La producción de labranza cero ha ganado popularidad entre los agricultores como resultado de la reducción potencial en el uso de mano de obra y energía [1] y los beneficios de la calidad del suelo, como la mejora de la estructura del suelo y el aumento de los niveles de materia orgánica del suelo [2-5]. Se ha considerado en gran medida que la producción sin labranza no es una opción para los productores orgánicos debido a los desafíos para controlar las malezas. El creciente interés en las prácticas de producción de labranza cero entre los agricultores orgánicos ha creado recientemente un avance considerable en el desarrollo de una producción orgánica de maíz y soja de labranza reducida basada en cultivos de cobertura.
El enfoque basado en cultivos de cobertura orgánicos implica el uso de un rizador de rodillo para terminar los cultivos de cobertura y formar una capa de mantillo [6-8] para eliminar las malezas. Esta práctica de producción ha sido particularmente exitosa en Pensilvania, Maryland y Carolina del Norte para la producción de soja orgánica cuando el centeno de cereales se usa como un cultivo de cobertura de alta biomasa, enrollado y rizado antes de la siembra. Sin embargo, esta práctica ha sido variable para la producción de maíz [9-11] debido a las limitaciones en el manejo del nitrógeno (es decir, la fuente, el momento y la ubicación) y el logro de una adecuada biomasa de cultivos de cobertura de leguminosas para la supresión de malezas. Por lo tanto, existe la necesidad de combinar los beneficios supresores de malezas de los cereales con los beneficios de suministro de nitrógeno de las leguminosas junto con una fertilidad adicional para lograr rendimientos máximos de maíz.
En el otoño de 2012, Rodale Institute en colaboración con el Centro de Investigación Agrícola de Beltsville del USDA-ARS y la Universidad Estatal de Carolina del Norte recibieron una Subvención de Innovación de Conservación del NRCS del USDA para demostrar la integración de fertilizantes iniciales (estiércol granulado) y sus impactos en el rendimiento y la competencia de malezas en cultivos de cobertura reducidos labranza producción de maíz orgánico.
El objetivo de este artículo es presentar a los lectores los hallazgos de los ensayos de demostración realizados en varios lugares entre 2013 y 2014 y concluir con recomendaciones basadas en la información obtenida de este proyecto.
Configuración de ensayos
Se establecieron seis ensayos en Beltsville, MD y Carolina del Norte en las temporadas de cultivo de maíz de 2013 y 2014; y el séptimo en Kutztown, PA en 2014 (Tabla 1).
Los cultivos de cobertura sembrados en todos los lugares fueron una mezcla de cereal de centeno (cereal Secale L.) y arveja vellosa (Vicia villosa Roth) a tasas de siembra de 90 lb / acre (101 kg / ha) y 12 lb / acre (13.5 kg / ha). ha), respectivamente. Las variedades de centeno y arveja fueron las mismas en NC y PA ('Wrens Abruzzi' y 'Purple Bounty', respectivamente), mientras que MD utilizó las variedades 'Aroostook' y 'Groff', respectivamente. Las fechas de las operaciones de campo (siembra, prensado con rodillo y cosecha) en cada ubicación se enumeran en la Tabla 1. (Tabla 1).
Las mezclas de cultivos de cobertura se enrollaron y rizaron (Tabla 1) cuando el cereal de centeno alcanzó la antesis (floración o desprendimiento de polen) y la arveja vellosa tenía un 50% de formación de vainas (Foto 1).
En los sitios de Beltsville y Carolina del Norte, la biomasa del cultivo de cobertura se enrolló y rizó antes de la recolección de la muestra de la planta para determinar la materia seca, seguido de la aplicación de fertilidad en el momento de la siembra de maíz con la sembradora sin labranza John Deere 7200 (Foto 2). Para obtener información detallada sobre el equipo de sembradoras, consulte una hoja informativa publicada en línea por Atwell y Reberg-Horton [12].
En Kutztown, la biomasa de los cultivos de cobertura se recogió de las plantas en pie antes de rodar para determinar la materia seca. La engarzadora de rodillos se montó en la parte delantera y la sembradora con las tolvas de fertilizante se montó en la parte trasera de un tractor. El enrollamiento-rizado de la mezcla de cultivos de cobertura ocurrió simultáneamente con la siembra de maíz (Foto 3).
Se evaluaron dos fuentes de fertilizante inicial, la cama de aves de corral granulada (PL, 3-2-3) y la harina de plumas (FM) (NatureSafe®, 13-0-0) (Foto 4) por su impacto en el rendimiento de maíz y la competencia de malezas en cultivos orgánicos. producción de maíz sin labranza, utilizando un mantillo de cultivo de cobertura para la supresión de malezas.
En Beltsville y NCSU (Kinston y Salisbury), el diseño fue una parcela dividida con fertilidad como parcela principal y malezas versus sin malezas como subparcela con tres o seis repeticiones, según el sitio. Se evaluaron e incluyeron cinco tratamientos de fertilidad:
Topdress de alta tasa PL (High Topdress), aplicado a 4 t / acre (8,000 lb / acre o 9 Mg / ha)
Topdress de baja tasa PL (Low Topdress), aplicado a 1.8 t / acre (3,600 lb / acre o 4 Mg / ha)
Bandas subsuperficiales de FM (Foto 4), aplicado a 0.3 t / acre (535 lb / acre o 0.6 Mg / ha)
Bandas subsuperficiales de PL, aplicado a 0.3 t / acre (535 lb / acre o 0.6 Mg / ha)
Sin fertilidad añadida (sin iniciador)
En Kutztown, el diseño fue un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones de cuatro tratamientos de fertilidad:
Topdress PL de baja tasa (Low Topdress), aplicado a 1.5 t / acre (3,000 lb / acre o 3.4 Mg / ha)
Bandas subsuperficiales de FM, aplicado a 0.25 t / acre (515 lb / acre o 0.58 Mg / ha)
Bandas subsuperficiales de PL, aplicado a 0.23 t / acre (465 lb / acre o ~ 0.52 Mg / ha)
Sin fertilidad añadida (sin iniciador)
Principales Conclusiones
Biomasa aérea de cultivos de cobertura
La biomasa de los cultivos de cobertura aérea (peso seco) excedió los 7,137 lb / acre (8,000 kg / ha), un valor sugerido para el control efectivo de malezas [13], en 6 de los 7 años del sitio (es decir, cuatro lugares y dos años en tres de las ubicaciones) (Tabla 2). El residuo del cultivo de cobertura (Foto 5) actuó como barrera física, limitando la luz requerida para la germinación de semillas de malezas y el crecimiento de malezas [14-15].
Cobertura y supresión de malezas
Se observó una excelente supresión de malezas en los cinco años del sitio con los niveles más altos de biomasa del cultivo de cobertura (Cuadro 2 y Fotos 5-6). En el sitio de Beltsville 2014, la biomasa del cultivo de cobertura fue ligeramente menor que el valor sugerido para un control efectivo de malezas, sin embargo, la cobertura de malezas fue aún menor al 15%. En el sitio de Kutztown, en comparación con ningún tratamiento de fertilidad, la presión de las malezas con el subsuelo FM fue similar, pero menor en el tratamiento del subsuelo PL en un 35% y mayor en el topdress PL en un 31%
El tratamiento con fertilizante demostró ser efectivo sobre la biomasa de malezas, especialmente cuando se aplica a una tasa alta, como en el tratamiento PL de cobertura alta (voladura), en comparación con otros tratamientos con fertilizante (Fig. 1).
Rendimiento de maíz
Las parcelas de campo en Beltsville 2013, Kinston 2014 y Salisbury 2013 y 2014 tuvieron una excelente supresión de malezas y el rendimiento de maíz fue similar entre los tratamientos de hojarasca al voleo de tasa alta y baja que oscilaron entre 145 y 165 bu / acre (Fig.2). Sin embargo, el rendimiento de maíz se redujo con la cama de aves de corral subterránea y no se agregaron tratamientos de fertilidad a ~ 100 bu / acre. Las bandas subsuperficiales de harina de plumas rindieron un 30% más que en el tratamiento de la cama de aves de corral subsuperficial.
En Kinston en 2013, se observaron altos niveles de competencia de malezas y los rendimientos de grano de maíz se redujeron con los tratamientos de menor fertilidad con bandas del subsuelo. Sin embargo, a altas dosis de tratamiento con topdress PL, la biomasa de maíz (Foto 7) y el rendimiento de grano de maíz fueron mayores, donde el maíz demostró ser competitivo con las malezas.
En Beltsville 2013, el rendimiento de grano de maíz fue similar entre todos los tratamientos de fertilidad. Sin embargo, este sitio de estudio tiene un largo historial de uso de legumbres y estiércol. De manera similar, en Kutztown, no hubo diferencias significativas en el rendimiento de maíz entre los tratamientos probados (Fig. 3). El rendimiento de maíz varió de 170 bu / acre en el tratamiento sin fertilizante añadido a 180 bu / acre en el tratamiento FM subsuperficial.
Conclusiones
Los resultados de estos ensayos indican que los sitios con alta fertilidad de referencia (con un historial a largo plazo de uso de leguminosas y estiércol), puede no ser necesaria una fertilidad adicional para maximizar el rendimiento de grano de maíz (por ejemplo, sitios de Kutztown, 2014 y Beltsville 2013). Se merece una mayor investigación de estos hallazgos, ya que estos resultados solo se observaron en dos de los siete sitios de estudio.
En sitios de baja fertilidad (por ejemplo, Kinston, Carolina del Norte en 2013), resultó necesario proporcionar nitrógeno en el momento de la siembra del maíz en un sistema de labranza reducida basado en cultivos de cobertura para lograr el rendimiento de grano de maíz deseado.
En el sitio de Kinston, Carolina del Norte en 2013, hubo una alta presión de malezas en la fertilidad del subsuelo y no se agregaron tratamientos de fertilidad que afectaron negativamente los rendimientos de maíz.