Introducción
En la producción de hortalizas orgánicas, los productores a menudo confían en la labranza y el mantillo plástico (Foto 1A) como herramientas para preparar semilleros y reducir la competencia de malezas. Sin embargo, esta labranza repetida puede aumentar la compactación y poner en peligro la sostenibilidad a largo plazo de la producción de vegetales orgánicos. La compactación del suelo restringe el crecimiento de las raíces de las plantas, reduce la infiltración de agua y la absorción de nutrientes y, en consecuencia, reduce el rendimiento de los cultivos.
Aunque se cree que rizador de rodillo desarrollado en Rodale Institute (Foto 1B) proporciona una solución a la alteración del suelo y al cultivo repetido, la labranza se sigue utilizando para establecer cultivos de cobertura y es posible que no alivie la compactación. Labranza profunda (DZT) (Foto 1C) El uso de un arado de subsuelo puede ayudar a reducir la compactación mientras se mantienen los residuos del cultivo de cobertura entre hileras. Sin embargo, el DZT requiere equipo adicional, equipo más grande que puede contribuir a la compactación, mayores aportes de energía y puede aumentar la presión de las malezas al traer semillas a la superficie dentro de la zona de plantación.
El uso de “raíces de plantas como herramienta de labranza” puede ofrecer una solución práctica para aliviar la compactación del suelo al tiempo que reduce la alteración del suelo, mejora la estructura del suelo, la actividad microbiana del suelo y, posteriormente, el rendimiento y la calidad de los cultivos. Dicha "labranza biológica" (BZT) puede ser especialmente efectiva cuando se integra con el engarzado por laminación en sistemas agrícolas de labranza cero y labranza reducida porque los canales de las raíces no se destruyen con la labranza. Especies de cultivos de cobertura de raíces principales, como el rábano Daikon (Raphanus sativus subsp. Acanthiformis), un rábano de labranza (Foto 1D), un cultivo de cobertura muerto en invierno, tiene raíces principales que se extienden profundamente en el subsuelo compactado para ayudar como una herramienta biológica para reducir la compactación del suelo y eliminar los nutrientes de las profundidades del perfil del suelo para que estén más fácilmente disponibles para el próximo cultivo.
Aquí presentamos información basada en investigaciones sobre el uso de prácticas de labranza reducida y su impacto en la compactación del suelo y la producción de vegetales orgánicos.
Estudios de campo
En un estudio de dos años en Rodale Institute, estos dos sistemas se compararon con la práctica orgánica estándar del arado de vertedera y mantillo de plástico (PL) y la labranza orgánica rotatoria sin labranza (ORNT) que termina un cultivo de cobertura anual de invierno antes de trasplantar directamente para cubrir los residuos del cultivo (foto 1). El diseño experimental fue un diseño aleatorio de bloques completos con cuatro repeticiones de cada tratamiento. En el segundo año del proyecto, los tratamientos se probaron en dos granjas de Pensilvania, la granja Landisdale en Jonestown, PA y la granja Dickinson College Farm en Carlisle, PA (foto 2).
En el otoño de 2016, se establecieron cultivos de cobertura en el sitio experimental en Rodale Institute, Kutztown, PA, a mediados de septiembre. Los cultivos de cobertura se establecieron después de arar con vertedera, disolver y empacar el campo a una tasa de 90 libras. cereal de centeno (Secale cereale) y 30 lbs. Guisante de invierno austríaco (Pisum sativum var. Arvense) por acre utilizando una sembradora de grano John Deere. Para establecer las tiras de rábano de labranza (Foto 1D) se usó cinta adhesiva para cubrir áreas en la caja de semillas grande y la caja de semillas pequeña para que el rábano en la caja de semillas pequeña se plantara a 60 pulgadas entre las hileras. En el primer año, se utilizó una clasificación de semillas baja (~ 19 libras por acre) ya que el objetivo era cultivar plantas grandes con raíces profundas y la observación de los agricultores era que las semillas a una tasa alta pueden detener el crecimiento de las plantas y dar lugar a plantas que no alcanzan todo su potencial de rotura por compactación del suelo. Sin embargo, nuestra observación fue que la clasificación de semillas debe aumentarse para lograr un mayor establecimiento. En el segundo año, además del sitio experimental, Dickinson College Farm siguió ese consejo y plantó el rábano usando una sembradora Planet Junior para asegurar una buena germinación y establecimiento (Figura 2). Esto se recomendaría a los agricultores en menor escala.
En la primavera de 2017, los tratamientos se crearon mediante el arado de vertedera, la colocación de discos y la colocación de mantillo de plástico negro (PL) o enrollado-engarzado (foto 1) el cultivo de cobertura en los otros tres tratamientos cuando las plantas alcanzan la antesis (desprendimiento de polen). En el tratamiento DZT, se utilizó un subsolador de arado Yaoman (un solo vástago) ajustado a 24 pulgadas de profundidad para crear zonas sin compactar en la hilera de siembra. En todos los tratamientos, la calabaza 'Waltham' se plantó a 5 pies entre hileras y 2 pies dentro del espacio entre hileras. Los trasplantes se plantaron utilizando una trasplantadora de rueda hidráulica en el tratamiento PL y una trasplantadora de labranza cero RJ en los otros tres tratamientos (foto 1). Se tomaron medidas de compactación en todas las parcelas en la primavera y el verano de 2017 y 2018 utilizando un penetrómetro para medir la profundidad de la capa de compactación (300 psi). Las medidas de verano incluyen el espaciado dentro y entre filas para todos los tratamientos.
Resultados y discusiones
El resultado más notable es que las mediciones de la zona de las raíces tomadas durante la floración del cultivo mostraron perfiles de suelo más profundos en los tratamientos DZT (Tabla 1) en comparación con los otros tratamientos. Los tratamientos BZT con rábano daikon no rompieron la compactación en la zona de la raíz en comparación con los tratamientos ORNT y PL. Es posible que, dado que el invierno del rábano daikon mata y los cultivos de cobertura de centeno y centeno sobreviven al invierno, el crecimiento de los cultivos de cobertura de primavera tuvo un efecto importante en la reducción de la compactación. El rábano se plantó a mediados de septiembre y, en base a estos resultados y observaciones en otras granjas, se recomienda plantar rábano de labranza antes de agosto para maximizar el beneficio de compactación del suelo. En Dickinson College Farm, que también probó el rábano de labranza, no hubo ningún beneficio de compactación del suelo del rábano combinado con la labranza cero orgánica (engarzadora con rodillo) y el tratamiento estándar que incluye pala para preparar el suelo antes del trasplante. Aunque no hubo beneficio de compactación, BZT aumentó los rendimientos sobre DZT y ORNT, pero no el tratamiento PL. Esto sugiere que el rábano de labranza puede haber buscado nutrientes o haber alterado la biología del suelo (se tomaron medidas de biología del suelo y se informará en un artículo de investigación futuro) para mejorar la fertilidad de las plantas.
El aumento de la profundidad de la zona de las raíces puede tener una influencia positiva en la producción de cultivos de hortalizas.
En Dickinson College Farm hubo una relación positiva entre la profundidad de la capa de compactación del suelo en la zona de las raíces y el rendimiento (Figura 1 y XNUMX). La profundidad promedio de compactación en Dickinson College Farm fue notablemente más profunda que Rodale Institute y Landisdale Farm. Tanto Landisdale como Rodale utilizan habitualmente un arado de vertedera, varios cultivos de temporada y mantillo de plástico negro para la producción de verduras. El sistema Dickinson College Farm consiste en 3 años de pastos con una mezcla de ganado diversa (ganado, ovejas, aves de corral) seguidos de 3 años de verduras. Solo se utilizan prácticas de labranza poco profunda (disco, spader) o de labranza cero y se usa mantillo de paja sobre el cultivo para el control de malezas.
Resumen
- Es importante establecer el rábano Daikon lo suficientemente temprano en la temporada de crecimiento para obtener el máximo crecimiento y reducir la compactación del suelo. El tiempo variará según la zona de temperatura. Se recomienda el establecimiento antes del 1 de agosto o antes en el este de Pensilvania.
- Los cultivos de cobertura anual de invierno (por ejemplo, cereales de centeno, trigo, triticale, arveja vellosa, guisante de invierno austriaco) también mejorarán la salud del suelo y reducirán la compactación del subsuelo, especialmente en la primavera durante el crecimiento vigoroso. Se recomienda permitir que los cultivos de cobertura crezcan a su altura máxima para lograr la máxima producción de raíces y biomasa. La siembra de rábano de labranza en una zona con cereal de centeno puede prohibir este beneficio en la zona de la raíz, por lo que una mejor estrategia puede ser sembrar al azar rábano de labranza con los cultivos de cobertura anual de invierno para obtener una alta biomasa y un crecimiento de raíces en el otoño que crea canales de raíces para los vivos. cultivo de cobertura en la primavera.
- Aumentar la profundidad de la compactación del subsuelo puede ser importante para mejorar los rendimientos en la producción de hortalizas. Las malezas son un factor limitante importante para los rendimientos en la producción de vegetales orgánicos, por lo que es necesario considerar estrategias que controlen efectivamente las malezas al tiempo que reducen la compactación. En general, la reducción de la labranza y la profundidad de la labranza tendrá un impacto positivo en la compactación del subsuelo.
“La financiación del trabajo fue posible gracias al Servicio de Comercialización Agrícola del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) a través de la subvención 16-SCBGP-PA-0013. Su contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no necesariamente representa las opiniones oficiales del USDA ".