Sintesi del progetto:
I Piante che proteggono le piante: rimozione dell'habitat delle erbe infestanti e miglioramento della salute delle colture attraverso l'uso di specie vegetali competitive per le infestanti permanenti e il mantenimento di organismi benefici del suolo progetto dimostrativo presso Rodale Institute iniziato nel 2013 ed è stato finanziato da un USDA NRCS PA EQIP FY 2013 Conservation Innovation Grant. Il progetto è stato progettato per dimostrare l'efficacia dell'utilizzo di piante perenni a bassa crescita come strumento di gestione delle erbe infestanti in quattro diversi usi del suolo: 1. produzione di cereali, 2. produzione di ortaggi, 3. produzione di frutteti e 4. pascolo di bestiame.
Nel complesso gli obiettivi di questo progetto sono:
- Dimostrare l'efficacia della conversione delle attuali pratiche agricole convenzionali in pratiche che migliorano l'utilizzo della salute del suolo concime estratti e specie multiple, piante autoctone permanenti a bassa crescita (MPLN).
- Documentare che i sistemi di produzione rispettosi dell'ambiente riducono o eliminano la necessità di erbicidi, massimizzano salute del suoloe mantenere la produttività dei raccolti e dei pascoli.
- Fornire informazioni chiare e concise agli agricoltori per consentire loro di utilizzare le tecnologie di cui sopra per ridurre o eliminare l'uso di erbicidi e fertilizzanti chimici nei loro sistemi no-till, con il potenziale per ridurre drasticamente il deflusso, l'erosione e la perdita di nutrienti in superficie e acque sotterranee.
- Generare materiali di divulgazione pratici, accessibili e di facile utilizzo che renderanno queste pratiche disponibili agli agricoltori interessati.
- Diffondere e diffondere questa conoscenza ai coltivatori di tutta la regione e del paese workshop e materiali didattici.
Per raggiungere questi obiettivi, gli obiettivi del progetto si sono concentrati sulla dimostrazione di un metodo per ridurre la dipendenza dagli erbicidi sintetici aumentando la salute del suolo attraverso trattamenti di estratto di compost e piantagioni di sottobosco mirate.
Gli obiettivi specifici del progetto erano:
Obiettivo 1: Elimina la necessità di applicazioni annuali di erbicidi sintetici brucianti stabilendo in modo permanente piante autoctone multispecie, perenni, a bassa crescita che ridurranno la concorrenza delle erbe infestanti nei loro campi agricoli, risparmiando così tempo e denaro al coltivatore.
Obiettivo 2: Monitorare gli impatti dei cambiamenti nella gestione della salute del suolo sulla vita del suolo, sulla compattazione, sui requisiti di diserbo e sulla comparsa di malattie fungine visibili.
Obiettivo 3: Quantificare gli impatti dei trattamenti sulla sostanza organica del suolo e sulla resa.
Obiettivo 4: Condurre dimostrazioni in azienda di pratiche orientate al progetto che ottimizzano la salute del suolo.
Obiettivo 5: Diffondere le conoscenze acquisite dalle dimostrazioni in azienda e in stazione attraverso eventi di giornate campali, riunioni degli agricoltori, Rodale Institutesito web di e una scheda informativa.
Le piante perenni sottobosco sono state utilizzate efficacemente come strumento di gestione delle infestanti in ambienti semi-aridi nelle Grandi Pianure degli Stati Uniti e in Australia, ma questa tecnica di gestione non è stata provata negli ambienti subumidi negli Stati Uniti orientali Inoltre, la miscelazione di piante perenni e annuali è stato utilizzato anche in altri modi in Australia, dove le annuali sono piantate in pascoli perenni, piuttosto che piante perenni piantate in annuali o piante perenni piantate in altre piante perenni. Uno studio precedente su Rodale Institute ha dimostrato che il mantenimento di piante sottobosco permanenti non coltivate riduce la pressione delle infestanti, le malattie e gli insetti nocivi e migliora la ritenzione idrica e la profondità delle radici del raccolto. Piantare una pianta che fissa l'azoto come protezione permanente e perenne in un'aiuola ha ridotto le ore di diserbo del 37.5% nel primo anno e dell'87.5% nel secondo anno. In questi stessi letti, la profondità delle radici delle piante è raddoppiata o triplicata dopo due anni che richiedono meno irrigazione e meno compattazione, il che ha ridotto il deflusso.
L'utilizzo di piante perenni nei sistemi di produzione di cereali e ortaggi biologici sarebbe in genere visto come una sfida perché la lavorazione del terreno è lo strumento di gestione delle infestanti più utilizzato nell'agricoltura biologica, ma il Rodale Institute Crimpatrice a rullo (Figure 1 ) consente la gestione di una coltura perenne sottobosco prima di piantare una coltura annuale che non pone fine alla coltura perenne (Figure 2 ). Flynn et al. (2013) hanno scoperto che le coperture del terreno perenne possono controllare efficacemente le erbacce nella produzione di mais, ma le piante perenni a crescita più lenta hanno un impatto minore sulla resa.
Le piante perenni sottobosco possono anche essere vantaggiose nei frutteti organici, dove la gestione delle infestanti sui filari degli alberi spesso danneggia gli alberi, disturba la struttura del suolo e riduce la disponibilità di nutrienti migliorando la decomposizione dei residui. Questo tipo di sistema a "sandwich" con erbe, legumi e miscele di erba e legumi che crescono tra i filari degli alberi si è dimostrato efficace se l'attenzione è rivolta alle specie a bassa crescita che producono stoloni (Korte et al., 2010).
Il concetto di pascolo è in rapida crescita, poiché i gestori di terreni coltivati e pascoli stanno scoprendo che l'integrazione di una coltura annuale in un pascolo perenne, in particolare in un ambiente semi-arido, migliora l'efficienza dell'uso dell'acqua, migliorando la produzione sia per l'annuale che per colture perenni (Ward et al., 2014). In questo progetto dimostrativo delle piante che proteggono le piante, i ricercatori hanno esaminato l'uso di una pianta erbacea perenne in un pascolo perenne per aumentare la produttività del foraggio mantenendo il terreno coperto durante i periodi di bassa produzione di foraggio.
Prima della semina, i semi delle piante perenni sottobosco saranno trattati con una soluzione di estratto di compost per restituire al suolo una miscela diversificata di organismi del suolo (Holland e Coleman, 1987; Ingham e Rollins, 1985). Ricerche precedenti hanno dimostrato che il trattamento dei semi con l'estratto di compost aumenta la probabilità di germinazione. I microbi all'interno dell'estratto di compost possono anche aiutare a controllare gli agenti patogeni presenti nel suolo e possono ridurre la germinazione e la crescita dei semi di piante infestanti. I benefici del miglioramento di gruppi specifici di organismi del suolo possono sopprimere malattie, migliorare il carbonio organico del suolo, ridurre la pressione delle infestanti e trattenere più acqua nel suolo. Gli essudati dalle radici delle piante perenni viventi nutriranno i microrganismi del suolo e stimoleranno la diversità nel biota del suolo per migliorare la salute del suolo.
L'innovativa strategia di gestione delle infestanti qui riassunta ha il potenziale per eliminare la necessità di erbicidi, ridurre la compattazione, l'erosione e il deflusso e migliorare le profondità di radicazione, che aumenta l'efficienza dell'uso dell'acqua e gli habitat degli impollinatori. Per raggiungere gli scopi e gli obiettivi di questo progetto dimostrativo, saranno condotte tre fasi di attività: 1. Identificare le piante perenni a bassa crescita appropriate; 2. Determinare come piantare i semi dopo averli inoculati con una soluzione di estratto di compost; e 3. Misurare il successo di queste piante nel coprire la superficie del suolo, competere efficacemente contro le erbacce, migliorare la salute del suolo e aumentare i raccolti.
Riferimenti:
Flynn, ES, KJ Moore, JW Singer e KR Lamkey. 2013. Valutazione delle specie di graminacee e leguminose come coperture perenni del terreno nella produzione di mais. Crop Science 53 (2): 611-620.
Korte, N. e S. Porembski. 2010. Idoneità di diverse miscele di colture di copertura e piantine per una nuova gestione dei filari in un frutteto biologico. Gesunde Pflanzen 62 (2): 45-52.
Holland, EA e DC Coleman. 1987. Effetti del posizionamento della lettiera sulla dinamica della materia microbica e organica in un agroecosistema. Ecologia: 425-433.
Ingham, RE e CA Rollins. 1985. Interazioni di batteri, funghi e loro nematodi pascolatori: effetti sul ciclo dei nutrienti e sulla crescita delle piante. Monografie ecologiche 55 (1): 119-140.
Ward, PR, RA Lawes e D. Ferris. 2014. Dinamica suolo-acqua in un sistema di pascolo. Scienza del raccolto e del pascolo 85 (10): 1016-1021.
Ringraziamenti dell'autore:
L'autore desidera ringraziare la dott.ssa Elaine Ingham per i suoi contributi allo sviluppo di questo progetto e la dott.ssa Gladis Zinati, ricercatrice associata, Rae Moore, ex tecnico di ricerca, e Marisa Wagner, tecnico di ricerca, nonché i seguenti stagisti di ricerca: Aprile Doubt, Guillaume Tant, Kari Bender, Erin Ball, Emily Lesher, Britta Schumacher, Scott Vondy, Miranda Lachman e Lily Draklellis - per il loro prezioso aiuto in questo progetto.
Clausola di riconoscimento:
Questo materiale si basa sul lavoro supportato dal Natural Resources Conservation Service, Dipartimento dell'agricoltura degli Stati Uniti, con il contratto di sovvenzione numero 69-2D37-13-670. Tutte le opinioni, i risultati, le conclusioni o le raccomandazioni espresse in questa pubblicazione sono quelle degli autori e non riflettono necessariamente il punto di vista del Dipartimento dell'agricoltura degli Stati Uniti.
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