美国环保局管理的修订可再生燃料标准(RFS) 2020规定，到2022年美国交通燃料中至少含有150亿加仑传统生物燃料和210亿加仑先进生物燃料。
2020年，先进生物燃料来自纤维素生物燃料，基于生物质的柴油和其他先进生物燃料，但这些燃料都存在一些缺陷，那就是经济消费较高，而且会产生一些污染，造成温室气体的大量排放。
生物颗粒燃料
比基准石油排放至少减少50％的燃料被归类为先进生物燃料。使用从芸苔属植物制成的燃料进行的测试飞行表现优于从石油提取的喷气燃料，测试显示其二氧化碳排放减少了80％，并且气溶胶、颗粒和黑碳排放更低。
芸苔或埃塞俄比亚芥菜是第二代非食品油籽原料，用于生产“一次性”可持续航空燃料，它的热化学性质以及性能和石油衍生燃料等价，这一结果引起了研究员的极大兴趣，如果能大量的生产芸苔，并使其发挥最大的产油量，那么对于整个国家的燃油消耗帮助是极大的。
塞俄比亚芥菜作物田
芸苔能产生较高质量的燃料成分，是因为其种子中能提取出来一种叫芥酸的东西。芥酸是从芸苔种子油中生产的主要超长链脂肪酸。高浓度的芥酸能够获得更高的燃料产量，并产生类似于石油衍生燃料的燃料化学成分。
芸苔是一种天然异源四倍体，具有耐旱、耐高温、荚果不破裂、非休眠和非侵袭等理想的农业性状。
美国东南沿海平原的土壤通常高度风化，营养贫乏，酸性较强，通常有沙质表土和粘土质亚表土。
这些土壤容易结皮、压实或含有翻耕禁区或天然形成的亚表土硬壳，从而限制了根的生长和质量稳定性以及分布孔隙。
这些土壤结构特征可能调节营养素循环速率和植物营养素的可用性。如果农耕工作留下30%以上的覆盖层，这被认为是覆盖耕作，而没有任何耕作操作的田地被归类为无翻耕作。
无翻耕作、播种耕作和裂土机滚筒压耕法分别可以留下59％、55％和43％的表土覆盖层，而传统犁地耕作的田地只有7％。管理沿海平原土壤中的表面覆盖物可能会影响土壤含水量保持、土壤温度调节、土壤侵蚀和营养素循环。
在中部大平原地区，芸苔油菜在常规耕作时产量提高了8%。在印度，常规耕作使芸苔属的种子产量分别提高了10%和31%。
在佛罗里达州和阿拉巴马州的最新研究中，芸苔的产量在不同地点和不同年份之间存在不一致性，对翻耕的反应取决于具体的生态和地球物理条件，特别是降雨情况。
佛罗里达州
与种子产量类似，翻耕对种子油浓度和蛋白质含量没有影响。种植芸苔可以通过增加主根长度和质量、更深层次的水保持能力、减少体积密度和穿透性阻力等获得产量增益。
但是，传统犁地耕作破坏了土壤结构，减少了碳和氮的微生物生物量，增加了工作时间、燃料消耗和能源使用，还增加了温室气体排放。
油菜籽芸苔对氮的应用高度敏感，并且需要相对较高的矿物氮肥率才能获得最佳种子产量。氮是油脂作物生产中能量输入和成本最高的部分，因此，将氮最大化地应用于农艺和经济效率对于商业成功至关重要。
施肥利用效率可能受到翻耕实践的影响，通过各种犁地方法管理亚土壤压实可能会影响肥料的混合应用。在无翻耕操作下，由于有地表残留物的存在，土壤犁层或根区的肥料混合应用被降低。
因此，氮的应用更为有效地进行亚表面施用。肥料亚表面施用降低了通过淋溶或反硝化丢失的氮，增加了产量和组织氮浓。当氮在表面应用时，无翻耕系统中的氨损失率为11.5%，而混合应用时则为6.2%。
因此，无翻耕系统的氮需求量大于传统耕作系统。为了最小化挥发和固定对作物生长和产量的限制，无耕作系统中的氮施用量增加了25%。
翻耕和氮的应用是影响土壤性质、植物生长和产量以及作物商业可行性的重要农业实践。研究报告显示了翻耕和施氮对芸苔的好处，
然而，在海岸平原硬坚土壤条件下，需要更多关于这些因素对芸苔产生互动效应的信息。才能评估在不同环境条件下使其生产变得可行的适当技术。
因此，本研究的目的是评估不同翻耕实践和氮应用对雨养条件下芸苔生长和产量的影响，这对于推进其栽培至关重要。
非灌溉田间试验从2013年开始，持续了3年的时间，在每年的种植季节进行，地点在美国佛罗里达州昆西北佛罗里达研究与教育中心。第一年和第二年试验于诺福克壤质细沙上进行，坡度为0％-2％，第三年试验在奥兰治堡细沙上进行，坡度为2％-5％。
试验设计为4×3因素水平随机区组设计，分为四次重复处理，具体方法包括四个不同的氮水平和三个翻耕方法（盘耕、凿耕和免耕）。
实验地块的尺寸为1.5×9.1 m，地块之间的距离为1.8 m，间距和通道被种植芸苔并在生理成熟时修剪以减少边缘和通道的影响。
播种耕作先由圆盘犁进行两次，然后在使用田间耕机进行处理，与犁式耙单次进行30 cm深度的工作，然后与使用凿犁耕作方法的田间耕作机进行处理比较。
本研究没有量化种植后的残留物，但是在类似沿海平原地区的土壤中，与圆盘式工具相比，凿子式少埋藏3％-4％的作物残留物。
这些犁耕系统均低于满足保护耕作标准的30％阈值。因此，我们假设本研究评估的犁地方法均为传统翻耕。
播种芸苔种子时，使用圆锥播种机以17粒的速度种植在每一行中，然后分时期观察每年的田地状况，最后得到了3个春冬季芸苔生长的信息。
等到芸苔长到第二年，研究员就在一个0.5平方米的样田中采样观察，采集时间在每天的下午，面积内的所有植物均手工分离为根、茎、叶以及花和荚。
经过55-60°C烘干72小时以估算干物质分配和根茎比，之后土壤水平处修剪处理的每一株植物，并测量其生长特征和产量组分（主要测初级和次级枝条的数量，豆荚的多少和每个豆荚含有多少种子）。
在第二和第三年，仅测量了10株植物的植株高度、节数以及初级和次级枝条。确定豆荚长度和每个豆荚的种子数为末端总状体上所有豆荚的平均值。
随后使用近红外反射光谱法估算总硫代葡萄糖苷、蛋白质浓度、油分浓度和脂肪酸组成。使用快速含量分析仪进行样品分析，再用专有的技术校准评估样品光谱。
施氮效率（NAE）定义为每公斤施用于作物的氮额外收获的种子量，计算公式为NAE =（Y-Yo）/ F，其中Y为产量，Yo为未施用肥料时的产量，F为施用的氮量。
使用SAS 9.5中的线性混合模型程序以95%的置信水平分析数据。施氮量和耕作方式及其交互作用被视为固定效应，而重复和年份则被视为随机效应。当检验效果显著时，分离其平均值。
在每种耕作方法中，使用正交多项式对氮肥施用量进行趋势测试。当检测到线性和二次或线性、二次和三次函数时，通过起始于线性函数，然后添加连续的高阶多项式以及绘制数据并进行视觉观察来确定回归关系的函数形式。
如果确定高阶多项式不能显著提高响应曲线的解释，则忽略那些高阶多项式。生长参数、组织营养浓度和含量之间的相关性通过相关分析（PROC CORR）确定。当检测到相关性时，使用PROC REG进行回归分析以量化关系。
上述研究显示，芸苔生长和豆荚特性受耕作法和施氮量主效应的影响，而受耕作法与施氮量交互作用影响不大。
在平均氮肥水平下，通过不同的耕作方式生长出来的芸苔产生了相似数量的主茎节点，初级和次级枝条以及每株豆荚的种子量也差不多。
与免耕相比，用盘耕和凿子耕地的方法分别产生了45%、66%和10%的豆荚，其中凿耕植物是最高的，原因是凿耕通过犁减少了土壤压实，加大了根系深度，从而增加了水和营养物质的吸收和植物生长。
此外，增加氮肥施用量不能弥补在未进行犁耕的系统下芸苔生长不良的问题。保护性耕作方法可产生比传统方法产生更大的主茎直径。
在凿耕的土壤中生长的芸苔产生了更多的侧枝和荚果，尽管它们高度和茎节没有差异，这表明芸苔植物对氮肥施用水平的变化非常敏感。
芸苔是生产燃料的主要植物之一，它的出油率大大影响了制作燃料的成本，对于生产者来说，可持续生物燃料生产遵循最优化投入和最小土地操作的原则，一方面减少成本，一方面减少温室气体排放。
因此，最小化土壤干扰和精明的营养管理是增大芸苔产量和出油率的关键步骤。本研究中从三个站点收集的数据表明，在沿海平原土壤中，需要更高水平的氮施用和深耕来优化芸苔的生产。
深耕改善了芸苔籽数量，促进了芸苔主根的生长，给芸苔创造了宽松的生长环境，使其受到硬质土地的侵害变少。
硬质土地
除了翻耕方法，氮施用也是一个重要的方面，它在任何耕作条件下，都可以增加了地上和地下的芸苔生长。
合适的施氮量，可以增加芸苔体内干物质的积累，使其均匀的分布在植物器官之间，等到翻耕过后生长时，充分利用体内储存的能量，从而长势良好。
因此，施氮和耕作方式是芸苔高产的关键，这种情况可能也适用于其他植物。对于这两种方式，犁耕对于提高产量的潜力比较大，即使在相对较低的氮水平下也能提高产量。
总的来说，本研究表明，在沿海平原土壤中进行亚表土耕作和施用和适量的氮肥将最大化芸苔生产。
但想要获得最优的芸苔产量，则需要进一步研究以量化翻耕和氮输入对其生产的碳固定和生命周期温室气体排放的影响。
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3.比尼和桑托斯（2014）：识别不同耕作条件下粘土冬季碳和氮循环的指标,《应用土壤生态学》.
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