梅根和她的团队发现,提早播种会增加植物的风险,因为要使用更多的水,而冬季过后剩下的水量减少又会限制春季的重新生长。梅根的发现很有价值,因为在华盛顿州东部以小麦为主的旱地系统中,水是限制产量的最大因素,而冬季油菜籽刚刚成为那里的轮作作物。
冬油菜耐寒,但抗逆性不如小麦。它在八月种植,比在深秋种植的冬小麦早得多。为了生存,冬季油菜必须建立一个坚硬的直根系统,这样植物才有过冬的后备力量。
梅根说:"众说纷纭,但据说餐盘大小的植株可以很好地过冬,这就是为什么冬季油菜籽要在八月份种植。不过,由于立苗和发芽可能是个问题,我们决定尝试 6 月份在华盛顿州的里茨维尔种植,认为土壤会更湿润,苗床也会更凉爽。然而,较早的种植日期对冬季存活率产生了负面影响。早种的植物没有一株存活。我们发现,较早开始种植的植物耗水量更大,因此冬季的降雨不足以重新填满土壤剖面。过度生长和抽薹也是造成存活率低的原因之一。
梅根用几种不同的方法监测剖面中的土壤水分。在一个地方,她使用了中子探针,并对剖面顶部 30 厘米处的土壤水分进行了手工采样,而在其他地方,她只能进行手工采样。然后,她将这些测量数据与当地气象站的数据相结合,得出油菜籽的作物水分平衡。利用这些数据,她能够根据整个生长季节的含水量变化确定土壤用水量,并计算出土壤水分的消耗量。
梅根还从每个地点的每个深度增量取土壤样本到实验室,并使用 METERWP4C 湿度仪构建水分释放曲线。这有助于她确定-1.5 兆帕的表观永久枯萎点。
她说:"这样我就能知道油菜籽提取可用水分的效率如何,而且我可以查看可用水分而不是总含水量,这对植物获取土壤剖面中的水分更有用。这让我有了一个统一的平台,可以比较不同土壤类型地区的实际含水量。在一个地点,12.5% 的水是不可利用的,但在另一个地点的沙质土壤中,只有 4%。因此,永久枯萎点的差异非常大。
梅根发现,6 月份种植的油菜籽在 10 月底/11 月初之前已经用完了土壤剖面中的每毫升可用水分,但 8 月份种植的油菜籽在冬季仍有一些水分留在剖面中,超过了枯萎期,这有助于植物在春季生长。
她说:"今年冬天比较温和,没有像往年那样下大雪、下大雨,这可能也是原因之一,但我们没有看到六月种植的油菜籽重新填满剖面。此外,六月种植的油菜籽到十一月时已经发紫枯萎,因此水分胁迫可能会伤害油菜籽的防御能力。不过,我认为更大的问题是,它们长得太大了(树冠实际上拉长并栓住了,因此它们并不贴近土壤),更容易受到严酷温度的影响,而 8 月份种植的油菜花要小得多,它们的树冠紧贴土壤表面。
Megan 指出,在俄勒冈州彭德尔顿较温和的气候条件下,早期种植效果良好。
这对农民意味着什么?
梅根说:"我们向很多农民展示了油菜根系在秋季能将水引入 1.5 至 1.7 米深的地方,这让他们大吃一惊;很难相信冬季作物能做到这一点。此外,在我第二年的数据中,我们跟踪了整个收获期的用水情况,因此我们能够显示每用水一毫米能增加多少产量,农民也喜欢听到这个数字。我认为这是有用的信息,它结合了生物物理学原理,回答了这些新油菜籽生产者感兴趣的一些问题。这一季,我在三个地方进行了跟踪调查,目的是让农民进一步了解用水情况、油菜花何时用水以及水从土壤剖面的哪个部位流出。希望这项研究能帮助他们管理轮作,并考虑采用油菜籽的可能性。
定期接收最新内容。