Lo sviluppo della piegatrice a rulli ha fornito un mezzo alternativo per porre fine alle colture di copertura e piantare colture da reddito organiche in pacciame di colture di copertura arrotolate che fungono da strumento primario di soppressione delle infestanti. L'utilizzo di una piegatrice a rullo in sistemi no-till sta guadagnando popolarità tra i coltivatori di cereali biologici e convenzionali.
Le pratiche di non lavorazione creano sfide per gli allevatori di bestiame che incorporano il letame nel loro terreno, come preziosi emendamenti per la fertilità, prima della lavorazione standard e della semina. Nell'autunno del 2012, Rodale Institute in collaborazione con l'USDA-ARS Beltsville Agricultural Research Center e la North Carolina State University hanno ricevuto una sovvenzione per l'innovazione di conservazione NRCS USDA per affrontare le sfide dell'integrazione delle applicazioni di letame in un sistema di colture di copertura laminati per garantire la ritenzione dei nutrienti per gli allevatori di bestiame.
Nell'autunno del 2013, un gruppo di ricerca presso Rodale Institute, Kutztown, PA, ha collaborato con un produttore di bestiame per dimostrare e valutare la tecnologia integrata proposta sulla produzione di mais, la gestione delle infestanti e la salute del suolo.
Lo scopo di questo articolo è presentare ai lettori gli ultimi risultati della ricerca dalla prova dimostrativa condotta presso la fattoria del produttore di bestiame a Kutztown, PA e, in conclusione, formulare raccomandazioni basate sulle informazioni ottenute da questo progetto.
Prova dimostrativa
Il team ha dimostrato e valutato l'impatto che una coltura di copertura arrotolata con o senza iniezione di fertilizzante iniziale-letame di pollame pellettato- potrebbe avere su a) biomassa vegetale di mais e contenuto di nutrienti vegetali, b) soppressione delle infestanti, c) resa di mais ed) suolo Salute. Il trattamento pratico standard dell'agricoltore è stato incluso nella dimostrazione per il confronto.
- Le miscele di colture di copertura di segale di cereali (Secale cereale L.) 'Wrens Abruzzi' e veccia pelosa (Vicia villosa Roth) 'Purple Bounty' sono state perforate a tassi di semina di 90 lb / acro (101 kg / ha) e 12 lb / acro ( 13.5 kg / ha), rispettivamente, il 13 settembre 2013 e coltivate fino alla primavera 2014.
- Sono stati stabiliti tre trattamenti con quattro repliche: coltura di copertura laminata (CC, senza fertilizzante), coltura di copertura laminata con fasciatura sotterranea di letame di lettiera di pollame pelletizzato (CC + PL) e trattamento di pratica standard dell'agricoltore (FSP). Di seguito sono riportati i dettagli:
Trattamento di pratica standard dell'agricoltore:
- I produttori di bestiame coltivano colture di copertura fino all'inizio della primavera prima di falciare e imballare la biomassa per nutrire i loro animali. Il raccolto di copertura è stato falciato il 22 maggio 2014 (foto 1) e imballato.
- La coltura di copertura è ricresciuta (molto poco) fino a quando non è stata tagliata e imballata il 4 giugno 2014. Quindi, il letame da latte è stato applicato in superficie a 11 tonnellate / acro sopra il residuo verde che ricopre il terreno.
- Il terreno è stato quindi dissodato, smerigliato due volte e livellato per la semina del mais. Nello stesso giorno sono stati stabiliti gli altri due trattamenti e piantati con mais.
Trattamenti CC e CC + PL:
- La miscela di colture di copertura è stata lasciata crescere fino al 4 giugno 2014, quando la segale dei cereali ha raggiunto l'antesi (fioritura) e la veccia pelosa ha avuto una formazione di baccelli del 50%.
- Il cover crop è stato arrotolato e aggraffato nei trattamenti CC e CC + PL. Contrariamente alla pratica standard dell'agricoltore, la lavorazione del terreno NON è stata implementata negli appezzamenti trattati con CC- e CC + PL- e il terreno non è stato disturbato per la preparazione del letto di semina.
- Il 6 giugno 2014, il team ha dimostrato al produttore di bestiame la piegatura a rotazione della coltura di copertura, l'iniezione di fertilizzante per lettiera di pollame pelletizzato e la semina di semi di mais con la seminatrice di mais Monosem® in un passaggio del trattore. Il mais è stato piantato a 36,000 semi / acro in file distanti 2.5 piedi (Foto 2).
- Il trattamento CC + PL ha ricevuto 515 libbre / acro di letame di pollame pelletizzato. È importante notare che in questa sperimentazione è stata utilizzata una bassa percentuale di fertilizzante iniziale: l'applicazione di letame di pollame pelletizzato è stata valutata per il suo impatto sulla resa del grano e sulla salute del suolo e per evitare di caricare il terreno con livelli eccessivi di azoto e fosforo che possono portare a nutrienti perdita o squilibrio.
Risultati chiave
Coprire la biomassa delle colture
Il peso secco medio delle colture di copertura era di 11,840 libbre / acro (13,272 kg / ha) nei trattamenti di colture di copertura arrotolate (CC e CC + PL). Il peso a secco superava gli 7,137 kg / ha (8,000 libbre / acro), il valore suggerito per un controllo efficace delle infestanti [1]. La biomassa delle colture di copertura era densa, il che ha richiesto la modifica della seminatrice per includere un peso aggiuntivo per aumentare la pressione verso il basso e l'aggiunta di affettatrici per residui per facilitare un migliore posizionamento dei semi [2]. Tuttavia, nel trattamento FSP, la biomassa delle colture di copertura era in media di 5,034 lb / acro (5,642 kg / ha), che è stata rimossa e imballata dall'agricoltore il 22 maggio 2014.
Biomassa di piante di mais e concentrazione di azoto nei tessuti
La biomassa dell'intera pianta di mais nel trattamento FSP era di 15,680 libbre / acro (17,561 kg / ha) e simile a quella del trattamento CC (12,729 libbre / acro o 14,256 kg / ha) ma maggiore di quella del trattamento CC + PL, in media 12,263 libbre / acro o 13,734 kg / ha). La concentrazione media di N nel tessuto vegetale nei trattamenti CC e CC + PL è stata dello 0.88%, mentre l'aggiunta di letame da latte nel trattamento dell'agricoltore ha aumentato la concentrazione di N nel tessuto vegetale allo 0.99%.
Biomassa di piante infestanti
In tutti i trattamenti, la biomassa delle infestanti è stata campionata tra le file di mais nella fase di crescita della setatura del mais (R1). È importante notare che nei trattamenti di non lavorazione dei laminati (CC e CC + PL) la coltivazione non avveniva durante la crescita del mais, mentre, nel trattamento FSP l'agricoltore ha coltivato quattro volte prima che le piante di mais raggiungessero la setatura, una pratica standard comune in coltivazioni biologiche coltivate. Nonostante ciò, la biomassa delle infestanti nel trattamento CC + PL era molto inferiore rispetto ai trattamenti CC o FSP.
I risultati mostrano che la soppressione delle infestanti è stata ottenuta nel trattamento C + PL e ha superato la FSP nonostante le coltivazioni ripetitive effettuate dall'agricoltore (Fig.1, Foto 3). Il pacciame di copertura arrotolata nel trattamento CC + PL ha agito come barriera fisica, limitando la luce necessaria per la germinazione dei semi delle infestanti e la crescita delle infestanti [3-4]. Nel sistema no-till, i costi di manodopera e carburante sono stati ridotti a causa dell'eliminazione di alcune operazioni sul campo, come l'aratura, il disco per la preparazione del letto di semina e la coltivazione per la gestione delle infestanti durante la stagione di crescita.
Rispetto al trattamento FSP, il pacciame di copertura arrotolato ha ridotto l'erosione del suolo e la perdita di risorse idriche e nutritive (osservazioni sul campo effettuate durante forti piogge), ridotta l'evaporazione dell'acqua (Foto 4) e ridotto l'impronta di carbonio. L'iniezione di fertilizzante iniziale ha migliorato il vigore della piantina e la chiusura della chioma (Foto 3, a destra), riducendo la penetrazione della luce nei semi delle infestanti normalmente necessari per la germinazione e l'emergenza.
Resa in granella di mais
Maggiori rese di mais sono state ottenute nella coltura di copertura arrotolata con trattamento iniettato di lettiera di pollame (CC + PL) ed erano simili a quelle del trattamento FSP (Fig. 2). I risultati mostrano anche che era fondamentale aggiungere un emendamento organico al momento della semina per aumentare i raccolti di mais nella produzione di mais biologico basata su colture senza aratura (Fig. 2). L'aggiunta di letame di pollame ha aumentato la resa del mais di 19 bu / acro, il che equivarrebbe a un aumento delle entrate di $ 247,000 su 1000 acri di mais venduti a $ 13 / bu.
Nitrato del suolo
I livelli medi di nitrati nel suolo nel trattamento FSP erano maggiori di quelli nei trattamenti CC o CC + PL tra V5 e R1 (Fig. 3). I livelli di nitrato del suolo nei trattamenti CC e CC + PL erano ≤ 10 ppm, il livello massimo di contaminazione (MCL), mentre i livelli di nitrati nel trattamento FSP superavano l'MCL per il mais durante V5 e R1.
Conclusioni
- Il pacciame delle colture di copertura arrotolato era denso e riduceva la penetrazione della luce a livelli sufficienti per ridurre l'emergenza dei semi delle infestanti e sopprimere la crescita delle infestanti.
- L'iniezione di fertilizzante iniziale ha migliorato le rese del mais rispetto al trattamento standard del produttore di bestiame.
- Il sistema proposto non solo ha migliorato il controllo delle infestanti e fornito una resa di mais rispettabile, ma ha anche ridotto i costi di manodopera ed energia, ha preservato l'acqua e le sostanze nutritive dalla dispersione nell'ambiente, ha migliorato la salute del suolo riducendo la lavorazione del terreno e ha fornito una fonte di cibo per i microrganismi del suolo.
- Questa prova ha permesso al team di ricerca di dimostrare e coinvolgere con successo il produttore di bestiame durante tutto il processo. In alcuni casi, l'agricoltore ha fornito input sulle modifiche alla piantatrice, inclusi pesi extra per consentire alle affettatrici dei residui di tagliare il denso raccolto di copertura. L'esperienza acquisita dall'agricoltore durante questa prova lo ha motivato a esplorare nuove opzioni nella progettazione o nella modifica della propria attrezzatura per implementare sistemi di non lavorazione nella propria azienda agricola.