Il controllo costante delle infestanti e la disponibilità di azoto sono fattori importanti per determinare la resa nella produzione biologica di mais senza aratura. L'utilizzo di pacciame di copertura per il controllo delle infestanti può ridurre la dipendenza dei produttori biologici dalla coltivazione, riducendo così il fallimento del controllo delle infestanti a causa di condizioni meteorologiche sfavorevoli. Piantare una miscela di colture di copertura di cereali e legumi può fornire i doppi vantaggi della soppressione delle infestanti e della fertilità. A seconda del residuo di azoto dalla gestione precedente, potrebbe essere necessario un fertilizzante aggiuntivo oltre a quello fornito dalla mineralizzazione delle colture di copertura per massimizzare la resa del mais. Questa pubblicazione discute la gestione delle colture di copertura e le considerazioni sui fertilizzanti starter per i produttori interessati alla produzione di mais biologico no-till.
Come posso gestire il mio cover crop per far funzionare questo sistema?
Le colture di copertura possono essere terminate con una piegatrice a rullo, creando un pacciame che sopprime le erbacce. Una coltura di copertura può sopprimere le erbe infestanti riducendo la disponibilità di luce alle erbe infestanti e rilasciando sostanze allelochimiche (che inibiscono la crescita di altre piante) durante la decomposizione dei residui delle colture di copertura.
La produzione di biomassa di colture di copertura è la chiave per ottenere la soppressione delle infestanti per tutta la stagione da un pacciame di colture di copertura. Le colture di copertura di cereali possono raggiungere un'elevata produzione di biomassa ma hanno un valore limitato per il rilascio di azoto all'inizio della stagione, mentre le colture di copertura di leguminose possono fornire un rilascio sostanziale di azoto ma spesso non forniscono il controllo delle infestanti per tutta la stagione. L'uso di una miscela di colture di copertura di cereali e legumi può fornire contemporaneamente azoto e sopprimere le erbacce. Lo stabilimento di colture di copertura autunnale precoce in un letto di semina lavorato in modo convenzionale utilizzando una seminatrice per cereali può aiutare a ottenere una biomassa di coltura ad alta copertura.
Due anni di ricerca presso il Sustainable Agricultural Systems Lab (Beltsville, MD), la North Carolina State University (Kinston e Salisbury, NC) e il Rodale Institute (Kutztown, PA) ha prodotto una produzione di biomassa di colture ad alta copertura da una miscela di segale di cereali (90 libbre per acro) e veccia pelosa (12 libbre per acro) seminata precocemente utilizzando una seminatrice a grano piccolo (Tabella 1; Figura 1).
La semina delle colture di copertura costerebbe circa $ 60 per acro. Il contenuto di azoto della coltura di copertura variava da 85 a 173 libbre per acro in tutti i siti (Tabella 2). La biomassa delle colture di copertura nella miscela di cereali è la segale in tutti i siti (Tabella 2). La veccia pelosa ha contribuito maggiormente alla biomassa complessiva delle colture di copertura negli ambienti Kinston, che avevano un basso residuo di azoto dalla gestione precedente (Tabella 2).
L'interruzione delle colture di copertura era mirata per la fase di pasta morbida per la segale di cereali e la fioritura al 100% per la veccia pelosa. In diversi siti abbiamo avuto un buon successo piantando il mais in una coltura di copertura che è stata interrotta da una a tre settimane prima della semina. Ciò può essere attribuito al taglio più pulito del pacciame di copertura da parte della piantatrice a causa dell'essiccazione del raccolto di copertura tra la fine e la semina del mais.
L'umidità del suolo può anche essere reintegrata quando la semina viene ritardata dopo la fine del raccolto di copertura. Le raccomandazioni differiscono su quando terminare le colture di copertura tramite aggraffatura a rullo e si sono verificati successi con la cessazione della coltura di copertura sia prima della semina che al momento della semina.
Nella maggior parte dei siti non è stata osservata un'ampia ricrescita di colture di copertura tra il primo e il secondo evento di aggraffatura a rullo delle colture di copertura. Nel sito di Kinston 2013, abbiamo osservato una certa ricrescita di colture di copertura e un secondo evento di crimpatura a rulli si è verificato durante lo spiking del mais.
È stata osservata un'eccellente soppressione delle infestanti in sei dei sette siti (Figura 2, Figura 3, Figura 4). La soppressione delle infestanti è stata compromessa nel sito di Kinston 2013, dove sono state ottenute solo 5,649 libbre di biomassa di colture di copertura per acro (Tabella 2). Il sito Kinston 2013 ha avuto un basso residuo di azoto dalla gestione precedente e questa crescita ha limitato la segale di cereali. Il risultato è stato una minore biomassa complessiva delle colture di copertura, che ha compromesso la capacità del pacciame di colture di copertura di sopprimere le erbacce.
Come posso ottenere un mais rispettabile con questo sistema?
Piantare nella biomassa di colture di copertura pesante può essere una sfida per alcuni produttori biologici. I principali ricercatori di questo progetto hanno modificato continuamente le piantatrici senza aratura per creare un design di piantatrici che pianteranno in modo affidabile ed efficiente nella biomassa di colture a copertura pesante. Le attuali modifiche alla piantatrice includono sia affettatrici per residui pesanti che gestori di residui Yetter (Yetter Profitable Solutions, Colchester, IL) montati su una barra degli strumenti anteriore aggiuntiva (Figura 5).
Quando le condizioni di impianto non consentono una fetta pulita nel residuo della coltura di copertura, il residuo deve essere spostato dalla fila del raccolto con i gestori dei residui Yetter per garantire un buon contatto seme-suolo (Figura 6). Quando le condizioni di impianto lo consentono, i gestori dei residui Yetter possono essere sollevati, consentendo un movimento minimo del residuo della coltura di copertura dalla fila di colture. Ciò riduce al minimo la pressione delle infestanti nelle file (Figura 7).
Se possibile, i produttori dovrebbero avere un design flessibile della piantatrice che possa fornire opzioni per il movimento dei residui delle colture di copertura a seconda delle condizioni di impianto. Non sono stati raggiunti stand perfetti in questi siti; tuttavia, gli stand erano migliori di quanto ottenuto con la ricerca precedente in questo sistema.
Quando è necessario utilizzare fertilizzante iniziale oltre al rilascio di azoto dalla coltura di copertura?
Per massimizzare la resa del mais, potrebbe essere necessario un fertilizzante aggiuntivo oltre a quello fornito attraverso la mineralizzazione delle colture di copertura. La lettiera per pollame Topdressing, nota anche come trasmissione di superficie, è una strategia di gestione della fertilità popolare per i produttori di mais biologico nel sud-est perché è conveniente e relativamente economica. Se le applicazioni di lettiera per pollame topdress continuano a diventare più regolamentate a causa di preoccupazioni ambientali, i produttori potrebbero limitarsi a utilizzare altre fonti di fertilizzanti organici e tecniche di applicazione.
Molti produttori biologici hanno ancora tramogge di fertilizzante secco sulle loro fioriere e queste tramogge di fertilizzante secco possono essere utilizzate per fornire fertilizzante iniziale. La lettiera sfusa non scorre bene dalle tramogge del fertilizzante secco, ma il materiale pellettato funziona bene. I produttori biologici possono scegliere tra diversi materiali fertilizzanti organici pellettati che variano per contenuto di azoto e prezzo.
Questo studio di ricerca ha valutato: il topdressing di diversi tassi di lettiera di pollame, la fasciatura del sottosuolo di materiali pellettati certificati organicamente e l'applicazione di nessuna fertilità aggiuntiva oltre a quella fornita dalla mineralizzazione delle colture di copertura (Tabella 3). Tutti i trattamenti di fertilità iniziale sono stati valutati sulla stessa miscela di colture di copertura di segale di cereali (90 libbre per acro) e veccia pelosa (12 libbre per acro). I trattamenti del fertilizzante iniziale del sottosuolo sono stati applicati tramite una seminatrice John Deere 7200 dotata di tramogge del fertilizzante secco che hanno erogato una fascia di fertilizzante sotto la superficie (Figura 8). I fertilizzanti pellettati sono stati utilizzati per i trattamenti a fasce sotterranee. L'impostazione delle tramogge del fertilizzante secco per la massima erogazione del fertilizzante ha consentito la consegna del fertilizzante pellettato a 575-625 libbre per acro. Tenere presente che quando si utilizzano materiali fertilizzanti pellettati che le aperture della tramoggia possono ancora otturarsi se le tramogge hanno tubi di uscita conici.
Nei siti di Beltsville 2013, Beltsville 2014, Kinston 2014, Salisbury 2013 e Salisbury 2014, la resa del mais è stata massima con il trattamento della lettiera di pollame topdress ad alto tasso ed è stata ridotta con il trattamento della lettiera di pollame topdress a bassa percentuale e la farina di piume sotterranee trattamento (Figura 9).
La resa di mais era più bassa e simile tra la lettiera di pollame sotterranea e nessun trattamento di fertilità aggiunto in questi siti (Figura 9). La farina di piume è una costosa fonte di fertilizzanti, ma ha fornito aumenti di resa in questi cinque siti rispetto all'assenza di fertilità. Per quei produttori in un sito con un moderato residuo di azoto dalla gestione precedente e limitazioni sull'uso di lettiera di pollame topdress, la farina di piume di fasciatura sotterranea è un'opzione praticabile per aumentare la resa in granella di mais, ma i costi economici dell'utilizzo di farina di piume possono essere limitanti.
Il sito Kinston 2013 aveva un basso residuo di azoto dalla gestione precedente, che si rifletteva nella biomassa delle colture di copertura inferiore ottenuta in questo ambiente (Tabella 2). La resa del mais è stata massima con il trattamento della lettiera per pollame topdress e la resa del mais non è stata influenzata dalla presenza o dall'assenza di erbe infestanti all'interno di questo trattamento (Figura 10). Ciò è probabilmente attribuito all'elevata fornitura di azoto che migliora la competitività del mais con le erbacce.
Nel sottosuolo e senza trattamenti di fertilità aggiunti in questo sito, il raccolto di mais non era competitivo con le erbe infestanti e la forte pressione delle infestanti in questi trattamenti ha influito negativamente sulla resa del mais (Figura 10). In questo sito, la resa del mais è aumentata con il trattamento della lettiera del pollame sotterraneo, che ha fornito solo 17-19 libbre di azoto per acro (Figura 10). L'azoto si rilascia tipicamente più rapidamente dalla lettiera di pollame che dalla farina di piume.
L'aumento della resa di mais osservato con il trattamento della lettiera di pollame pellettato rispetto al trattamento senza fertilità aggiunta può probabilmente essere attribuito alla maggiore competitività del mais all'inizio della stagione dal rapido rilascio di nutrienti dalla lettiera di pollame. Se un produttore si trova in un sito con un basso residuo di azoto, è fondamentale fornire azoto adeguato attraverso applicazioni di fertilizzanti iniziali per garantire la competitività delle colture con le erbacce e un'elevata resa in granella di mais.
Nel sito di Kutztown 2014, la resa in granella di mais era simile tra tutti i trattamenti di fertilità iniziale. Questo sito di studio ha una lunga storia di utilizzo di legumi e letame e quindi un elevato residuo di azoto dalla gestione precedente. I risultati di questo sito indicano che potrebbe non essere necessario applicare fertilità aggiuntiva a siti con un elevato residuo di azoto da una lunga storia di utilizzo di letame e legumi, oltre a quella fornita dalla mineralizzazione delle colture di copertura, per massimizzare la resa del mais. Sono necessarie ulteriori ricerche su siti con un elevato carryover di azoto per confermare i risultati osservati in questo sito di studio.
Sommario:
- La miscela di cereali di segale (90 libbre per acro) e veccia pelosa (12 libbre per acro) valutata in questo studio aveva un elevato potenziale di produzione di biomassa e successivamente ha fornito un eccellente controllo delle infestanti in sei dei sette siti di studio.
- Le applicazioni di fertilizzanti iniziali erano necessarie per massimizzare la resa del mais in sei dei sette siti di studio.
- In cinque dei sette siti di studio, sono stati osservati aumenti della resa del mais con il trattamento con farina di piume nel sottosuolo rispetto all'assenza di fertilità. Ciò indica che le applicazioni di farina di piume nel sottosuolo possono essere un'opzione praticabile per aumentare la resa del grano di mais per i produttori limitati nella loro capacità di fare applicazioni di lettiera di pollame topdress. Tuttavia, la spesa per la farina di piume può essere una limitazione per i produttori.
- Nel nostro sito con un basso residuo di azoto dalla gestione precedente, la produzione di biomassa di colture di copertura è stata ridotta ed è stata necessaria un'applicazione di lettiera per pollame topdress per garantire la competitività del mais con le erbacce e per massimizzare la resa del mais.