Nel 2017, Rodale Institute avviato a prova quadriennale studiare gli effetti della canapa industriale sulla salute del suolo e sulla soppressione delle infestanti. Il progetto ha appena concluso il suo secondo anno. Di seguito è riportata una panoramica della ricerca e dei risultati iniziali.
Panoramica del progetto sulla canapa industriale
Il nostro progetto quadriennale di ricerca sulla canapa industriale ha due componenti sul campo: una prova di varietà e una prova di soppressione delle infestanti. Comprende uno studio in serra, uno studio sulla banca di semi di piante infestanti. Il nostro obiettivo è valutare le prestazioni di crescita delle varietà di canapa nell'ambito di pratiche di gestione biologica nel sud-est della Pennsylvania.
Più specificamente, stiamo valutando la capacità della canapa di competere con la coda di volpe gialla (setaria pumila) e la radice rossa di pigweed (Amarofo retroflesso). Altre aree di indagine includono il successo dei raccolti di colture di copertura senza lavorazione per mais e soia quando queste colture seguono la canapa in una rotazione.
Il nostro obiettivo è fornire agli agricoltori interessati alla coltivazione della canapa informazioni basate sulla ricerca sulle prestazioni di crescita, sulla gestione delle infestanti e dei nutrienti e su come integrare la canapa nella rotazione delle colture.
Ulteriori informazioni sulle nostre prove di canapa industriale
Prova di soppressione delle infestanti
Questa sperimentazione è in corso e terminerà nel 2020. Il sito era precedentemente infestato da densità naturalmente elevate di coda di volpe gialla (setaria pumila) e la radice rossa di pigweed (Amarofo retroflesso).
Il disegno dello studio è un disegno completamente randomizzato con quattro repliche di ogni diagramma. La rotazione delle colture è elencata nella Tabella 1 ed è gestita organicamente come un sistema di non lavorazione a rotazione o un sistema di lavorazione del terreno.
Abbiamo stabilito una coltura di copertura di segale di cereali nel 2017 dopo aver eliminato la canapa e altre colture di copertura. La metà degli appezzamenti è stata arata, disciolta e imballata prima di piantare la segale. Nell'altra metà, la segale veniva seminata senza aratura in una stoppia di canapa o erba del Sudan. In tutte le parcelle nella primavera del 2018, abbiamo piantato la soia senza aratura in una pacciamatura di copertura di segale arrotolata / aggraffata (Tabella 1).
Prova di varietà
A partire da marzo 2017, è stato avviato uno studio di varietà con un disegno a blocchi completo randomizzato. Ogni blocco principale includeva tre cannabis sativa varietà posizionate casualmente all'interno del blocco. Stiamo analizzando il contenuto di fibre, semi e olio nelle tre varietà. La prova di varietà proseguirà nell'anno 3 con la canapa. Nell'anno 4 gli appezzamenti saranno piantati a mais. La rotazione delle colture è elencata nella Tabella 1.
Risultati preliminari
Misurazioni del vigore delle piante
L'altezza della pianta misura la distanza più breve tra il limite superiore dei principali tessuti fotosintetici, escluse le infiorescenze, su una pianta e il livello del suolo. Queste misurazioni sono state raccolte settimanalmente nel 2017 e nel 2018 come misura del vigore della pianta o della capacità della pianta di crescita naturale e sopravvivenza.
La biomassa vegetale misura la massa totale del tessuto vegetale in una data area. Sia nel 2017 che nel 2018, questi campioni sono stati raccolti 30 e 60 giorni dopo la semina, pesati, essiccati a 100 ° F, pesati di nuovo, macinati a 1 mm e analizzati per un totale di diciannove diversi minerali, tra cui carbonio e azoto.
Soppressione delle infestanti
Abbiamo calcolato le seguenti densità di infestanti durante la stagione di crescita della canapa / sorgo 2017. La varietà di canapa "Santhica 27" e l'erba del sorgo sudanese hanno soppresso la maggior parte delle erbe infestanti campionate meglio del controllo. La coda di volpe e l'ambrosia soppresse dalla canapa, entrambi i principali fastidi agricoli, sono migliori dell'erba del Sudan, anche se le differenze non erano statisticamente significative.
Le figure 3 e 4 mostrano le densità di infestanti calcolate durante la stagione di crescita della soia 2018. Tuttavia, gli appezzamenti in cui la coltura di copertura (segale) non veniva coltivata avevano densità complessive di erbacce più elevate la densità delle infestanti negli appezzamenti di ricerca sulla canapa in generale è stata osservata essere molto più bassa rispetto ad altri campi di soia della fattoria.
Ciò suggerisce che la presenza della canapa come coltura estiva di copertura / da reddito e la sua precedente data di raccolta / termine non solo hanno soppresso le erbacce per tutta la stagione, ma hanno fornito una finestra più ampia per stabilire la coltura di copertura invernale. Questo è un vantaggio chiave dell'inclusione della canapa nelle rotazioni organiche che potrebbero essere sfruttate in modo redditizio dai coltivatori di cereali biologici.
La coda di volpe era più alta negli appezzamenti in cui la coltura di copertura (segale) veniva coltivata prima della semina. Smartweed, una pianta acquatica in Pennsylvania, è stata molto abbondante quest'anno, ma ha colpito solo gli appezzamenti di segale / soia senza lavorazione, rendendo difficile la mietitrebbia in quegli appezzamenti.
Rendimenti di fibre e cereali
La resa della fibra (Figura 5) è stata determinata da tre metodi per separare la fibra liberiana dall'hard (gambo).
- Piante rettificate in campo (periodo di macerazione di 3 settimane)
- Piante rettificate con acqua controllate in laboratorio (essiccate all'aria per 1 settimana; rettificate con acqua per 1 settimana)
- Piante essiccate all'aria (dalla raccolta per 1 settimana).
La resa in granella è stata determinata tramite separazione manuale della granella settimanalmente dopo l'impostazione del seme (Figura 6).
Figura 6. Resa del grano di prova della varietà
Effetti sulla rotazione
Le rese di soia erano più elevate negli appezzamenti in cui veniva stabilita una coltura di copertura di segale attraverso la lavorazione del terreno, ma quelle rese erano non statisticamente diverso dai raccolti in appezzamenti in cui la coltura di copertura è stata stabilita senza lavorazione seminandola in una stoppia di erba di canapa e sorgo sudanese. Le rese negli appezzamenti di controllo (maggese) erano inferiori a quelle negli appezzamenti che avevano la canapa e l'erba del Sudan (Figura 7).
Le sfide
Abbiamo vissuto diverse sfide chiave durante questo secondo anno. Come nel primo anno, l'approvvigionamento di semi di qualità da venditori internazionali era un ostacolo a causa della regolamentazione federale dell'epoca.
Inoltre, l'acquisizione di canapa da fonti internazionali richiede una conservazione a lungo termine che sottoponga i semi a condizioni di umidità e temperatura variabili. Ciò potrebbe aver influito sulla redditività di alcune delle varietà che abbiamo ricevuto. Ad esempio, la varietà "Santhica 27" ha registrato un tasso di germinazione superiore all'85% nel 2017 ma inferiore al 10% nel 2018. Questa varietà è rara e difficile da reperire, quindi è stata provata "Ivory", ottenuta da un altro titolare del permesso. Tuttavia, è stato piantato due settimane più tardi rispetto alle altre due varietà a causa del tempo impiegato per ottenerlo dopo aver realizzato una scarsa vitalità della "Santhica 27". Dopo aver seminato "Ivory", abbiamo avuto 3 settimane senza pioggia, con un impatto sulla crescita. L'altezza della pianta è stata ridotta e il germogliamento è iniziato presto. Rispetto all'anno scorso, la soppressione delle infestanti è stata ridotta.
Takeaway
Ecco cosa abbiamo imparato:
- La canapa è una valida coltura di copertura per la soppressione delle infestanti che ha un valore superiore rispetto a qualcosa come l'erba del sorgo sudanese.
- Siamo stati in grado di non coltivare la nostra coltura autunnale (segale) dopo la canapa e seguirla con una coltura in contanti (soia) e non vedere un aumento della pressione delle infestanti, anche in un anno in cui abbiamo avuto così tante precipitazioni in eccesso che le erbacce erano quasi incontrollabili in qualsiasi altro posto della fattoria, che è gestita in modo biologico.
- Dobbiamo lavorare con più varietà e modificare diverse misure nella prova varietale (come data di impianto, data di raccolta, velocità di semina e spaziatura) per massimizzare la commerciabilità delle varietà per il loro uso commercializzato. Ad esempio, una varietà di fibre dovrebbe avere un contenuto di fibre più elevato rispetto a una varietà di semi.
- Anche se la varietà di semi ha sovraperformato le altre in termini di resa in granella (Figura 6), quel valore scende a circa 10 settimane. Ciò significa che varietà diverse, a seconda della nicchia di mercato, devono essere piantate a ritmi diversi, distanziate in modo diverso o raccolte in momenti diversi. La nuova sperimentazione (vedere "Future Research", di seguito) toccherà alcuni di questi aspetti. Prenderemo una varietà che abbiamo imparato a conoscere negli ultimi due anni e apporteremo tutti questi piccoli aggiustamenti per massimizzare la produzione economica del raccolto. Proveremo anche nuove varietà nella prova varietale. Si spera che, con l'approvazione degli aggiustamenti della Fattura Fattoria, avremo accesso a più varietà di semi.
Ricerca futura
Recentemente abbiamo ottenuto finanziamenti dal Dipartimento dell'Agricoltura della Pennsylvania per istituire un ulteriore studio nel 2019 intitolato "Valutazione delle pratiche di gestione dei nutrienti organici per migliorare la resa e la qualità della canapa industriale".
Analizzeremo il contenuto di nutrienti e la qualità delle varietà di canapa da semi oleosi in risposta a diversi regimi di fertilità in una rotazione delle colture di cereali organici. Questo ci aiuterà a determinare il regime di fertilità necessario per produrre olio di semi di canapa ed estratti vegetali di alta qualità che hanno una forte domanda in un mercato in espansione.
Tara Caton è il tecnico di laboratorio senior e responsabile del progetto sulla canapa industriale Rodale Institute.