Arianna Bozzolo1, Jacob Pečenka1, Amar Patel2, Andrew Smith3
1Rodale Institute Centre biologique de Californie, Camarillo, Californie, 93010
2Fondation Ravi et Naina Patel, Bakersfield, Californie, 93309
3Rodale Institute, Kutztown, PA, 19530
Introduction
Dans les pratiques agricoles modernes, l’utilisation de cultures de couverture est apparue comme une solution durable pour relever divers défis, notamment l’érosion des sols, l’épuisement des éléments nutritifs et la gestion des mauvaises herbes. Parmi la gamme diversifiée de systèmes de gestion des cultures de couverture, le système de culture sans labour basé sur une sertisseuse à rouleaux a suscité une attention considérable pour son efficacité à réduire le travail du sol dans la production de légumes tout en améliorant la santé du sol et la suppression des mauvaises herbes. .
Le système de sertissage à rouleaux consiste à terminer les cultures de couverture en faisant rouler un grand tambour équipé de lames émoussées sur la végétation, en l'aplatissant et en le frisant pour créer un tapis végétal dense (Fig. 1). Cette technique met non seulement fin efficacement aux cultures de couverture, mais laisse également derrière elle une couche de paillis qui agit comme une barrière protectrice, conservant l'humidité du sol, modérant la température du sol et supprimant la croissance des mauvaises herbes. De plus, les résidus laissés à la surface du sol constituent une source précieuse de matière organique, contribuant à la fertilité du sol et à l’amélioration de sa structure au fil du temps. .
Dans le contexte des systèmes de production de légumes irrigués le long de la côte sud de la Californie, où les pratiques agricoles durables sont prédominantes, le système de sertissage à rouleaux est particulièrement prometteur. En facilitant les pratiques sans labour, ce système minimise la perturbation du sol, préservant ainsi la structure du sol, réduisant le risque d'érosion et conservant la matière organique du sol. De plus, la suppression de la croissance des mauvaises herbes grâce à la méthode du rouleau sertisseur peut réduire considérablement le besoin d'herbicides synthétiques, favorisant ainsi des stratégies de gestion des mauvaises herbes respectueuses de l'environnement. .
Cette étude vise à évaluer l'efficacité du système de sertissage à rouleaux en conjonction avec différentes espèces de cultures de couverture et pratiques de gestion pour la gestion des mauvaises herbes dans les systèmes de production de légumes irrigués. Plus précisément, nous étudions l'impact de la production de biomasse des cultures de couverture, la persistance des résidus et la suppression des mauvaises herbes après l'arrêt à l'aide de la méthode du rouleau sertisseur. De plus, nous évaluons les effets ultérieurs sur le rendement des cultures.
Comprendre les avantages du système de sertissage à rouleaux pour la production de légumes sans labour, en conjonction avec les cultures de couverture, est crucial pour promouvoir des pratiques agricoles durables dans la région. En élucidant les avantages de cette approche innovante, nous visons à fournir des informations précieuses qui peuvent informer et responsabiliser les agriculteurs et les praticiens agricoles pour qu'ils adoptent des stratégies de gestion des mauvaises herbes plus respectueuses de l'environnement et économiquement viables, améliorant ainsi la résilience et la durabilité des systèmes de production maraîchère le long de la côte sud. de Californie.
Aperçu de l'étude
L'expérience a été menée sur 20 parcelles randomisées de 46 x 12 m situées au Rodale Institute California Organic Center (34.220453, -199.108214) à Camarillo, Californie. Les parcelles ont été affectées à cinq traitements : 1) un témoin sans culture de couverture et un travail du sol standard avec un disque (Till), l'un des deux mélanges de cultures de couverture : 2) avoine (Avena sativa) + vesce velue (Villosa villosa), ou 3) avoine + pois (Pisum sativum), et deux traitements de fin de culture de couverture, 4) un travail du sol conventionnel à l'aide d'un disque (Till), ou 5) à l'aide d'une sertisseuse à rouleaux pour le système sans labour (No-Till). Les parcelles avec chaque combinaison de culture de couverture et de méthode de terminaison ont été répétées quatre fois.
L'ensemble du champ a été préparé et labouré pour normaliser les conditions du terrain. En mars, des cultures de couverture ont été semées à l'aide d'un semoir à grains de 4.6 m de large (modèle 1500, Great Plains Mfg., Salinas, KS) avec un espacement des rangs de 15 cm à un taux de semis de 100 kg/ha pour l'avoine, 135 kg/ha. pour le pois, et 22 kg/ha pour la vesce. L'irrigation par aspersion a été utilisée si nécessaire pour stimuler la germination (0.6 mm).
Les cultures de couverture ont pris fin en juin, 90 jours après le semis (DAS), alors qu'env. 50% de la culture de couverture avait atteint le stade de floraison pour éviter le réensemencement de la culture de couverture. Les parcelles sans labour ont été passées deux fois avec la sertisseuse à rouleaux tandis que les parcelles de travail du sol et de contrôle ont été passées deux fois avec un disque pour enterrer partiellement les cultures de couverture et les mauvaises herbes poussant à la surface du sol.
Les citrouilles (var. Howden) ont été semées directement à la main en juillet. Les graines de citrouilles ont été placées à 0.9 m entre les rangées et tous les 60 cm et éclaircies à 1.5 m après la levée des plantes. Après la plantation, une ligne de tubes d'irrigation goutte à goutte (T-Systems, San Diego, Californie) a été placée sur chaque rangée, des tubes d'irrigation goutte à goutte et toutes les plantes ont été irriguées selon les besoins, toutes les parcelles recevant la même quantité d'eau.
Collecte et analyse de données
Nous avons évalué la croissance des cultures de couverture et la présence de mauvaises herbes à trois moments précis : début juin, à 90 jours de DAS, immédiatement avant de mettre fin à la culture de couverture ; fin juillet, après la fin de la culture de couverture (30 jours après la fin, JAT) ; et en octobre lors des vendanges (120 JAT). À chaque date d'échantillonnage, deux échantillons ont été prélevés dans chaque parcelle pour évaluer à la fois les mauvaises herbes et les cultures de couverture à la surface du sol. Chaque échantillon était constitué d'un 0.25 m2 quadrat placé au hasard dans le champ, contenant tout le matériel végétal à l'intérieur de ses limites. Ce matériel végétal a ensuite été récolté, identifié, pesé frais, puis séché jusqu'à atteindre un poids stable pour la mesure finale de la biomasse végétale. Lors de la récolte, un sous-ensemble de chaque parcelle mesurant 44.6 m2 a été échantillonné pour compter et peser toutes les citrouilles, évaluant ainsi le rendement des cultures.
Les données ont été analysées par analyse factorielle de variance (ANOVA), à l'aide du logiciel CoStat (logiciel CoHort, Monterey, CA, USA).
Résultats
La biomasse sèche des cultures de couverture aériennes avant leur cessation ne différait pas statistiquement entre les deux mélanges de cultures de couverture : 14.7 t/ha en avoine/vesce et 11.3 t/ha en avoine/pois. La biomasse de mauvaises herbes était significativement plus élevée dans les parcelles à sol nu avec 8.6 t/ha par rapport à l'avoine/vesce avec 0.3 t/ha et à l'avoine/pois avec 0.8 t/ha (Fig. 2a et 2b).
Trente jours après la fin de la culture de couverture avec la sertisseuse à rouleaux (No Till) ou le disque (Till), la biomasse sèche de la culture de couverture était présente dans les deux traitements de gestion du sol. Des recherches antérieures ont montré qu'environ 40 à 70 % des résidus restent généralement à la surface après un seul disque de résidus de maïs, de sorgho-grain ou de blé. . Dans cette étude, les résidus qui restaient au sol après deux passages du disque étaient de 23 % pour l'avoine/vesce et de 30 % pour l'avoine/pois. Les parcelles d'avoine et de vesce avaient une moyenne de 3.5 t/ha de biomasse sèche et celles en semis direct de 7.4 t/ha. Le Till avoine/pois avait 3.4 t/ha de résidus laissés à la surface du sol, tandis que le No-Till en avait 6.6. t/ha. Il n'y avait pas de différences statistiques quant au tonnage de résidus de cultures de couverture entre l'avoine/pois et l'avoine/vesce, mais il y avait des différences entre les modes de gestion. Comme prévu, les parcelles sans labour avaient une biomasse significativement plus élevée à la surface du sol que les parcelles en labour. Au cours de cette période d'échantillonnage, la biomasse des mauvaises herbes était très variable entre les parcelles et, par conséquent, la pression moyenne des mauvaises herbes ne différait pas statistiquement entre tous les traitements (Fig. 3a et 3b).
L'évaluation finale des cultures de couverture et des mauvaises herbes a été effectuée 120 jours après la fin de la culture de couverture, au moment de la récolte des citrouilles. Le traitement sans labour avoine/vesce avait 6 t/ha de biomasse à la surface du sol, et les parcelles en labour avaient 3.3 t/ha. Le traitement sans labour avoine/pois contenait 4.7 t/ha et le traitement avoine/pois tandis que le traitement au labour avait 1.3 t/ha de biomasse de culture de couverture restant à la surface du sol. Les mauvaises herbes étaient présentes dans tous les traitements mais avec des pressions différentes. Le sol nu présentait une biomasse de mauvaises herbes significativement plus élevée, correspondant à 3.6 t/ha, aucune différence statistique n'a été trouvée entre les espèces de cultures de couverture ou la gestion du sol (Fig. 4a et 4b).
À la récolte, le mélange avoine/vesce, tant dans les parcelles en travail du sol que dans les parcelles sans labour, contenait le plus grand nombre de fruits par rapport au mélange avoine/pois. La production par hectare était similaire entre le labour avoine/vesce, le labour sans labour et le sol nu, supérieure à celle du labour avoine/pois. Le labour avoine/pois a diminué le poids des fruits par rapport au sol nu (Tab. 1). Dans cette expérience, un rendement inférieur sur toutes les parcelles par rapport au rendement moyen par hectare de Californie a été constaté. . Les cultures de cucurbitacées dépendent fortement de la pollinisation active par les abeilles. La taille des fruits et la production de graines des cucurbitacées sont fortement liées à l'activité des abeilles. Plusieurs facteurs jouent un rôle important dans la gestion des abeilles pour une pollinisation efficace. Parmi ceux-ci, la météo est l’un des plus importants. Les facteurs environnementaux et pathologiques peuvent influencer de manière significative la floraison, la pollinisation et la nouaison. La pluie, les vents forts et les températures extrêmes, élevées ou basses, réduiront également l’activité des abeilles et, par conséquent, les rendements. . Le faible rendement observé sur toutes les parcelles de cucurbitacées au cours de la période d'étude a été attribué principalement à une anomalie des conditions météorologiques, notamment un événement pluvieux inattendu en août, coïncidant avec la phase de floraison. Cette pluie inhabituelle, s'élevant à 69 mm, a perturbé le processus de pollinisation, entraînant une diminution de la nouaison et, finalement, une réduction des rendements des cultures. Malgré ces conditions environnementales qui ont affecté la nouaison, cette étude a démontré que l'utilisation d'un mélange de cultures de couverture, en particulier le mélange avoine/vesce, en combinaison avec un semis direct biologique utilisant une sertisseuse à rouleaux pour terminer les cultures de couverture, peut entraîner des rendements comparables à ceux des cultures de couverture. le traitement labouré standard. Cette étude n'a pas rapporté de données sur les sols, mais nous prévoyons que la combinaison d'une culture de couverture et d'un labour réduit entraînera une amélioration de la santé des sols au fil du temps.
Résumé
Cette étude fournit des informations précieuses sur les effets des cultures de couverture sur la gestion des mauvaises herbes dans les systèmes de production de légumes irrigués le long de la côte sud de la Californie. Voici les principales conclusions de l’étude :
Biomasse des cultures de couverture et contrôle des mauvaises herbes :
Avant la cessation de la culture de couverture (90 DAS) :
- Il n’y avait aucune différence significative dans la matière sèche totale de la biomasse des cultures de couverture entre les mélanges avoine/pois et avoine/vesce.
- L'avoine/vesce et l'avoine/pois présentaient une biomasse de mauvaises herbes inférieure à celle du sol nu.
Après la résiliation (30 JAT) :
- Les parcelles d'avoine/pois et d'avoine/vesce sans labour avaient une biomasse de résidus similaire.
- Les parcelles d'avoine/pois et d'avoine/vesce avaient une biomasse de résidus similaire.
- La levée des mauvaises herbes était similaire dans toutes les parcelles.
À la récolte (120 DAT) :
- L'avoine/vesce et l'avoine/pois dans les parcelles NT présentaient une biomasse plus élevée que dans les parcelles T. Des réductions de la biomasse ont été observées dans toutes les parcelles, les parcelles T avoine/pois connaissant la diminution la plus significative (61.5 %).
- Le sol nu présentait une plus grande biomasse de mauvaises herbes que les traitements de cultures de couverture (T et NT)
Portion:
- Les parcelles de mélange avoine/vesce (T et NT) et les sols nus ont eu une production par hectare similaire, surpassant les parcelles T avoine/pois en termes de nombre de fruits et de production par hectare.
- Les parcelles T d'avoine et de pois présentaient un poids de fruit réduit par rapport au sol nu.
Dans l’ensemble, ces résultats soulignent l’importance des cultures de couverture dans la gestion des mauvaises herbes. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour explorer les interactions entre les pratiques de gestion des sols, la sélection des espèces végétales et la productivité des cultures dans les systèmes de production maraîchère. Comprendre les interactions entre les espèces de cultures de couverture, les pratiques de gestion et la gestion des mauvaises herbes est essentiel pour développer des pratiques agricoles durables qui améliorent la productivité tout en minimisant le recours aux herbicides synthétiques et en favorisant la gestion de l'environnement. En élucidant ces relations, nous pouvons informer les agriculteurs et les praticiens agricoles sur les stratégies efficaces de gestion des mauvaises herbes qui intègrent des cultures de couverture dans les systèmes de production maraîchère, favorisant ainsi la durabilité et la résilience à long terme de l'agriculture.
