Опубликовано через 3 часа

Рожь как сидерат: сроки уборки влияют на сорняки и урожай кукурузы

Покровные культуры, включая озимую рожь, как правило, подавляют сорняки в различных системах севооборота, однако исследований по их эффективному использованию недостаточно. В данном исследовании изучалось влияние различных сроков прекращения вегетации озимой ржи на борьбу с сорняками и продуктивность кукурузы в рамках двухпроходной программы гербицидной обработки в течение 5 локаций-лет (2021–2023 гг.) в Арканзасе, США.

Программа гербицидной обработки включала одно применение в момент прекращения вегетации озимой ржи (Secale cereale) (среда с покровной рожью) или при посадке кукурузы (Zea mays) (обычная система), и второе применение — на стадии V4 кукурузы. Щирица Пальмера (Amaranthus palmeri) на стадии V4 кукурузы лучше контролировалась в среде с покровной рожью (независимо от срока её прекращения: >75%), чем в обычной системе кукурузы (<50%), а через 4 недели борьба с ней была в целом отличной в обеих системах, с незначительно лучшим контролем в среде с покровной рожью. Напротив, борьба с сытью съедобной (Cyperus esculentus) в целом была несколько хуже в среде с покровной рожью по сравнению с обычной системой. Контроль ежовника обыкновенного (Echinochloa crus–galli) и брахиарии широколистной (Urochloa platyphylla) был аналогичен борьбе с щирицей Пальмера, особенно на стадии V4 кукурузы, с явными преимуществами при более поздних сроках прекращения вегетации ржи. Высота кукурузы была больше (на 8–10%) в среде с покровной рожью, прекращённой через 1 или 2 недели после посадки кукурузы, по сравнению с обычной системой или другими средами с покровной рожью. Урожайность кукурузы была сходной между обычной системой и средами с покровной рожью, прекращённой до посадки кукурузы; однако урожайность была на 16–22% ниже при прекращении вегетации ржи в момент посадки или после неё. Эти результаты указывают на ограничения в использовании озимой ржи при выращивании кукурузы, с оптимальным сроком прекращения её вегетации за 2 недели до посадки кукурузы. Дальнейшие исследования могут выявить факторы, снижающие потерю урожайности при отсроченном прекращении вегетации ржи, и улучшить её использование в качестве покровной культуры под кукурузу.

Недостаточный контроль сорняков способствует постоянному увеличению их обильности и угрожает успешному производству сельскохозяйственных культур (Oerke, 2006). Гербициды обеспечивают экономичный, эффективный и действенный контроль сорняков, часто с ротационной гибкостью для основных культур, и они были основной опорой для большинства крупных систем производства сельскохозяйственных культур в США. Однако этот подход привел к растущим опасениям по поводу отбора устойчивости сорняков к гербицидам (Norsworthy и др., 2012). В ответ на эти проблемы сельскохозяйственный сектор был вынужден искать дополнительные нехимические инструменты для интеграции в программы борьбы с сорняками. Одной из давних стратегий является интеграция покровных культур в системы производства сельскохозяйственных культур. Покровные культуры выращиваются между двумя основными культурами и, как известно, предоставляют различные экологические услуги в агроэкосистемах, такие как защита от эрозии почвы, сокращение потерь питательных веществ, улучшение качества почвы и воды, а также сокращение сорняков и вредителей (Johnson и др., 1993; Blanco–Canqui и др., 2011; Runck и др., 2020), и интеграция покровных культур в системы производства сельскохозяйственных культур все чаще признается устойчивой практикой с многосторонними преимуществами (Lal, 2004; Strock и др., 2004; Lin, 2011; Poeplau и Don, 2015; Seifert и др., 2018; Runck и др., 2020).

Одним из факторов, который в последние годы привлекает интерес к использованию покровных культур в сельском хозяйстве США, является растущее число видов сорняков, устойчивых к гербицидам (Osipitan и др., 2018; Heap, 2023). Тем не менее, потенциальный вклад покровных культур в интегрированную борьбу с сорняками был признан давно (Hartwig и Ammon, 2002). Известно, что покровные культуры способствуют подавлению сорняков посредством различных механизмов. Они включают конкуренцию с сорняками за ресурсы, пока покровные культуры живы (Hartwig и Ammon, 2002), препятствование появлению всходов сорняков с помощью физических барьеров из остатков покровных культур (Teasdale и Mohler, 2002), ограничение проникновения света через остатки покровных культур (Creamer и др., 1996) и проявление селективной аллелопатической активности (Barnes и Putnam, 1983; Westo, 1996; Caamal-Maldonado и др., 2001). Предыдущие исследования показывают, что сочетание покровных культур с природоохранной обработкой почвы может подавлять сорняки на ранних стадиях так же эффективно, как химические и механические методы (Teasdale и Mohler, 1993; Johnson и др., 1993), учитывая, что уровень подавления сорняков зависит от таких факторов, как долговечность их остатков, степень покрытия поверхности и практики управления как покровными, так и основными культурами (Sainju и др., 2006).

Среди покровных культур озимая рожь (*Secale cereale* L.) привлекла значительное внимание из-за своих потенциальных преимуществ и перспективной приспособленности к агроэкологии значительного объема сельскохозяйственного производства в США (Huddell и др., 2024). Озимая рожь — это озимая злаковая покровная культура, и, как известно, она проявляет аллелопатические свойства; она выделяет бензоксазиноны [2,4-дигидрокси-1,4(2H)-бензоксазин-3-он и 2(3H)-бензоксазолинон], которые ингибируют рост сорняков и, благодаря своей биомассе, действует как супрессант для мелкосеменных сорняков (Barnes и Putnam, 1983, Barnes и Putnam, 1986; Schulz и др., 2013; Snapp и др., 2005). Потенциальное использование озимой ржи как перспективного инструмента для борьбы с мелкосеменными сорняками в крупносемянных пропашных культурах, таких как кукуруза (*Zea mays* L.), было определено давно (Burgos и Talbert, 2000; Dhima и др., 2006). Недавние исследования в этой области продолжают предоставлять обнадеживающие результаты (Aulakh и др., 2012; Hand и др., 2021; Pittman и др., 2020). Однако снижение урожайности пропашных культур, особенно кукурузы, остается общей проблемой при интеграции озимой ржи в систему севооборота (Tollenaar и др., 1993; Koehler–Cole и др., 2020; Deines и др., 2023) и было определено как одна из причин ограниченного внедрения озимых злаковых покровных культур в США, особенно в сельском хозяйстве Среднего Запада.

Большая часть исследований в этой области поступает из регионов Среднего Запада или полузасушливых регионов. Ограниченная водой ситуация, вероятно, является редким явлением в регионе Среднего Запада (Daigh и др., 2014; Martinez-Feria и др., 2016). Однако сильное истощение влаги в условиях богарного земледелия, особенно в сочетании с отсроченным прекращением вегетации покровной культуры, в целом рассматривается как потенциальный фактор, негативно влияющий на урожайность кукурузы.

При прекращении вегетации на соответствующей стадии озимая рожь может улучшить цикл питательных веществ, высвобождая органическое вещество и питательные вещества в почву. Однако если прекращение вегетации чрезмерно отсрочено, то может произойти иммобилизация азота — явление, при котором почвенные микроорганизмы связывают азот в почве, делая его недоступным для культур. Ожидается, что срок прекращения вегетации окажет существенное влияние на подавление сорняков, а также на рост и развитие кукурузы, как правило, прямо пропорционально задержке прекращения (Sainju и Singh, 2001; Acharya и др., 2017). Следовательно, гипотеза данного исследования заключается в том, что отсроченное прекращение вегетации улучшит подавление сорняков. Однако нахождение правильного баланса в сроках прекращения вегетации в местном и региональном контексте является ключевым для максимизации преимуществ озимой ржи при минимизации ее потенциальных недостатков. Цель данного исследования — осветить важные выводы о влиянии различных сроков прекращения вегетации озимой ржи на подавление сорняков в рамках обычной двухпроходной программы гербицидной обработки и их последствиях для урожайности кукурузы на орошении в Арканзасе.

Полевые эксперименты в течение 5 локаций-лет были проведены на исследовательских площадках Отдела сельского хозяйства Университета Арканзаса в Арканзасе, США (Фейетвилл, Марианна и Тиллар, Рисунок 1A) в течение сезона вегетации кукурузы в 2021, 2022 и/или 2023 годах. Типы почв были: суглинок Каптина, суглинок Лоринг и суглинок Хеберт для участков в Фейетвилле, Марианне и Тилларе соответственно. Эксперимент был заложен в рандомизированном полном блочном дизайне с четырьмя повторностями. Озимая рожь из расчета 67 кг га⁻¹ была высеяна сеялкой прошлой осенью в октябре. Дополнительный азот для увеличения производства биомассы покровной культуры не вносился. Гибриды кукурузы, устойчивые к глифосату и глюфосинату (DK 26–69, бренд DEKALB®, Bayer Crop Sciences на участках в Фейетвилле, и P1222YHR, бренд Pioneer®, Corteva Agrisciences на участках в Марианне и Тилларе) были посажены на глубину 2,5–3 см с нормой высева 69 000–80 000 семян га⁻¹ с междурядьями шириной 76–80 см, в зависимости от участка. Каждая делянка состояла из четырех рядов кукурузы длиной 9 м. Даты посадки кукурузы для каждого локации-года представлены на Рисунке 1A.

Рисунок 1 Карта, показывающая пять экспериментальных локаций-лет в Арканзасе, США, с 2021 по 2023 год с датами посадки кукурузы для каждого локации-года (A), и сроки прекращения вегетации озимой ржи (черные кружки представляют отдельный локацию-год) относительно посадки кукурузы вместе со сроками второго внесения гербицида на стадии V4 кукурузы (B). Примечание: некоторая вариабельность во времени внесения гербицида на стадии V4 кукурузы.

Обработки включали два срока прекращения вегетации озимой ржи до посадки кукурузы (далее иногда называемые прекращенными до посадки), один при посадке кукурузы и три после посадки кукурузы (далее иногда называемые прекращенными после посадки), все сроки прекращения с интервалом приблизительно в 1 неделю (Рисунок 1B). Контрольная обработка была включена в исследование. Контрольная обработка представляла собой систему No-till, где зимняя растительность контролировалась опрыскиванием глифосатом за 8 недель до посадки кукурузы (далее называемая обычной системой). Озимая рожь была прекращена с помощью глифосата с добавлением атразина и S-метолахлора для остаточного контроля сорняков (первый проход гербицидной программы). Обычная система получила такое же внесение при посадке кукурузы. Второй проход гербицидной программы включал ту же смесь гербицидов плюс мезотрион. Информация о гербицидах (торговое название, действующее вещество и норма) для этих гербицидных программ приведена в Таблице 1. Надземная биомасса озимой ржи была отобрана из двух случайно расположенных квадратов 0,25 м² в момент прекращения вегетации на участках в Фейетвилле. Дополнительное внесение глифосата + мезотриона + S-метолахлора было произведено на стадии V4 кукурузы. Гербицидные обработки наносились с помощью ранцевого опрыскивателя с давлением CO₂, откалиброванного для подачи 140 л га⁻¹ при 166 кПа, оснащенного плоскими факельными распылителями AIXR 110015 (TeeJet®; Spraying Systems Co., Wheaton, IL). Удобрение и борьба с вредителями поддерживались на всех участках в соответствии с рекомендациями Службы кооперативного расширения Отдела сельского хозяйства Университета Арканзаса (Faske и др., 2022; Studebaker и др., 2022). Орошение (бороздковое или дождевание) применялось еженедельно, когда количество осадков было <2,5 см, для предотвращения водного стресса в течение вегетационного периода во всех локациях-годах.

Таблица 1 Гербициды, использованные в двухпроходной программе гербицидной обработки, применяемой в исследовании сроков прекращения вегетации озимой ржи.

Собранные образцы биомассы озимой ржи были высушены в печи при 65°C в течение 3 дней и взвешены. На обычных делянках плотность основных видов сорняков регистрировалась (два квадрата 1 м⁻²) во время посадки кукурузы. Оценки контроля сорняков (по видам) основывались на визуальной оценке плотности и жизнеспособности сорняков и проводились на трех ключевых стадиях: в момент прекращения вегетации озимой ржи, на стадии V4 кукурузы и через 4 недели после стадии V4 кукурузы. Плотность сорняков относится к визуально оцененному количеству сорняков, присутствующих на конкретной делянке. Жизнеспособность сорняков указывает на их здоровье и крепость. Оценки присваивались по шкале от 0% (отсутствие борьбы с сорняками) до 100% (полная гибель сорняков). Эта шкала была не просто мерой того, живы сорняки или мертвы. Вместо этого она предоставляла более полное представление об эффективности борьбы с сорняками, учитывая как количество (плотность), так и качество (жизнеспособность) сорняков. Например, делянка с низкой плотностью слабых, нездоровых сорняков получила бы высокую оценку борьбы, близкую к 100%. И наоборот, делянка с высокой плотностью жизнеспособных, здоровых сорняков получила бы низкую оценку борьбы, ближе к 0%. Высота культуры на всех участках и количество растений на участке в Фейетвилле были взяты у пяти случайных растений на делянку через 4 недели после стадии V4 кукурузы. При созревании культуры два центральных ряда кукурузы были убраны с помощью малого комбайна, и урожайность зерна была скорректирована до 15% влажности. Данные об урожайности были преобразованы в процент от урожайности в обычной системе.

Статистический анализ был выполнен с использованием статистического программного обеспечения R версии 4.3.1 (R Core Team, 2024) и пакета GLMMTMB (функция glmmTMB; Brooks и др., 2017). Данные по борьбе с сорняками (по видам), количеству растений кукурузы, высоте и урожайности были подогнаны к обобщенным линейным смешанным моделям (GLMM) (функция glmmTMB (Stroup, 2015)). Данные были проанализированы со временем прекращения вегетации озимой ржи как фиксированным эффектом, в то время как локация-год и блок (блок, вложенный в локацию-год) рассматривались как случайные эффекты. Данные о высоте и урожайности кукурузы были выражены в процентах от обычной посадки. Данные по борьбе с сорняками были преобразованы в 1/100 и проанализированы с бета-распределением (link = “logit”), а данные по высоте и урожайности — с распределением Гаусса (link = “identity”). Дисперсионный анализ (ANOVA) был выполнен на подогнанной модели с использованием пакета CAR (Fox и Weisberg, 2019) с критериями хи-квадрат Вальда типа II. Оценочные маржинальные средние (EMMs) (Searle и др., 1980) для обработок были получены с использованием пакета EMMEANS (Lenth, 2022), и для корректировки множественных сравнений был использован метод Сидака. Компактное буквенное отображение (compact letter display) было сгенерировано с использованием пакета MULTCOMP (Hothorn и др., 2008) для визуального представления того, какие группы значительно отличались друг от друга на основе результатов тестов множественных сравнений, включая контрасты.

К цели исследования и последующим результатам подходили с точки зрения широкого вывода. В этой аналитической рамке локации-годы рассматривались как случайные эффекты, что позволяет проводить более обобщенную интерпретацию полученных результатов. Этот подход был принят для учета присущей локациям-годам вариабельности, гарантируя, что выводы имеют более широкую значимость, охватывая спектр экологических условий и сроков проведения операций. Более прохладный климат и большая высота характерны для Фейетвилла на северо-западе штата. Несколько более теплые температуры наблюдаются в Марианне на востоке и Тилларе на юго-востоке. Сроки проведения полевых работ также незначительно варьировались в различных локациях-годах (Рисунок 1B). Для лучшего понимания стандартные отклонения случайных эффектов (блок:локация-год или локация-год) сопровождают соответствующие рисунки для каждой переменной.

3.1 Биомасса озимой ржи при прекращении вегетации

Первоначально исследование проводилось в течение 7 локаций-лет, причем 2 локации-года были исключены из-за плохого роста озимой ржи. Хотя биомасса озимой ржи не была количественно измерена на всех участках из-за логистических ограничений, визуальные наблюдения показали, что рост озимой ржи был довольно стабильным в различных локациях-годах. Это наблюдение, хотя и не количественное, предполагает определенный уровень стабильности в показателях озимой ржи в разных местах и годах. Биомасса озимой ржи, собранная на 2 локациях-годах в Фейетвилле (2022 и 2023 гг.), не различалась во время посадки кукурузы и составляла в среднем 5 600 кг га⁻¹ (данные не показаны). Биомасса была на 25% (P < 0,001) и 66% (P < 0,001) меньше за 1 и 2 недели до посадки соответственно по сравнению с биомассой при посадке кукурузы. Эта биомасса намного выше по сравнению с недавно сообщенным средним национальным показателем (Huddell и др., 2024). Биомасса была максимальной во время посадки кукурузы, и не было увеличения биомассы в более поздние моменты прекращения вегетации.

3.2 Борьба с сорняками

Эффекты борьбы с сорняками при различных сроках прекращения вегетации покровной культуры были оценены только для основных сорняков, присутствовавших в каждом локации-году. На делянках с рожью сорняки были не обнаружены в момент прекращения вегетации ржи (данные не показаны), что указывает на сильное широкоспектральное подавление ранних появляющихся когорт сорняков. Первая оценка борьбы с сорняками, проведенная на стадии V4 кукурузы, отражает совокупные эффекты опрыскивания на снос и первого внесения гербицида на посевах при посадке кукурузы для обычных делянок, тогда как для делянок с рожью она отражает эффекты ржи и гербицидов, внесенных в соответствующий срок прекращения вегетации. Временной интервал между посадкой кукурузы и стадией V4 кукурузы составлял от 4 до 6 недель в различных локациях-годах (Рисунок 1B). Вторая оценка, проведенная через 4 недели после стадии V4, представляет собой борьбу с сорняками, достигнутую за счет дополнительного внесения гербицида на стадии V4 кукурузы.

3.2.1 Борьба с щирицей Пальмера

Щирица Пальмера (Amaranthus palmeri S. Watson) стабильно присутствовала во всех локациях-годах. Расчетная плотность щирицы Пальмера на обычных делянках, которые получили опрыскивание на снос за 3 недели до посадки, варьировалась от двух до пяти растений м⁻² в разных локациях-годах во время посадки кукурузы. На стадии V4 борьба с сорняками в обычной системе кукурузы составляла менее 50% в среднем по 5 локациям-годам, тогда как борьба была более 75% в среде с покровной рожью, независимо от сроков прекращения вегетации (Рисунок 2A, P < 0,001). Через четыре недели после стадии V4 кукурузы борьба с щирицей Пальмера была сходной во всех обработках, причем только сроки прекращения вегетации через 1 или 2 недели после посадки кукурузы обеспечивали лучший контроль (на >5%), чем обычная система (Рисунок 2B, P < 0,001). Рожь, прекращенная при посадке кукурузы или раньше, обеспечивала сходный уровень борьбы с щирицей Пальмера по сравнению с обычной системой. Борьба с щирицей Пальмера сильно варьировалась в зависимости от участка.

Рисунок 2 Борьба с щирицей Пальмера на стадии V4 кукурузы (A) и через 4 недели после стадии V4 кукурузы (B) в среде с покровной рожью, прекращенной в разные сроки, и в обычной системе кукурузы. Борьба с сорняками основана на шкале от 0 (отсутствие борьбы) до 100% (полная борьба). Светлые широкие полосы обозначают 95% доверительный интервал (CI) оценочных маржинальных средних, кружок представляет среднее значение. Неперекрывающиеся узкие сплошные полосы в пределах соответствующих CI указывают на значительно различающиеся средние значения. Кроме того, средние значения со сходными буквами не отличаются друг от друга. Случайные эффекты, оцененные на двух иерархических уровнях: блоки внутри участков (block:site) и участки (site-year), показаны вверху соответствующего рисунка.

Было показано, что покровные культуры оказывают положительное влияние на подавление роста сорняков, включая щирицу Пальмера (Aulakh и др., 2012; Bunchek и др., 2020; Hand и др., 2021; Price и др., 2012; Webster и др., 2016; Wiggins и др., 2016). В этом исследовании двухпроходная программа гербицидной обработки, примененная как в обычной системе, так и в системах с рожью, привела к довольно сходной борьбе с щирицей Пальмера. Однако ключевое различие между обычной системой и системой с рожью заключается в исключительной против сниженной зависимости от гербицидов для контроля этого сорняка. Важно отметить, что у щирицы Пальмера развилась устойчивость к нескольким механизмам действия гербицидов, включая ингибиторы ALS, триазины, ингибиторы HPPD, динитроанилины, глюфосинат и глифосат (Heap, 2023). Щирица Пальмера, которая имеет двудомное размножение, вынуждает перекрестное опыление и генетическое разнообразие. Это дает щирице Пальмера способность адаптироваться и быстро распространять гены устойчивости к гербицидам, когда применяется селекционное давление, например, когда производители сильно полагаются на гербициды для борьбы с сорняками (Ward и др., 2013). Использование покровных культур было предложено в качестве одной из активных практик управления устойчивостью к гербицидам. Это может помочь снизить селекционное давление на устойчивость к гербицидам, тем самым замедляя эволюцию устойчивости к гербицидам у сорняков (Bunchek и др., 2020; Norsworthy и др., 2012).

3.2.2 Борьба с сытью съедобной

На стадии V4 кукурузы борьба с сытью съедобной (Cyperus esculentus L.) была немного ниже (< 95%) при прекращении вегетации ржи за 2 недели до посадки кукурузы по сравнению с обычной системой кукурузы (98%) (Рисунок 3A, P < 0,001). Борьба в среде с покровной рожью, прекращенной при посадке кукурузы или за 1 неделю до/после посадки кукурузы, была сравнима с обычной системой кукурузы, в то время как более поздние сроки прекращения были менее эффективны, чем обычная система. Уровни борьбы немного снизились в целом (на 2–5%) по всем обработкам через 4 недели (Рисунок 3B). Борьба при прекращении вегетации ржи за 2 недели до посадки оставалась значительно ниже через 4 недели после V4 (P = 0,003). Все другие сроки прекращения вегетации ржи, рассматриваемые индивидуально, обеспечивали сходную борьбу с сытью съедобной по сравнению с обычной системой кукурузы. Однако их средний эффект был значительно ниже, чем в обычной системе (P = 0,014), что указывает на некоторую дифференциацию в уровне борьбы с сытью съедобной между средой с покровной рожью и обычной системой. Борьба с сытью съедобной сильно варьировала в пределах участка, о чем свидетельствует величина вариабельности блок:участок.

Рисунок 3 Борьба с сытью съедобной на стадии V4 кукурузы (A) и через 4 недели после стадии V4 кукурузы (B) в среде с покровной рожью, прекращенной в разные сроки, и в обычной системе кукурузы. Борьба с сорняками основана на шкале от 0 (отсутствие борьбы) до 100% (полная борьба). Светлые широкие полосы обозначают 95% доверительный интервал (CI) оценочных маржинальных средних, кружок представляет среднее значение. Неперекрывающиеся узкие сплошные полосы в пределах соответствующих CI указывают на значительно различающиеся средние значения. Кроме того, средние значения со сходными буквами не отличаются друг от друга. Случайные эффекты, оцененные на двух иерархических уровнях: блоки внутри участков (block:site) и участки (site-year), показаны вверху соответствующего рисунка.

Опрыскивание на снос с последующим двухкратным внесением гербицидов при посадке и на стадии V4 кукурузы обеспечило эффективную борьбу с сытью съедобной в обычной системе кукурузы, немного превзойдя эффективность в среде с покровной рожью. Ormeño–Núñez и др. (2008) наблюдали более 80% борьбы с сытью съедобной при наличии мульчи из покровной культуры озимой ржи. Напротив, в другом исследовании сообщалось, что мульча из озимой ржи или сроки управления не влияли на появление или развитие сыти съедобной (Mirsky и др., 2011). Эти результаты приводят к неоднозначности в отношении относительного вклада и/или взаимодействия между интерференцией остатков с каплями распыляемого гербицида, временем между двумя внесениями гербицидов, а также подавлением со стороны озимой ржи сыти съедобной.

3.2.3 Борьба с злаковыми сорняками

Ежовник обыкновенный [Echinochloa crus–galli (L.) P. Beauv] и брахиария широколистная [Urochloa platyphylla (Munro ex C. Wright) R.D. Webster] присутствовали в значительной плотности (> 2 растений м⁻²) на 2 локациях-годах (Тиллар в 2021 г. и Марианна в 2022 г.) и 3 локациях-годах (Фейетвилл в 2023 г., Тиллар в 2021 г. и Марианна в 2021 г.) соответственно.

Борьба с ежовником обыкновенным на стадии V4 кукурузы была выше (от 93% до 96%) в системах с рожью, независимо от сроков прекращения, по сравнению с обычной системой кукурузы (77%) (P < 0,001), за исключением случаев, когда рожь была прекращена за 2 недели до посадки кукурузы (Рисунок 4A). В целом, борьба с ежовником обыкновенным обычно снижалась через 4 недели, и уровень борьбы в некоторых средах с рожью не отличался от обычной системы (Рисунок 4B). Только среды с покровной рожью, прекращенные через 1 или 2 недели после посадки кукурузы, обеспечивали лучшую борьбу с ежовником обыкновенным (92%), чем обычная система кукурузы (60%) (P < 0,001). При объединении и сравнении с обычной системой борьба в средах с рожью была немного выше (P = 0,002). Величина вариабельности, наблюдаемая для фактора локация-год в оба срока оценки, указывает на то, что результат борьбы с ежовником обыкновенным может отклоняться в ту или иную сторону в зависимости от конкретного участка.

Рисунок 4 Борьба с ежовником обыкновенным на стадии V4 кукурузы (A) и через 4 недели после стадии V4 кукурузы (B) в среде с покровной рожью, прекращенной в разные сроки, и в обычной системе кукурузы. Борьба с сорняками основана на шкале от 0 (отсутствие борьбы) до 100% (полная борьба). Светлые широкие полосы обозначают 95% доверительный интервал (CI) оценочных маржинальных средних, кружок представляет среднее значение. Неперекрывающиеся узкие сплошные полосы в пределах соответствующих CI указывают на значительно различающиеся средние значения. Кроме того, средние значения со сходными буквами не отличаются друг от друга. Случайные эффекты, оцененные на двух иерархических уровнях: блоки внутри участков (block:site) и участки (site-year), показаны вверху соответствующего рисунка.

Борьба с брахиарией широколистной на стадии V4 кукурузы была выше только в среде с покровной рожью, прекращенной после посадки кукурузы (от 83% до 88%), по сравнению с обычной системой (45%) (Рисунок 5A, P = 0,001). Борьба была сходной в среде с рожью, прекращенной в момент посадки кукурузы или до нее, с обычной системой; однако их совокупный эффект был немного выше, чем в обычной системе (P = 0,024). Фактор локация-год внес значительный вклад в вариабельность борьбы с брахиарией широколистной. Борьба была выше 98% во всех средах с рожью, а также в обычной системе кукурузы через четыре недели (Рисунок 5B), что объясняется отличной эффективностью внесения гербицида на стадии V4 кукурузы.

Рисунок 5 Борьба с брахиарией широколистной на стадии V4 кукурузы (A) и через 4 недели после стадии V4 кукурузы (B) в среде с покровной рожью, прекращенной в разные сроки, и в обычной системе кукурузы. Борьба с сорняками основана на шкале от 0 (отсутствие борьбы) до 100% (полная борьба). Светлые широкие полосы обозначают 95% доверительный интервал (CI) оценочных маржинальных средних, кружок представляет среднее значение. Неперекрывающиеся узкие сплошные полосы в пределах соответствующих CI указывают на значительно различающиеся средние значения. Кроме того, средние значения со сходными буквами не отличаются друг от друга. Случайные эффекты, оцененные на двух иерархических уровнях: блоки внутри участков (block:site) и участки (site-year), показаны вверху соответствующего рисунка.

Известно, что ежовник обыкновенный и брахиария широколистная по-разному реагируют на гербициды. В данном конкретном сценарии наблюдаемая разница в борьбе между двумя видами, особенно через 4 недели после стадии V4 кукурузы, может быть связана с характером появления этих двух видов. Ни один из видов не присутствовал во время прекращения вегетации ржи. Относительно плохая борьба с брахиарией широколистной на стадии V4 кукурузы может быть объяснена тем, что злаковые виды в целом менее чувствительны к аллелопатическим эффектам озимой ржи (Barnes и Putnam, 1987), или временем появления, позволившим избежать первого внесения гербицида, или сочетанием обоих факторов.

Преимущество использования озимой ржи для борьбы с сорняками на кукурузе немного варьировало в зависимости от видов сорняков и во многом зависело от сроков прекращения вегетации ржи. Отсрочка прекращения вегетации озимой ржи до момента после посадки кукурузы — практика, обычно называемая «посев в зеленое» (planting green), — существенно улучшала подавление сорняков по сравнению с более ранним прекращением. Примечательно, что влияние покровных культур, включая те, которые были прекращены раньше, было заметным на стадии V4 кукурузы. Однако в рамках двухпроходной программы гербицидов эта дифференциация уменьшилась в конечном результате борьбы с сорняками. Несмотря на это, важно признать, что все среды с покровной рожью, даже те, где вегетация была прекращена рано, снизили зависимость от гербицидов для борьбы с сорняками. Средняя биомасса (5 600 кг га⁻¹), присутствовавшая в этом исследовании, обеспечила отличное подавление сорняков при прекращении вегетации покровной культуры. В обычной системе производства ранние вспышки сорняков обычно контролируются обработкой почвы или опрыскиванием на снос, что влечет за собой экологические издержки или селекционное давление гербицидов. В этом исследовании нельзя изолировать исключительный вклад покровной культуры впоследствии, поскольку остаточный гербицид был включен в обработку по прекращению покровной культуры. Предыдущие исследования показали, что сходная биомасса покровной(ых) культуры(тур), как в этом исследовании, обеспечивает значительное подавление сорняков (Pittman и др., 2020). В целом, эти результаты показывают, что интеграция озимой ржи в систему производства кукурузы не только улучшает результаты борьбы с сорняками, но и снижает селекционное давление, оказываемое гербицидами на популяции сорняков, что является важным соображением для устойчивой практики борьбы с сорняками.

3.3 Количество растений, высота и урожайность культуры

3.3.1 Количество растений

В среднем за 2 локации-года (только участки в Фейетвилле) сроки прекращения вегетации озимой ржи оказали влияние на количество растений культуры (P < 0,001, данные не показаны). По сравнению с количеством растений в обычной системе кукурузы (8,9 растений на метр ряда), только среды с покровной рожью, где вегетация была прекращена через 2 или 3 недели после посадки кукурузы, привели к снижению количества растений (6,8 растений на метр ряда). Снижение количества растений может быть в первую очередь связано с истощенной влагой в почве в среде живой покровной культуры. Предыдущие исследования показали большее истощение влаги (высыхание почвы) растущей зеленой покровной культурой при посадке по сравнению со средами с рожью, прекращенной до посадки (Liebl и др., 1992; Munawar и др., 1990; Reed и др., 2019). Вмешательство озимой ржи в формирование стеблестоя культуры было ранее задокументировано (Duiker и Curran, 2005; Liebl и др., 1992; Reed и др., 2019). Хотя, насколько нам известно, не сообщалось о прямых доказательствах аллопатического влияния озимой ржи на формирование всходов кукурузы, мы не можем исключить эту возможность. Более низкое количество растений при ржи, прекращенной после посадки, может напрямую влиять на подавление сорняков, смыкание полога культуры и покрытие гербицидом и, что наиболее важно, может способствовать потерям урожайности культуры.

3.3.2 Высота культуры

Высота кукурузы не различалась между сроками прекращения вегетации озимой ржи или по сравнению с обычной посадкой, за исключением случаев, когда рожь была прекращена при посадке или через 1 неделю после посадки (Рисунок 6). Эти сроки прекращения привели к немного большей высоте (на 8–10%), чем в обычной системе кукурузы (P = 0,031). Исследования злаковых покровных культур на кукурузе обычно проводились в условиях прекращения вегетации до посадки. Galloway и Weston (1996) не сообщили о влиянии на высоту сахарной кукурузы, тогда как Burgos и Talbert (1996) наблюдали снижение высоты сахарной кукурузы. В условиях прекращения вегетации до посадки было показано, что бобовые покровные культуры обычно положительно влияют на высоту кукурузы (Koger и Reddy, 2005; Wagger, 1989; Wiggins и др., 2015). Величина вариабельности фактора блок:участок показывает, что будущие исследования должны выявить факторы, вызывающие локальную вариабельность количества растений кукурузы, такие как глубина посева, распределение остатков, образование корки на почве и влажность почвы. Была продемонстрирована нелинейность аллелопатических взаимодействий (Belz и др., 2005), и вполне возможно, что аллелохимические вещества озимой ржи варьируют локально, потенциально способствуя такой вариабельности.

Рисунок 6 Ящичковая диаграмма, показывающая высоту кукурузы в среде с покровной рожью, прекращенной в разные сроки, по сравнению с обычной системой кукурузы. Вертикальная полоса представляет оценочное маржинальное среднее. Средние значения со сходными буквами не отличаются друг от друга. Случайные эффекты, оцененные на двух иерархических уровнях: блоки внутри участков (block:site) и участки (site), показаны вверху.

3.3.3 Урожайность культуры

Сроки прекращения вегетации озимой ржи повлияли на урожайность кукурузы. Урожайность кукурузы была сходна с обычной системой в средах с рожью, прекращенной до посадки; однако она значительно снижалась, когда прекращение вегетации ржи совпадало с посадкой кукурузы или следовало за ней, в диапазоне от 16% до 22% (Рисунок 7, P < 0,001). Меньшая вариабельность на уровне блок:участок, чем на уровне участка, означает более широкий вывод в различных системных средах в отношении урожайности кукурузы, но также указывает на необходимость будущих исследований для расшифровки локальных факторов, вызывающих такую вариабельность на уровне участка. Предыдущие исследования показали сложный ряд результатов по урожайности покровных культур в системах кукурузы и сои. Более ранние мета-анализы Tonitto и др. (2006) и Miguez и Bollero (2005) показали колеблющиеся эффекты небобовых покровных культур на урожайность с незначительными положительными или отрицательными тенденциями. Более недавний мета-анализ показывает нейтральный эффект озимых злаковых покровных культур на урожайность кукурузы (Marcillo и Miguez, 2017). Munawar и др. (1990) и Reese и др. (2014) выделяют доступность влаги как ключевой фактор в полузасушливых регионах. Seifert и др. (2018) указывают на скромное улучшение урожайности с покровными культурами, но подчеркивают необходимость учета специфичных для участка факторов. Тем не менее, наблюдаемое снижение урожайности в Арканзасе наиболее уместно объясняется снижением количества растений, наблюдавшимся в двух локациях-годах, а также известными аллелопатическими эффектами озимой ржи на кукурузу (Raimbault и др., 1990; Kessavalou и Walters, 1997), а не в первую очередь условиями в средах с ограниченной влажностью. Однако истощенное состояние почвенной влаги при посадке культуры в средах с рожью, прекращенной после посадки, могло создать неблагоприятные условия для появления и роста всходов. Конкретные факторы, вызывающие снижение урожайности в среде с поздно прекращенной рожью, недостаточно изучены или мало поняты. Кроме того, динамика доступного азота в почве и интерференция посадки рожью — это факторы, которые могут влиять на количество растений и урожайность кукурузы (Mitchell и Tell, 1977; Tollenaar и др., 1993; Duiker и Curran, 2005).

Рисунок 7 Урожайность кукурузы в среде с покровной рожью, прекращенной в разные сроки, по сравнению с обычной системой кукурузы. График плотности представляет предсказанные значения урожайности в 5 локациях-годах, кружок представляет среднее значение. Неперекрывающиеся полосы указывают на значительно различающиеся средние значения. Кроме того, средние значения со сходными буквами не отличаются друг от друга. Случайные эффекты, оцененные на двух иерархических уровнях: блоки внутри участков (block:site) и участки (site), показаны вверху.

Более раннее прекращение вегетации озимой ржи было рекомендовано для некоторых агроэкологических условий (Munawar и др., 1990; Raimbault и др., 1990; Ball–Coelho и др., 2005; Acharya и др., 2017). Результаты этого 5-локаций-года исследования подтверждают эти предыдущие сообщения с точки зрения урожайности кукурузы и устанавливают аналогичный порог для сроков прекращения вегетации озимой ржи для региона: оптимальным сроком было определено прекращение за 2 недели до посадки кукурузы. Прекращение вегетации озимой ржи за 1 неделю до посадки может рассматриваться как самый поздний приемлемый срок, позволяющий избежать снижения урожайности. Что касается борьбы с сорняками, интеграция озимой ржи в кукурузу должна быть направлена на улучшение управления сорняками и, что более важно, на снижение селекционного давления гербицидов для замедления эволюции устойчивости к гербицидам или управления существующими проблемами устойчивости. Поскольку прекращение вегетации до посадки кукурузы ограничивает преимущества ржи в подавлении сорняков, ее прекращение непосредственно при посадке кукурузы может оставаться жизнеспособной альтернативой в особых сценариях, когда сорняки трудно контролировать с помощью других доступных вариантов.

Представленные здесь выводы основаны на многолетних и многоучастковых данных, предоставляя обобщенную интерпретацию результатов исследования. Сроки прекращения вегетации озимой ржи относительно посадки кукурузы являются ключевым управленческим соображением и чреваты снижением урожайности культуры, если прекращение вегетации ржи задерживается. Будущие исследования могли бы изучить стратегии для смягчения компромиссов, связанных с поздними сроками прекращения вегетации, которые в некоторой степени могут зависеть от специфических для участка контекстов. Существует потенциал для будущих исследований количественно оценить и изолировать эти специфические для участка факторы, чтобы точно настроить пороговую точку. Тот факт, что изменчивость среди сортов озимой ржи, особенно в отношении количества аллелохимического содержимого и скорости деградации этих химических веществ в почве, подвержена влиянию биотических и абиотических факторов (Tollenaar и др., 1993; Burgos и др., 1999; Brooks и др., 2012; Schulz и др., 2013), указывает на возможность дальнейшего улучшения использования озимой ржи в качестве покровной культуры под кукурузу. Кроме того, понимание относительного вклада аллелопатии и конкуренции за ресурсы во взаимодействии между озимой рожью и кукурузой или между озимой рожью и сорняками, что может быть сложной задачей (Duke, 2015), могло бы помочь усовершенствовать стратегическое использование озимой ржи и направлять ее интеграционную практику.

Это исследование подчеркивает стратегическое включение покровных культур из озимой ржи в системы кукурузы. Своевременное прекращение вегетации озимой ржи может обеспечить урожайность кукурузы, сравнимую с обычными системами в регионе, одновременно улучшая борьбу с сорняками и заметно снижая селекционное давление гербицидов на развитие устойчивости сорняков. Выводы, сделанные на основе этого много-локации-года исследования, предоставляют практические рекомендации для фермеров и агрономов. Поскольку интеграция покровных культур все чаще признается ценным дополнением к устойчивым методам ведения сельского хозяйства, это исследование предлагает ключевые идеи о влиянии озимой ржи на подавление сорняков и ожидания по урожайности кукурузы в регионе. Широкий вывод, сделанный на основе этого исследования, потенциально может быть применим к регионам на Среднем Юге (Midsouth) с условиями, сходными с Арканзасом. Более того, отмеченное улучшение борьбы с сорняками при отсроченных сроках прекращения вегетации и связанный с этим компромисс в отношении урожайности кукурузы служат руководством для будущих исследований в этой области. В широком смысле, в исследовании рассматриваются последствия полученных результатов для интегрированной борьбы с сорняками и стратегий производства сельскохозяйственных культур.

1. Acharya J., Bakker M. G., Moorman T. B., Kaspar T. C., Lenssen A. W., Robertson A. E. (2017). Time interval between cover crop termination and planting influences corn seedling disease, plant growth, and yield. Plant Dis. 101, 591–600. doi: 10.1094/PDIS-07-16-0975-RE. CrossRef Google Scholar

2. Aulakh J., Price A., Enloe S., Santen E., Wehtje G., Patterson M. (2012). Integrated Palmer amaranth management in glufosinate-resistant cotton: I. Soil-inversion high-residue cover crops herbicide regimes. Agronomy 2, 295–311. doi: 10.3390/agronomy2040295. CrossRef Google Scholar

3. Ball–Coelho B. R., Roy R. C., Bruin A. J. (2005). Long–term effects of late–summer overseeding of winter rye on corn grain yield and nitrogen balance. Can. J. Plant Sci. 85, 543–554. doi: 10.4141/p04-070. CrossRef Google Scholar

4. Barnes J. P., Putnam A. R. (1983). Rye residues contribute weed suppression in no–tillage cropping systems. J. Chem. Ecol. 9, 1045–1057. doi: 10.1007/BF00982210. CrossRef Google Scholar

5. Barnes J. P., Putnam A. R. (1986). Evidence for allelopathy by residues and aqueous extracts of rye (Secale cereale L.). Weed Sci. 34, 384–390. doi: 10.1017/S0043174500067035. CrossRef Google Scholar

6. Barnes J. P., Putnam A. R. (1987). Role of benzoxazinones in allelopathy by rye (Secale cereale L.). J. Chem. Ecol. 13, 889–906. doi: 10.1007/BF01020168. CrossRef Google Scholar

7. Belz R. G., Hurle K., Duke S. O. (2005). Dose–response–a challenge for allelopathy? Nonlinearity Biol. Toxicol. Med. 3, 173–211. doi: 10.2201/nonlin.003.02.002. CrossRef Google Scholar

8. Blanco–Canqui H., Mikha M. M., Presley D. R., Claassen M. M. (2011). Addition of cover crops enhances no–till potential for improving soil physical properties. Soil Sci. Soc Am. J. 75, 1471–1482. doi: 10.2136/sssaj2010.0430. CrossRef Google Scholar

9. Brooks A. M., Danehower D. A., Murphy J. P., Reberg–Horton S. C., Burton J. D. (2012). Estimation of heritability of benzoxazinoid production in rye (Secale cereale) using gas chromatographic analysis. Plant Breed. 131, 104–109. doi: 10.1111/j.1439-0523.2011.01885.x. CrossRef Google Scholar

10. Brooks M. E., Kristensen K., van Benthem K. J., Magnusson A., Berg C. W., Nielsen A. et al. (2017). glmmTMB balances speed and flexibility among packages for zero–inflated generalized linear mixed modeling. R. J. 9, 378–400. doi: 10.32614/RJ-2017-066. CrossRef Google Scholar

11. Bunchek J. M., Wallace J. M., Curran W. S., Mortensen D. A., VanGessel M. J., Scott B. A. (2020). Alternative performance targets for integrating cover crops as a proactive herbicide-resistance management tool. Weed Sci. 68, 534–544. doi: 10.1017/wsc.2020.49. CrossRef Google Scholar

12. Burgos N. R., Talbert R. R. (1996). Weed control and sweet Corn (Zea mays var. rugosa) response in a no-till system with cover crops. Weed Sci. 44, 355–361. doi: 10.1017/S0043174500094005. CrossRef Google Scholar

13. Burgos N. R., Talbert R. E. (2000). Differential activity of allelochemicals from Secale cereale in seedling bioassays. Weed Sci. 48, 302–310. doi: 10.1614/0043-1745(2000)048[0302:DAOAFS]2.0.CO;2. CrossRef Google Scholar

14. Burgos N. R., Talbert R. E., Mattice J. D. (1999). Cultivar and age differences in the production of allelochemicals by Secale cereale. Weed Sci. 47, 481–485. doi: 10.1017/S0043174500092146. CrossRef Google Scholar

15. Caamal-Maldonado J., Jiménez-Osornio J. J., Torres-Barragán A., Anaya A. L. (2001). The use of allelopathic legume cover and mulch species for weed control in cropping systems. Agron. J. 93, 27–36. doi: 10.2134/agronj2001.93127x. CrossRef Google Scholar

16. Creamer N. G., Bennett M. A., Stinner B. R., Cardina J. (1996). A comparison of four processing tomato production systems differing in cover crop and chemical inputs. J. Amer. Soc Hortic. Sci. 121, 559–568. doi: 10.21273/JASHS.121.3.559. CrossRef Google Scholar

17. Daigh A. L., Helmers M. J., Kladivko E., Zhou X., Goeken R., Cavdini J. et al. (2014). Soil water during the drought of 2012 as affected by rye cover crops in fields in Iowa and Indiana. J. Soil Water Conserv. 69, 564–573. doi: 10.2489/jswc.69.6.564. CrossRef Google Scholar

18. Deines J. M., Guan K., Lopez B., Zhou Q., White C. S., Wang S. et al. (2023). Recent cover crop adoption is associated with small maize and soybean yield losses in the United States. Global Change Biol. 29, 794–807. doi: 10.1111/gcb.16489. CrossRef Google Scholar

19. Dhima K. V., Vasilakoglou I. B., Eleftherohorinos I. G., Lithourgidis A. S. (2006). Allelopathic potential of winter cereals and their cover crop mulch effect on grass weed suppression and corn development. Crop Sci. 46, 345–335. doi: 10.2135/cropsci2005-0186. CrossRef Google Scholar

20. Duiker S., Curran W. (2005). Rye cover crop management for corn production in the northern Mid–Atlantic region. Agron. J. 97, 1413–1418. doi: 10.2134/agronj2004.0317. CrossRef Google Scholar

21. Duke S. O. (2015). Proving allelopathy in crop–weed interactions. Weed Sci. 63, 121–132. doi: 10.1614/WS-D-13-00130.1. CrossRef Google Scholar

22. Faske T., Supurlock T., Cato A., Smith S., Urrea–Morawicki K., Wamishe Y. (2022). MP154, Arkansas plant disease control products guide. Little Rock: University of Arkansas System Division of Agriculture, Research and Extension, 158. Google Scholar

23. Fox J., Weisberg S. (2019). An R companion to applied regression. Thousand Oaks CA: Sage. Google Scholar

24. Galloway B. A., Weston L. A. (1996). Influence of cover crop and herbicide treatment on weed control and yield in no-till sweet corn (Zea mays L.) and pumpkin (Cucurbita maxima Duch.). Weed Technol. 10, 341–346. doi: 10.1017/S0890037X00040069. CrossRef Google Scholar

25. Hand L. C., Randell T. M., Nichols R. L., Steckel L. E., Basinger N. T., Culpepper A. S. (2021). Cover crops and residual herbicides reduce selection pressure for Palmer amaranth resistance to dicamba applied postemergence in cotton. Agron. J. 113, 5373–5382. doi: 10.1002/agj2.v113.6. CrossRef Google Scholar

26. Hartwig N. L., Ammon H. (2002). Cover crops and living mulches. Weed Sci. 50, 688–699. doi: 10.1614/0043-1745(2002)050[0688:AIACCA]2.0.CO;2. CrossRef Google Scholar

27. Heap I. (2023). The international herbicide–resistant weed database. Google Scholar

28. Hothorn T., Bretz F., Westfall P. (2008). multcomp: Simultaneous inference in general parametric models. Google Scholar

29. Huddell A. M., Thapa R., Marcillo G. S., Abendroth L. J., Ackroyd V. J., Armstrong S. D. et al. (2024). U.S. cereal rye winter cover crop growth database. Sci. Data 11, 200. doi: 10.1038/s41597-024-02996-9. CrossRef Google Scholar

30. Johnson G. A., Defelice M. S., Helsel Z. R. (1993). Cover crop management and weed control in corn (Zea mays). Weed Technol. 7, 425–430. doi: 10.1017/S0890037X00027834. CrossRef Google Scholar

31. Kessavalou A., Walters D. T. (1997). Winter rye as a cover crop following soybean under conservation tillage. Agron. J. 89, 68–74. doi: 10.2134/agronj1997.00021962008900010011x. CrossRef Google Scholar

32. Koehler–Cole K., Everhart S. E., Gu Y., Proctor C. A., Marroquin–Guzman M., Redfearn D. D. et al. (2020). Is allelopathy from winter cover crops affecting row crops? Agric. Environ. Lett. 5, e20015. doi: 10.1002/ael2.20015. CrossRef Google Scholar

33. Koger C. H., Reddy K. N. (2005). Effects of hairy vetch (Vicia villosa) cover crop and banded herbicides on weeds, grain yield, and economic returns in corn (Zea mays). J. Sustain. Agric. 26, 3. doi: 10.1300/J064v26n03_11. CrossRef Google Scholar

34. Lal R. (2004). Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security. Science 304, 1623–1627. doi: 10.1126/science.1097396. CrossRef Google Scholar

35. Lenth R. V. (2022). emmeans: Estimated marginal means, aka least–squares means. Google Scholar

36. Liebl R., Simmons F., Wax L., Stoller E. (1992). Effect of rye (Secale cereale) mulch on weed control and soil moisture in soybean (Glycine max). Weed Technol. 6, 838–846. doi: 10.1017/S0890037X00036356. CrossRef Google Scholar

37. Lin B. B. (2011). Resilience in agriculture through crop diversification: adaptive management for environmental change. BioScience 61, 183–193. doi: 10.1525/bio.2011.61.3.4. CrossRef Google Scholar

38. Marcillo G. S., Miguez F. E. (2017). Corn yield response to winter cover crops: An updated meta-analysis. J. Soil Water Conserv. 72, 226–239. doi: 10.2489/jswc.72.3.226. CrossRef Google Scholar

39. Martinez-Feria R. A., Dietzel R., Liebman M., Helmers M. J., Archontoulis S. V. (2016). Rye cover crop effects on maize: A system-level analysis. Field Crops Res. 196, 145–159. doi: 10.1016/j.fcr.2016.06.016. CrossRef Google Scholar

40. Miguez F. E., Bollero G. A. (2005). Review of corn yield response under winter cover cropping systems using meta–analytic methods. Crop Sci. 45, 2318–2329. doi: 10.2135/cropsci2005.0014. CrossRef Google Scholar

41. Mirsky S., Curran W., Mortenseny D., Ryany M., Shumway D. (2011). Timing of cover–crop management effects on weed suppression in no–till planted soybean using a roller–crimper. Weed Sci. 59, 380–389. doi: 10.1614/WS-D-10-00101.1. CrossRef Google Scholar

42. Mitchell W. H., Tell M. R. (1977). Winter–annual cover crops for no–tillage corn production. Agron. J. 69, 569–573. doi: 10.2134/agronj1977.00021962006900040011x. CrossRef Google Scholar

43. Munawar A., Blevins R. L., Frye W. W., Saul M. R. (1990). Tillage and cover crop management for soil water conservation. Agron. J. 82, 773–777. doi: 10.2134/agronj1990.00021962008200040024x. CrossRef Google Scholar

44. Norsworthy J. K., Ward S. M., Shaw D. R., Llewellyn R. S., Nichols R. L., Webster T. M. et al. (2012). Reducing the risks of herbicide resistance: Best management practices and recommendations. Weed Sci. 60, 31–62. doi: 10.1614/WS-D-11-00155.1. CrossRef Google Scholar

45. Oerke E. C. (2006). Crop losses to pests. J. Agric. Sci. 144, 31–43. doi: 10.1017/S0021859605005708. CrossRef Google Scholar

46. Ormeño–Núñez J., Pino–Rojas G., Garfe–Vergara F. (2008). Inhibition of yellow nutsedge (Cyperus esculentus L.) and Bermudagrass (Cynodon dactylon (L.) Pers.) by a mulch derived from rye (Secale cereale L.) in grapevines. Chil. J. Agric. Res. 68, 238–247. doi: 10.4067/S0718-58392008000300003. CrossRef Google Scholar

47. Osipitan O. A., Dille J. A., Assefa Y., Knezevic S. (2018). Cover crop for early season weed suppression in crops: systematic review and meta–analysis. Agron. J. 110, 2211–2221. doi: 10.2134/agronj2017.12.0752. CrossRef Google Scholar

48. Pittman K. B., Barney J. N., Flessner M. L. (2020). Cover crop residue components and their effect on summer annual weed suppression in corn and soybean. Weed Sci. 68, 301–310. doi: 10.1017/wsc.2020.16. CrossRef Google Scholar

49. Poeplau C., Don A. (2015). Carbon sequestration in agricultural soils via cultivation of cover crops–a meta–analysis. Agric. Ecosyst. Environ. 200, 33–41. doi: 10.1016/j.agee.2014.10.024. CrossRef Google Scholar

50. Price A. J., Balkcom K. S., Duzy L. M., Kelton J. A. (2012). Herbicide and cover crop residue integration for Amaranthus control in conservation agriculture cotton and implications for resistance management. Weed Technol. 26, 490–498. doi: 10.1614/WT-D-11-00127.1. CrossRef Google Scholar

51. Raimbault B. A., Vyn T. J., Tollenaar M. (1990). Corn response to rye cover crop management and spring tillage systems. Agron. J. 82, 1088–1093. doi: 10.2134/agronj1990.00021962008200060012x. CrossRef Google Scholar

52. R Core Team (2024). R: A language and environment for statistical computing. Vienna, Austria: R Foundation for Statistical Computing. Google Scholar

53. Reed H. K., Karsten H. D., Curran W. S., Tooker J. F., Duiker S. W. (2019). Planting green effects on corn and soybean production. Agron. J. 111, 2314–2325. doi: 10.2134/agronj2018.11.0711. CrossRef Google Scholar

54. Reese C. L., Clay D. E., Clay S. A., Bich A. D., Kennedy A. C., Hansen S. A. et al. (2014). Winter cover crops impact on corn production in semiarid regions. Agron. J. 106, 1479–1488. doi: 10.2134/agronj13.0540. CrossRef Google Scholar

55. Runck B. C., Khoury C. K., Ewing P. M., Kantar M. (2020). The hidden land use cost of upscaling cover crops. Commun. Biol. 3, 300. doi: 10.1038/s42003-020-1022-1. CrossRef Google Scholar

56. Sainju U. M., Singh B. P. (2001). Tillage, cover crop, and kill–planting date effects on corn yield and soil nitrogen. Agron. J. 93, 878–886. doi: 10.2134/agronj2001.934878x. CrossRef Google Scholar

57. Sainju U. M., Whitehead W. F., Singh B. P., Wang S. (2006). Tillage, cover crops, and nitrogen fertilization effects on soil nitrogen and cotton and sorghum yields. Eur. J. Agron. 25, 372–382. doi: 10.1016/j.eja.2006.07.005. CrossRef Google Scholar

58. Schulz M., Marocco A., Tabaglio V., Macias F. A., Molinillo J. M. G. (2013). Benzoxazinoids in rye allelopathy: From discovery to application in sustainable weed control and organic farming. J. Chem. Ecol. 39, 154–174. doi: 10.1007/s10886-013-0235-x. CrossRef Google Scholar

59. Searle S. R., Speed F. M., Milliken G. A. (1980). Population marginal means in the linear model: An alternative to least squares means. Am. Stat. 34, 216–221. doi: 10.1080/00031305.1980.10483031. CrossRef Google Scholar

60. Seifert C. A., Azzari G., Lobell D. B. (2018). Satellite detection of cover crops and their effects on crop yield in the Midwestern United States. Environ. Res. Lett. 13, 064033. doi: 10.1088/1748-9326/aac4c8. CrossRef Google Scholar

61. Snapp S. S., Swinton S. M., Labarta R., Mutch D., Black J. R., Leep R. et al. (2005). Evaluating cover crops for benefits, costs and performance within cropping system niches. Agron. J. 97, 322–332. doi: 10.2134/agronj2005.0322a. CrossRef Google Scholar

62. Strock J. S., Porter P. M., Russelle M. P. (2004). Cover cropping to reduce nitrate loss through subsurface drainage in the northern US Corn Belt. J. Environ. Qual. 33, 1010–1016. doi: 10.2134/jeq2004.1010. CrossRef Google Scholar

63. Stroup W. W. (2015). Rethinking the analysis of non–normal data in plant and soil science. Agron. J. 107, 811–827. doi: 10.2134/agronj2013.0342. CrossRef Google Scholar

64. Studebaker G., Bateman N., Davis J., Cato A., Thrash B., Lee J. et al. (2022). MP144 2022, insecticide recommendation for arkansas. Little Rock: University of Arkansas System Division of Agriculture, Research and Extension, 332. Google Scholar

65. Teasdale J. R., Mohler C. L. (1993). Light transmittance, soil temperature, and soil moisture under residue of hairy vetch and rye. Agron. J. 85, 673–680. doi: 10.2134/agronj1993.00021962008500030029x. CrossRef Google Scholar

66. Teasdale J. R., Mohler C. R. (2002). The quantitative relationship between weed emergence and the physical properties of mulches. Weed Sci. 48, 385–392. doi: 10.1614/0043-1745. CrossRef Google Scholar

67. Tollenaar M., Mihajlovic M., Vyn T. J. (1993). Corn growth following cover crops: Influence of cereal cultivar, cereal removal, and nitrogen rate. Agron. J. 85, 252–255. doi: 10.2134/agronj1993.00021962008500020017x. CrossRef Google Scholar

68. Tonitto C., David M. B., Drinkwater L. E. (2006). Replacing bare fallows with cover crops in fertilizer–intensive cropping systems: a meta–analysis of crop yield and N dynamics. Agric. Ecosyst. Environ. 112, 58–72. doi: 10.1016/j.agee.2005.07.003. CrossRef Google Scholar

69. Wagger M. G. (1989). Time of desiccation effects on plant composition and subsequent nitrogen release from several winter annual cover crops. Agron. J. 81, 236–241. doi: 10.2134/agronj1989.00021962008100020020x. CrossRef Google Scholar

70. Ward S. M., Webster T. M., Steckel L. E. (2013). Palmer amaranth (Amaranthus palmeri): A review. Weed Technol. 27, 12–27. doi: 10.1614/WT-D-12-00113.1. CrossRef Google Scholar

71. Webster T. M., Simmons D. B., Culpepper A. S., Grey T. L., Bridges D. C., Scully B. T. (2016). Factors affecting potential for Palmer amaranth (Amaranthus palmeri) suppression by winter rye in Georgia, USA. Field Crops Res. 192, 103–109. doi: 10.1016/j.fcr.2016.04.020. CrossRef Google Scholar

72. Westo L. (1996). Utilization of allelopathy for weed management in agroecosystems. Agron. J. 88, 860–866. doi: 10.2134/agronj1996.00021962003600060004x. CrossRef Google Scholar

73. Wiggins M. S., Hayes R. M., Steckel L. E. (2016). Evaluating cover crops and herbicides for glyphosate-resistant Palmer amaranth (Amaranthus palmeri) control in cotton. Weed Technol. 30, 415–422. doi: 10.1614/WT-D-15-00113.1. CrossRef Google Scholar

74. Wiggins M. S., McClure M. A., Hayes R. M., Steckel L. E. (2015). Integrating cover crops and POST herbicides for glyphosate-resistant Palmer amaranth (Amaranthus palmeri) control in corn. Weed Technol. 29, 412–418. doi: 10.1614/WT-D-14-00145.1. CrossRef Google Scholar

Godar AS, Norsworthy JK and Barber LT (2024) Effect of cereal rye cover crop termination timings on weed control and corn yield under a two-pass herbicide program. Front. Agron. 6:1419228. doi: 10.3389/fagro.2024.1419228

Перевод статьи «Effect of cereal rye cover crop termination timings on weed control and corn yield under a two-pass herbicide program» авторов Godar AS, Norsworthy JK and Barber LT., оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык