Introduction
Dans la production de légumes biologiques, les producteurs dépendent souvent du travail du sol et du paillis plastique (Photos 1A) comme outils de préparation des lits de semences et de réduction de la concurrence des mauvaises herbes. Cependant, ce travail répété du sol peut augmenter le compactage et compromettre la durabilité à long terme de la production de légumes biologiques. Le compactage du sol limite la croissance des racines des plantes, réduit l'infiltration d'eau et l'absorption des nutriments, et par la suite diminue les rendements des cultures.
Tandis que le rouleau-sertisseur développé à Rodale Institute (Photos 1B) fournit une solution aux perturbations du sol et aux cultures répétées, le travail du sol est encore utilisé pour établir des cultures de couverture et peut ne pas atténuer le compactage. Travail du sol en zone profonde (DZT) (Photo 1C) l'utilisation d'une charrue souterraine peut aider à réduire le compactage tout en maintenant les résidus de culture de couverture entre les rangs. Cependant, le DZT nécessite un équipement supplémentaire, un équipement plus gros qui peut contribuer au compactage, des apports d'énergie plus importants et peut augmenter la pression des mauvaises herbes en amenant les graines à la surface dans la zone de plantation.
L'utilisation de «racines de plantes comme outil de travail du sol» peut offrir une solution pratique pour atténuer le compactage du sol tout en réduisant les perturbations du sol, en améliorant la structure du sol, l'activité microbienne du sol et, par la suite, les rendements et la qualité des cultures. Un tel «travail biologique du sol» (BZT) peut être particulièrement efficace lorsqu'il est intégré au sertissage au rouleau dans les systèmes de culture sans labour et à labour réduit, car les canaux radiculaires ne sont pas détruits par le travail du sol. Espèces de cultures de couverture à racines pivotantes telles que le radis Daikon (Raphanus sativus subsp. Acanthiformis) - radis de labour aka (Photos 1D), une culture de couverture détruite par l'hiver, a des racines pivotantes qui s'étendent profondément dans le sous-sol compacté pour aider en tant qu'outil biologique pour réduire le compactage du sol et récupérer les nutriments au plus profond du profil du sol pour les rendre plus facilement disponibles pour la prochaine culture.
Nous présentons ici des informations basées sur la recherche sur l'utilisation de pratiques de labour réduit et leur impact sur le compactage du sol et la production de légumes biologiques.
Études de terrain
Dans une étude de deux ans à Rodale Institute, ces deux systèmes ont été comparés à la pratique biologique standard de la charrue à versoir et du paillis plastique (PL) et de la rotation organique sans labour (ORNT) qui met fin à une culture de couverture annuelle d'hiver avant le repiquage directement pour couvrir les résidus de culture (photo 1). La conception expérimentale était une conception randomisée en bloc complet avec quatre répétitions de chaque traitement. Au cours de la deuxième année du projet, les traitements ont été testés dans deux fermes de Pennsylvanie, la ferme Landisdale à Jonestown, PA et la ferme Dickinson College à Carlisle, PA (photo 2).
À l'automne 2016, des cultures de couverture ont été établies sur le site expérimental de Rodale Institute, Kutztown, PA, à la mi-septembre. Les cultures de couverture ont été établies après le labourage, le disque et le conditionnement du champ à un taux de 90 lb. seigle céréalier (Secale cereale) et 30 livres. Pois d'hiver autrichien (Pisum sativum var. Arvense) par acre à l'aide d'un semoir à grain John Deere. Pour établir les bandes de radis de labour (Photos 1D) du ruban adhésif a été utilisé pour couvrir les zones de la grande boîte à graines et de la petite boîte à graines afin que les radis dans la petite boîte à graines soient plantés à 60 pouces entre l'espacement des rangs. Au cours de la première année, un faible taux de semences (~ 19 lb par acre) a été utilisé car l'objectif était de faire pousser de grandes plantes à racines profondes et l'observation des agriculteurs était que les semis à un taux élevé peuvent retarder la croissance des plantes et conduire à des plantes qui n'atteignent pas leur plein potentiel de compactage du sol. Cependant, notre observation était que la cote des semences devrait être augmentée pour obtenir un meilleur établissement. Au cours de la deuxième année, en plus du site expérimental, Dickinson College Farm a suivi ce conseil et a planté le radis à l'aide d'un semoir Planet Junior pour assurer une bonne germination et un bon établissement (figure 2). Cela serait recommandé pour les agriculteurs à plus petite échelle.
Au printemps 2017, des traitements ont été créés par labour de versoir, disque et pose de paillis plastique noir (PL) ou roulage-sertissage (photo 1) la culture de couverture dans les trois autres traitements lorsque les plantes atteignent l'anthèse (rejet pollinique). Dans le traitement DZT, une sous-soleuse de charrue Yaoman (à une tige) réglée à une profondeur de 24 pouces a été utilisée pour créer des zones non compactées dans la rangée de plantation. Dans tous les traitements, la courge musquée 'Waltham' a été plantée à 5 pieds entre les rangs et 2 pieds dans l'espacement des rangs. Les plants ont été plantés à l'aide d'un transplanteur à roue à eau dans le traitement PL et d'un transplanteur RJ sans labour dans les trois autres traitements (photo 1). Des mesures de compactage ont été prises dans toutes les parcelles au printemps et en été en 2017 et 2018 à l'aide d'un pénétromètre pour mesurer la profondeur de la couche de compactage (300 psi). Les mesures estivales comprennent l'espacement entre les rangées et entre les rangées pour tous les traitements.
Résultats et discussions
Le résultat le plus notable est que les mesures de la zone racinaire prises pendant la floraison des cultures ont montré des profils de sol plus profonds dans les traitements DZT (Tableau 1) par rapport aux autres traitements. Les traitements BZT avec le radis daikon n'ont pas rompu le compactage dans la zone racinaire par rapport aux traitements ORNT et PL. Il est possible que puisque le radis daikon tue l'hiver et que les cultures de couverture de seigle-pois survivent à l'hiver, la croissance de la culture de couverture de printemps a eu un effet important sur la réduction du compactage. Le radis a été planté à la mi-septembre et sur la base de ces résultats et des observations d'autres fermes, il est recommandé de planter des radis de travail du sol d'ici août afin de maximiser les avantages du compactage du sol. À Dickinson College Farm, qui a également testé le radis de travail du sol, il n'y avait aucun avantage de compactage du sol du radis combiné avec le semis sans labour (rouleau-crimper) et le traitement standard qui comprend le bêchage pour préparer le sol avant le repiquage. Bien qu'il n'y ait eu aucun avantage de compactage, le BZT a augmenté les rendements par rapport au DZT et à l'ORNT, mais pas au traitement PL. Cela suggère que le radis labouré peut avoir récupéré des éléments nutritifs ou altéré la biologie du sol (des mesures de biologie du sol ont été prises et seront rapportées dans un prochain article de recherche) pour améliorer la fertilité des plantes.
L'augmentation de la profondeur de la zone racinaire peut avoir une influence positive sur la production de légumes.
À Dickinson College Farm, il y avait une relation positive entre la profondeur de la couche de compactage du sol dans la zone racinaire et le rendement (Figure 1). La profondeur moyenne de compactage à Dickinson College Farm était plus profonde que Rodale Institute et Landisdale Farm. Landisdale et Rodale utilisent régulièrement une charrue à versoir, plusieurs cultures en saison et du paillis de plastique noir pour la production de légumes. Le système Dickinson College Farm, c'est 3 ans de pâturage avec un élevage diversifié (bovins, ovins, volailles) suivis de 3 ans de légumes. Seul un travail du sol peu profond (disque, bêche) ou sans labour est utilisé et le paillis de paille est utilisé sur la culture pour lutter contre les mauvaises herbes.
Résumé
- Il est important d'établir le radis Daikon suffisamment tôt dans la saison de croissance afin d'obtenir une croissance maximale et de réduire le compactage du sol. La durée varie en fonction de la zone de température. L'établissement est recommandé avant le 1er août ou avant dans l'est de la Pennsylvanie.
- Les cultures de couverture annuelles d'hiver (par exemple, seigle céréalier, blé, triticale, vesce velue, pois d'hiver autrichien) amélioreront également la santé du sol et réduiront le compactage du sous-sol, en particulier au printemps pendant une croissance vigoureuse. Il est recommandé de laisser pousser les cultures de couverture à leur hauteur maximale pour obtenir une production maximale de racines et de biomasse. La plantation de radis de travail du sol dans une zone de seigle céréalier peut interdire cet avantage dans la zone racinaire.Une meilleure stratégie peut donc être de semer au hasard des radis de labour avec les cultures de couverture annuelles d'hiver pour une biomasse élevée et une croissance des racines à l'automne qui crée des canaux racinaires pour les vivants. culture de couverture au printemps.
- Augmenter la profondeur du compactage souterrain peut être important pour améliorer les rendements dans la production de légumes. Les mauvaises herbes sont un facteur limitant majeur des rendements dans la production de légumes biologiques à des stratégies qui contrôlent efficacement les mauvaises herbes tout en réduisant le compactage doivent être envisagées. En général, la réduction du travail du sol et de la profondeur de travail du sol aura un impact positif sur le compactage du sous-sol.
«Le financement des travaux a été rendu possible par le Service de commercialisation agricole du Département de l'agriculture des États-Unis (USDA) grâce à la subvention 16-SCBGP-PA-0013. Son contenu relève uniquement de la responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les vues officielles de l'USDA. »