Исследование сахарной кукурузы выявило ключевые факторы высокой урожайности
Трехлетнее исследование 175 полей сахарной кукурузы для переработки в Иллинойсе, Висконсине и Миннесоте показало, что работает, а что нет. Помимо выявления самых проблемных сорняков, результаты раскрыли сложные взаимосвязи факторов, влияющих на борьбу с сорняками и урожайность кукурузы на Среднем Западе США.
"Это был масштабный подход, а не типичный контролируемый полевой эксперимент. Мы хотели выяснить ключевые характеристики производства сахарной кукурузы на региональном уровне", — сказал эколог Марти Уильямс. Производители предоставили поля для изучения и большой объем информации об агрономических практиках: датах посадки, методах обработки почвы и использовании гербицидов.
Исследование проанализировало 20 экологических переменных, 30 агрономических переменных и 56 видов сорняков.
Самые распространенные сорняки
Наиболее обильными видами сорняков, обнаруженными в регионе, стали:
- Щетинник сизый (Fall panicum)
- Щетинник гигантский (Giant foxtail)
- Просо куриное (Wild-proso millet)
- Марь белая (Common lambsquarters)
- Абутилон Теофраста (Velvetleaf)
В среднем на поле присутствовало от 4 до 8 видов сорняков, причем доминирующие виды различались в зависимости от поля и штата.
Характеристики самых урожайных полей
Анализ выявил, что поля с наивысшей урожайностью отличались:
- Использованием междурядной культивации.
- Посадкой гибрида кукурузы, созревающего менее чем за 84 дня.
- Расположением в северной части региона производства (севернее ~42° с.ш., примерно по границе Иллинойса и Висконсина). Эти поля также имели меньшее влияние сорняков и производили меньше семян сорняков.
Ключевые факторы потери урожая
Для менее успешных полей вмешательство сорняков было главным индикатором потери урожая. Более половины полей на Среднем Западе имели уровень вмешательства сорняков, достаточный для снижения урожайности.
Рекомендации по управлению сорняками
- Сроки посадки: Посадка на самых засоренных полях в июне или июле способствует более успешному контролю сорняков. На чистых полях более ранняя посадка, наоборот, полезна для культуры.
- Водоснабжение: Условия с плохим водоснабжением усугубляли проблемы с сорняками. Почвенные гербициды менее эффективны, когда всходы сорняков появляются в сухой почве. Засуха также снижает эффективность послевсходовых гербицидов.
Неожиданное наблюдение
Поля, получавшие самые высокие нормы гербицидов и самые дорогие программы борьбы с сорняками, имели большее разнообразие сорняков, более сильное их вмешательство и производили больше всего семян сорняков. Вероятно, это результат того, что фермеры применяют больше гербицидов на самых засоренных полях, но с ограниченным успехом.
Метод анализа данных
Для обработки огромного массива данных использовался метод CART (Classification and Regression Trees), который выявляет наиболее значимые переменные для урожайности, последовательно разделяя данные, как ветви дерева.
Исторический контекст
По сравнению с обследованиями 50-летней давности, общая плотность сорняков сейчас на порядок ниже. Некоторые современные виды не были крупной проблемой раньше, в то время как другие, например марь белая, остаются высокоранговыми. Состав "игроков" изменился, и эта динамика, как ожидается, продолжится.