康奈尔大学的研究人员测试了一种生态工具来控制青贮大豆和玉米田中的杂草：以锯末和黑麦干草的形式向土壤中添加碳。

在某些情况下土壤中碳含量越高杂草就越少

研究发现，锯末在大豆田中能很好地控制杂草，但在玉米田中效果不佳。锯末是一种环保的替代方法，可以替代传统的杂草控制方法，例如耕作和除草剂，而每种方法都有各自的缺点。

“种植者一直在尝试不同的除草剂，但植物对它们产生了抗药性，种植者没有太多选择，”农业与生命科学学院综合植物科学园艺系教授、2024年《杂草科学》杂志研究的资深作者珍妮·考-克尼芬(JennyKao-Kniffin)说。

另一个问题是公司没有开发新的除草剂，她说。同时，耕作也有自己的问题：它会破坏土壤结构，从而导致土壤侵蚀。此外，杂草可以通过在整个季节中生长来发展对抗耕作的策略。

“但还有其他方法可以控制杂草，这些方法基于土壤生物学的一般原理，”Kao-Kniffin说。“如果在正确的时间使用，向土壤中添加碳会引发一系列微生物过程，这些过程有利于杂草控制。”

“生态杂草管理实践的重视程度低于耕作和化学杂草管理，”玛丽亚·甘尼特(MariaGannett)博士说。她是这篇论文的第一作者，目前是马萨诸塞大学阿默斯特分校的杂草推广教育者。“这是一种策略，让我们更深入地研究微生物与杂草和农作物之间的相互作用。”

在添加碳时，土壤微生物是抑制杂草的关键，因为它们会消耗碳并利用碳来生长，而当它们这样做时，它们会吸收更多的氮，而氮是植物生长所需的。通过固定氮，并阻止其进入植物体内，微生物可以帮助抑制杂草。

在这项研究中，研究人员于2020年和2021年对大豆和玉米田进行了不同的处理实验。这些实验包括以锯末或黑麦干草的形式添加碳，以及两个对照实验，即用手工除草或完全不加理会。

“我们发现了对微生物群落、杂草群落以及农作物生长的影响，”甘尼特说。

正如人们所料，在手工除草的对照地块中，杂草管理和作物生长情况都名列前茅。

甘尼特说：“这就是黄金标准”，即使对于种植者来说这并不切实际。

在大豆地块中，在土壤中添加锯末几乎不会产生杂草。锯末处理也使大豆生长速度位居第二，这可能是因为大豆可以自行固氮。

相比之下，添加黑麦干草导致杂草生长最快，可能是因为干草本身含有氮。到2021年，大豆的生长情况并不好，因为杂草似乎已经胜过了大豆。

对于玉米，锯末处理可以抑制杂草生长，但效果不如大豆那么显著。甘尼特说，这可能是因为研究人员给玉米施肥，因为玉米不能固氮;添加氮可能导致玉米地里的杂草比大豆地里生长得更多。

就像在大豆地块中一样，添加黑麦干草导致玉米地中杂草生长最旺盛，但也导致2020年玉米的作物生长量(或生物量)最高。这一结果可能是因为黑麦中的氮，而玉米需要氮来生长。

就微生物而言，锯末和黑麦干草处理均能促进玉米和大豆田的微生物生长(以呼吸水平衡量)。

“农民可以进行时间安排，这样当目标杂草发芽时，土壤中的碳含量就非常丰富，”Kao-Kniffin说。

共同作者包括CALS综合植物科学学院土壤与作物科学系教授兼科长AntonioDiTomasso、艺术与科学学院生态与进化生物学系教授兼主席JedSparks和综合植物科学学院园艺系博士生AleahButler-Jones。