Alla Meadow View Farm di Kutztown, Pennsylvania, James Weaver e suo figlio Harold Weaver temono di ripulire le (più di) 20 miglia lineari di plastica nera che usano ogni anno. Quando finiscono di pulire tutta la plastica sotto i peperoni, i pomodori, le melanzane e le cucurbitacee, affrontano il mal di testa dovuto allo smaltimento della plastica. Lo smaltimento della plastica nera è una sfida costosa a seconda della tua posizione e se stai riciclando, riempiendo di discarica o bruciando. Inoltre, Harold osserva che quando viene ripulito, è sempre troppo tardi per ottenere un raccolto di copertura. Queste frustrazioni hanno motivato i Weavers e altri coltivatori di ortaggi e ricercatori di Rodale Institute sperimentare con i pacciami di copertura arrotolati e piegati per ridurre la loro dipendenza dalla plastica nera.

Pacciame

Pacciame per colture biologiche. Per più di un decennio, i ricercatori di Rodale Institute (RI) hanno lavorato con altri al Penn State e al Sustainable Agriculture Systems Lab dell'USDA a Beltsville, MD, per sviluppare un sistema per la produzione biologica di raccolti di mais e soia senza aratura primaverile. I ricercatori si sono concentrati per la prima volta in un paio di inverni annuali colture di copertura, come la segale di cereali e la veccia pelosa, che possono essere uccise quando fioriscono in primavera. Tuttavia, sono diventati rapidamente frustrati dalla velocità con cui le erbacce hanno sfondato i residui falciati o tagliati, quindi hanno lavorato per sviluppare il arrotolatore a rulli. La rullatrice non solo chiude le colture di copertura appiattendole e schiacciandole, ma le lascia anche in un tappetino intatto che è in grado di sopprimere meglio le erbacce per tutta la stagione.

Pacciamatura di copertura per la produzione di ortaggi. John Teasdale e Aref Abdul-Baki, ricercatori dell'USDA a Beltsville, nel Maryland, hanno aperto la strada al lavoro per sviluppare un sistema di pacciamatura per colture di copertura per pomodori e altri ortaggi utilizzando colture di copertura falciate a flagelli. Hanno scoperto che i pacciami falciati delle colture di copertura (veccia pelosa o combinazioni di coperture) fornivano azoto sufficiente, malattie soppresse e generalmente sostenevano piante più sane e longeve. Le erbacce, tuttavia, rimanevano ancora una sfida. Mentre il pacciame di copertura falciato ha fornito una buona soppressione precoce delle infestanti e Teasdale e Abdul-Baki sono stati in grado di ridurre notevolmente la quantità di erbicida che hanno usato, hanno comunque scoperto che il sistema di pacciame falciato spesso richiedeva erbicidi per ottenere un adeguato controllo delle infestanti più avanti nella stagione . Il loro lavoro, i risultati e le raccomandazioni sono ben riassunti nel loro Farmers 'Bulletin. Altri ricercatori hanno anche studiato i sistemi di produzione di pomodori senza lavorazione che interrompono le colture di copertura mediante la sottoquotazione.

Un sistema di pacciamatura di copertura biologica per verdure. Nel 2009, i ricercatori del RI hanno tentato di combinare le conoscenze acquisite dal sistema arrotolato / aggraffato per le colture di cereali con le conoscenze della ricerca sugli ortaggi ARS per sviluppare un sistema di pacciamatura di colture di copertura organiche per le verdure. I ricercatori hanno selezionato 3 opzioni di colture di copertura: segale di cereali per la sua capacità di soppressione delle infestanti superiore, veccia pelosa per la sua capacità di fissaggio dell'azoto superiore e una miscela di veccia e segale per cercare di creare un pacciame che fornisse sia sufficiente soppressione di azoto che di erbacce. Optando per i tassi di semina più pesanti utilizzati nella produzione di cereali biologici senza lavorazione e le date di semina precedenti (8 settimane prima del primo gelo) consigliate per le colture di copertura utilizzate per le pacciamature vegetali, i ricercatori speravano di coltivare colture di copertura spesse e dense che impedissero l'erba annuale estiva germinazione in primavera e ha fornito una copertura del suolo sufficiente per continuare a sopprimerli durante l'estate. Per massimizzare la persistenza del pacciame delle colture di copertura, i ricercatori del RI hanno anche scelto di confrontare il rotolamento e la piegatura delle colture di copertura con il metodo di falciatura utilizzato dai ricercatori dell'USDA.

trattore spingendo rullo piegatore

Trattamenti nella prova. Poiché le combinazioni di colture di copertura, datteri di impianto, metodi di interruzione delle colture di copertura e colture sono praticamente illimitate, i ricercatori hanno deciso di fare un esperimento di tipo sistemico per confrontare un paio di sistemi pratici che gli orticoltori potrebbero utilizzare per produrre pomodori:

• pacciamatura di segale di cereali terminata mediante rotolamento / aggraffatura o falciatura a flagelli,
• pacciamatura di veccia pelosa terminata mediante rotolamento / aggraffatura o falciatura a flagelli,
• pacciame misto segale-veccia terminato mediante rotolamento / aggraffatura o falciatura a flagelli, e
• normale pacciamatura di plastica nera su segale, veccia o segale arata.

Prestazione del sistema

I ricercatori hanno misurato il rendimento di ciascun sistema in termini di fertilità, soppressione delle infestanti e resa. Il primo anno di ricerca ha dimostrato che il pacciame misto di veccia e segale falciato produceva i rendimenti più elevati, forniva la maggior soppressione delle infestanti e forniva la giusta quantità di azoto per la produzione di pomodori. I ricercatori sono ora nel bel mezzo di un secondo anno di ripetute prove sul campo per espandere il set di dati e testare la validità dei risultati in una diversa stagione di crescita.

Fertilità dell'azoto

Sapere quanto azoto una coltura di copertura fornirà alla coltura successiva dipende non solo dalla quantità totale di azoto nella coltura di copertura, ma anche dal rapporto tra carbonio e azoto (C: N) nella coltura di copertura. Più basso è il rapporto C: N della coltura di copertura, maggiore è l'azoto disponibile per la coltura. L'aratura della coltura di copertura aumenterà anche la disponibilità del suo azoto lasciando i residui della coltura di copertura sulla superficie, poiché il pacciame riduce la quantità di azoto della coltura di copertura disponibile per la coltura successiva.

Azoto dalla veccia pelosa. La veccia pelosa è un'ottima fonte di azoto. Essendo una leguminosa che fissa l'azoto, la veccia pelosa ha una maggiore densità di azoto nei suoi tessuti (circa il 4.5% di azoto in questo studio) rispetto ad altre colture di copertura. La veccia pelosa può anche produrre un'enorme quantità di copertura, di solito tra 4000 e 8000 libbre / acro all'inizio di giugno. Nel 2010, la veccia pelosa è cresciuta piuttosto male - solo 3000-4400 libbre / acro, ma conteneva ancora circa 150-200 libbre di azoto. L'azoto nelle colture di copertura con rapporti C: N di 20: 1 o meno è altamente disponibile; i microbi renderanno il 50% o più dell'azoto disponibile per il raccolto durante la stagione estiva. Per quanto riguarda la veccia, con un rapporto C: N molto basso di soli 9: 1 o 10: 1, circa 75 libbre di azoto erano probabilmente disponibili per i pomodori successivi (sia in pacciamatura di veccia che in pacciamatura plastica), ben più del i bisogni dei pomodori di circa 50 libbre / acro di azoto.

Infine, la crescita della veccia pelosa e il contenuto di azoto aumentano rapidamente nella tarda primavera. Nel 2010, la veccia pelosa è aumentata di dimensioni del 40-300% nei 13 giorni tra il 20 maggio e il 2 giugno, un aumento dell'azoto di circa 50 libbre / acro. Questo aumento dell'azoto totale (200 libbre contro 140 libbre) ha più che compensato la ridotta disponibilità (33-40% contro 50%, o 75-80 libbre disponibili contro 70 libbre disponibili) causata dal lasciare la veccia sul superficie come pacciame.

mais senza aratura
Mais organico che cresce attraverso una stuoia di copertura di veccia che è stata terminata usando la piegatrice a rullo

Azoto da segale di cereali. La segale di cereali contiene solo poco più dell'1% di azoto e ha un rapporto C: N elevato di 40: 1 o 45: 1, rendendola una fonte relativamente scarsa di fertilità dell'azoto. È un produttore prolifico di biomassa, tuttavia, fornendo 9,000-11,000 libbre di pacciame per acro. Quindi, anche se l'azoto nella segale dei cereali non è molto concentrato, il pacciame di segale contiene ancora 100-125 libbre di azoto per acro. Circa un quarto di quell'azoto, o 20-30 libbre per acro, era probabilmente disponibile per i pomodori successivi, soddisfacendo circa la metà del loro fabbisogno di azoto. La segale di cereali è matura entro la metà di maggio, quindi non si ottiene biomassa o azoto aggiuntivi aspettando fino a giugno per arrotolarla.

Azoto dalla miscela veccia / segale. La differenza tra la miscela a metà maggio e la miscela a metà giugno era enorme. A metà maggio, la miscela era ancora prevalentemente segale - solo il 7% di veccia e il 93% di segale. Tuttavia, a metà maggio la veccia aveva ampiamente superato la segale e la miscela era di circa il 30% di veccia e il 70% di segale. Non sorprende che il pacciame misto di veccia e segale avesse un rapporto C: N intermedio di circa 23: 1. Solo 1/3 a ¼ dell'azoto nelle colture di copertura con rapporti C: N leggermente più alti (tra 20: 1 e 40: 1) sarà disponibile per le colture della stagione; come tale, questa miscela di segale e veccia produceva probabilmente circa 50-60 libbre di azoto per acro, probabilmente una scorta sufficiente per i pomodori. Tuttavia, poiché era possibile una certa immobilizzazione dell'azoto all'inizio della stagione, i ricercatori hanno applicato una dose di un quarto di Fertrell 4-1-1 (circa 10 libbre N / A) alla semina per scongiurare lo shock da trapianto e sostenere piante sane e produttive.

Veccia azoto meno costoso del fertilizzante supplementare. Anche con la veccia sottile in entrambi gli anni, la veccia forniva ancora circa 50-100 libbre di azoto disponibile. La fertilizzazione supplementare richiesta nei pacciami di segale era 8 volte più costosa del costo del sistema di veccia.

Soppressione delle infestanti

Raggiungimento di livelli sufficienti di biomassa (pacciamatura) del raccolto di copertura. Più crescevano le colture di copertura, maggiore era la soppressione delle infestanti. Ricerche precedenti hanno dimostrato che 5000 libbre di pacciame per acro sono necessarie per un'adeguata soppressione delle infestanti. La veccia è cresciuta per fornire solo circa 4400 libbre di pacciamatura di copertura secca per acro, pacciamatura insufficiente per un'adeguata soppressione delle infestanti. La coltura di copertura di segale e la miscela di colture di copertura di segale / veccia sono entrambe cresciute enormemente, fornendo ciascuna oltre 9,000 libbre di pacciame di copertura secca per acro nel 2010.

Falciatura contro rotolamento. Anche la copertura solida del suolo e la distribuzione uniforme del pacciame sono fattori importanti per ottenere un'adeguata soppressione delle infestanti. La falciatura a flagelli può essere una strategia efficace per migliorare l'uniformità del pacciame e la copertura del suolo. Tuttavia, la macerazione del tessuto delle colture di copertura causata dalla falciatura può accelerare la decomposizione del pacciame rispetto a quella delle colture di copertura rotolate, lasciando potenzialmente le colture nei sistemi di pacciamatura falciate vulnerabili alla pressione delle infestanti di fine stagione. Nel trattamento con sola veccia, la falciatura a flagelli ha migliorato l'uniformità della distribuzione del pacciame, migliorando inizialmente la soppressione delle infestanti. Anche se 8 settimane dopo il trapianto di pomodoro, sembrava che il pacciame falciato si fosse decomposto più rapidamente rispetto alla sua controparte arrotolata, e sia il trattamento falciato che quello arrotolato erano allo stesso modo infestanti. Detto questo, la soppressione precoce delle infestanti è più importante della soppressione tardiva delle infestanti per la produttività delle colture. La maggiore soppressione precoce delle infestanti e forse una maggiore disponibilità di azoto dovuta alla maggiore decomposizione del pacciame nel pacciame di veccia falciata hanno consentito rese superiori del 44% rispetto al pacciame di veccia arrotolata. Al contrario, nei trattamenti con segale / veccia, il pacciame falciato ha soppresso più erbacce rispetto al pacciame arrotolato sia 4 settimane che 8 settimane dopo la semina, con meno della metà delle infestanti nel trattamento falciato rispetto al trattamento rotolato in entrambe le date di campionamento.

Rye-Vetch contro Rye Alone. Mescolare la veccia, una pianta rampicante, con la segale sembrava unire insieme il pacciame, fornendo miglioramenti nell'uniformità del pacciame e nella copertura del suolo simili a quelli forniti dalla falciatura rispetto al rotolamento. La veccia di segale falciata era la meno infestante (meno di 400 libbre di erbacce per acro). Il pacciame di segale falciato, la veccia di segale arrotolata e la segale arrotolata hanno soppresso tutte le erbacce così come la plastica nera, con circa 1000 libbre di erbacce per acro in ciascuna di quelle pacciame entro agosto. Tuttavia, le corsie tra gli appezzamenti di plastica nera richiedevano l'abbattimento delle erbe infestanti, cosa che non era necessaria nei pacciami di copertura. In confronto, i pacciami di veccia falciata e veccia arrotolata erano entrambi i più pesanti entro agosto con circa 3000 libbre di erbacce per acro.

Rendimenti. I rendimenti complessivi erano più alti nel pacciame di segale e veccia falciata (44,000 libbre di pomodori / acro). Rendimenti simili sono stati trovati nella segale-veccia arrotolata e nella plastica nera su segale-veccia arata (42,000 libbre di pomodori / acro). I rendimenti erano leggermente inferiori nei trattamenti di segale (laminata, falciata e aratro / plastica nera) e plastica nera su veccia arata, che hanno prodotto tra 36,000 e 41,000 libbre di pomodori per acro. Le rese negli appezzamenti di pacciamatura di veccia erano molto inferiori (16,000 nel pacciame arrotolato e 24,000 nel pacciame falciato), sebbene il pacciame di veccia falciata rendesse il 45% in più rispetto al pacciame di veccia arrotolato. La varietà "Black Prince" ha prodotto il 12% in più di "Bellstar" e il 15% in più di "Glacier". Come previsto, i primi rendimenti erano circa il 20% più alti nella plastica nera. Entro la 4a settimana di raccolta, tuttavia, le rese nella pacciamatura delle colture di copertura erano equivalenti o superiori alle rese nella plastica nera e rimasero superiori alle rese nella plastica nera per il resto della stagione.

scatole di pomodori

Feedback degli agricoltori

I partner degli agricoltori nella ricerca hanno tutti piantato una miscela di segale e veccia. Ogni azienda comprende 6 strisce reattive: 3 strisce di segale-veccia terminate mediante arrotolamento / aggraffatura e 3 strisce di segale-veccia trasformate da aratro a versoio, disco o spatola. Queste strisce vengono gestite come farebbero normalmente: plastica nera, erbicidi, coltivazione o una combinazione di questi. I partner degli agricoltori quest'anno coltivano tutti pomodori e / o zucche o zucche invernali.

John Good, uno degli agricoltori che hanno collaborato alla ricerca, è stato particolarmente soddisfatto delle prestazioni finora ottenute con il pacciame di segale veccia, sebbene abbia notato alcune difficoltà. La prima sfida è stata il trapianto di mani. Lui e il suo equipaggio hanno lottato per trapiantare a mano le noci di Waltham nel pacciame di segale e veccia il 14 giugno, circa 10 giorni dopo aver arrotolato / piegato la veccia di segale alta 6 piedi. Good ha spiegato che per trapiantare a mano nel terreno sotto il pacciame, il terreno doveva avere un po 'di umidità, o pioggia recente o irrigazione a goccia. Altrimenti, potrebbe essere come tentare di incidere nel cemento con una cazzuola a mano. La seconda preoccupazione di Good era la variabilità della veccia segale. Mentre una delle sue strisce era stata dominata dalla veccia, un'altra era dominata dalla segale; a 4 settimane dal trapianto, la zucca di Good ha mostrato la differenza. Le noci nella fascia dominata dalle vecce erano più grandi e più verdi di quelle nella fascia dominata dalla segale.

Harold Weaver, che coltiva la Meadow View Farm a Kutztown con suo padre James Weaver, ha condiviso le sue prime impressioni sul sistema di pacciame di segale e veccia. Avendo piantato un grande campo di 4 acri nella miscela di colture di copertura lo scorso autunno, i Weavers inizialmente avevano pianificato di arrotolare e crimpare solo una piccola sezione del campo con una nuova piegatrice a rullo rialzata progettata e costruita da I&J Manufacturing a Gap, PA. Dato che il tempo piovoso si è consumato questa primavera, tuttavia, il campo non si è asciugato abbastanza per consentire a Harold o James di entrarci fino a metà maggio, quando la segale-veccia era già alta più di 6 piedi. Piuttosto che provare a falciare e coltivare nel loro raccolto di copertura extra-large, Harold e James hanno scelto di rotolare e crimpare la maggior parte del campo con un rullo dritto da 10 piedi e dirigere le zucche da seme in un terreno pianeggiante a fine maggio. Mentre hanno ottenuto un buon controllo della segale con quel primo passaggio, la veccia ha continuato a crescere. Appena prima dell'emergere della zucca, Harold ha proseguito con un altro passaggio con il loro nuovo rullo-crimper I&J in 3 parti, che ha fornito un eccellente controllo della veccia. Harold ha notato che sentiva che il rullo in 3 parti in realtà forniva un controllo migliore rispetto al rullo dritto perché il rullo in 3 parti è migliore nel coprire le cavità e i cumuli che caratterizzano la loro fattoria collinare. Finora, Harold e James sono molto soddisfatti del sistema di pacciamatura di copertura, che stanno usando per coltivare pomodori cimelio tardivi (piantati a metà giugno) e cavoli caduti su letti rialzati, insieme alle zucche su terreno pianeggiante.raccolta di cavoli biologici

Quello che sappiamo finora

Finora, il pacciame di segale e veccia falciata è emerso come il sistema più performante con i più alti rendimenti, il minor numero di erbacce e la migliore corrispondenza tra l'azoto fornito l'azoto necessario. La veccia di segale arrotolata si è classificata seconda, ed è stata l'unica altra pacciamatura di copertura a superare la plastica nera. La segale arrotolata o falciata è una bella alternativa alla plastica nera, ma il sistema richiede circa $ 800 / acro di fertilizzante organico supplementare. $ 800 / acro è probabilmente un costo simile al sistema di plastica nera, poiché i costi per la preparazione del letto, la plastica nera, la manodopera, il carburante per l'erba infestante due volte al mese e lo smaltimento della plastica nera possono avvicinarsi rapidamente al costo del fertilizzante per i pomodori nel pacciame di segale . I sistemi di pacciamatura di veccia sono risultati scarsi in termini di erbacce e raccolti. Tuttavia, in termini di fertilità dell'azoto, l'aratura anche in un bosco sottile di veccia e l'uso di plastica nera supporta elevate rese di pomodoro precoci e complessive e sufficiente soppressione delle infestanti. Per i coltivatori che cercano di sfuggire alla plastica nera, o anche solo di diminuire il loro uso, i pacciami di copertura sono un'alternativa promettente.

Questo materiale si basa sul lavoro supportato da Northeast SARE, sotto Subaward LNE 10-295.

Per ulteriori aggiornamenti su Rodale Institutericerca e programmazione, seguiteci su Facebook, Instagrame Twitter.