多信息可以点击 这里进行查阅。

点击 这里查阅有关百草枯的介绍。

参考文献

爱荷华州立大学(2011)。
美国玉米生产者协会。(2011). 2011 世界玉米
美国能源署(2011年)。美国10亿吨信息更新.
Andrews, S S (2006)。用于生物质能源生产的作物残留清除:土壤影响及建议。美国农业部国家保护性资源服务中心。
中西部地区覆盖作物理事会
持续农业定义 它包括自然资源基础的管理与保护和技术与制度发展方向两方面内容,这两方面是以能确保当代和后代的农业生产持续进行的方式展开的。这种可持续农业强调保护土地、水源、以及植物与动物的基因资源,并重视环境保护、技术合理、经济可行和社会认可。可持续发展的基础原则是我们必须在不危及后代满足其自身需求能力的基础上满足我们的自身需求。因此,对自然和人类资源做好管理是重中之重。 权威性在线参考资料与资源 http://www.nal.usda.gov/afsic/pubs/agnic/susag.shtml 美国农业部替代型农业系统信息中心(Alternative Agricultural Systems Information Center)信息网络(2007)。盈利性地管理覆盖作物。(欲下载相关信息,请登录 中西部地区覆盖作物理事会的网站。

注意

百草枯领先产品的品牌名称为Gramoxone
 定义 用于生产生质燃料的作物。目前,像玉米、甜菜籽、油菜和大豆等粮食作物被用来生产生质燃料。在巴西,从甘蔗中直接提取乙醇。印度为了生产生质柴油,大力推广麻风树的种植。油棕是另外一种生质柴油来源。在与碳动力工厂相邻的含盐水池里面可种植能生产生质燃料的藻类植物,以吸收工厂的二氧化碳排放。生质柴油作物更应种植于不利于粮食作物生长的地带(如:边际用地、盐碱地、荒地等),以避免和粮食生产形成不必要竞争。 权威性在线参考资料与资源 http://www.epobio.net/epobio.htm EPOBIO 是欧洲及美国学术和产业合作伙伴联合进行的一个项目,旨在确认植物科学研究的继续投资领域,以期推动作物作为原料在生质燃料及其他生质产品方面的应用。