I produttori di cereali biologici si sono affidati alla coltivazione meccanica per gestire le erbe infestanti, utilizzando coltivatori a file tra i filari e zappatrici o erpici sui filari. Tuttavia, la coltivazione frequente del suolo indebolisce la salute del suolo [1]; porta semi di piante infestanti sepolti sulla superficie del suolo dove hanno maggiori probabilità di germogliare e competere con le piante coltivate, riducendo potenzialmente i raccolti ei profitti dei coltivatori. I coltivatori di cereali biologici stanno diventando interessati a migliorare la salute del suolo riducendo la frequenza della lavorazione e coprendo la superficie del suolo con colture di copertura durante la stagione invernale.
L'utilizzo di colture di copertura insieme a lavorazioni ridotte o non lavorate migliora la salute e la redditività del suolo. Ciò può essere ottenuto grazie all'integrazione delle colture di copertura e alla tecnologia di piegatura a rulli [2].
Il ruolo della piegatrice a rullo (foto 1) è di rotolare e piegare il raccolto di copertura in piedi formando un pacciame di copertura del terreno.
Questo approccio ha molti vantaggi:
- riduce o elimina la coltivazione,
- riduce le fluttuazioni della temperatura del suolo,
- promuove la soppressione delle infestanti,
- costruisce il contenuto di materia organica e la struttura del suolo; e
- conserva l'umidità del suolo.
Servizi ecosistemici di colture di copertura
Le colture di copertura svolgono molteplici ruoli nel miglioramento delle prestazioni del sistema attraverso una maggiore fissazione dell'azoto e il ciclo dei nutrienti, la biodiversità del suolo, l'infiltrazione e lo stoccaggio dell'acqua e il contenuto di materia organica del suolo; riduzione dell'erosione del suolo, della compattazione e della pressione di parassiti ed erbe infestanti; e una migliore struttura del suolo [3-5].
Le colture di copertura di legumi, come la veccia pelosa (Vicia villosa Roth) e il pisello invernale austriaco, forniscono azoto (N) per incassare i raccolti, sebbene raramente forniscano N sufficiente per colture esigenti ad alto contenuto di azoto come il mais. La pacciamatura di colture di cereali come la segale (Secale cereale L.) può avere l'effetto opposto immobilizzando N e avere un impatto più lungo sull'umidità del suolo e sulla dinamica delle infestanti. È stato dimostrato che le influenze fisiche [6] piuttosto che allelopatiche [7] dai residui di segale dei cereali inibiscono la germinazione delle erbe infestanti ei processi di crescita di molte specie vegetali, soprattutto perché i composti fitotossici attivi potrebbero non essere presenti nel suolo più di 2 settimane dopo la fine della segale [8 ].
È necessaria una coltura di copertura densa e uniforme per creare un pacciame di copertura del suolo che migliori la soppressione delle erbacce. Per un'efficace soppressione delle erbe infestanti annuali, la ricerca ha dimostrato che devono esserci almeno 8,000 kg ha-1 di biomassa secca fuori terra di segale per creare un pacciame di almeno 10 cm di profondità al momento del rotolamento [9].
La gestione delle colture di copertura è fondamentale
Il successo della soppressione delle infestanti mediante pacciamatura di colture di copertura dipende fortemente non solo dalla quantità di biomassa ma anche dal tasso di decomposizione. Dopo aver rotolato le colture di copertura, inizia la decomposizione. Il tasso di decomposizione delle colture di copertura arrotolate può variare a seconda del tipo di coltura di copertura. Le pacciame di leguminose si decompongono a un ritmo più rapido (il 50% di sostanza secca può essere persa nelle prime tre settimane) rispetto a quelle con colture di copertura di cereali (il 50% di sostanza secca può essere persa in nove settimane) [10]. 
Piantare una miscela di legumi e colture erbose (foto 2) fornirà una copertura del terreno densa e a crescita rapida e un pacciame residuo più spesso al rotolamento (foto 3). La biomassa delle colture di copertura può essere manipolata principalmente con la velocità di semina e il tempo di semina. L'impianto precoce di colture di copertura a settembre piuttosto che più tardi in ottobre (nel nord-est) fornisce biomassa sufficiente per coprire la superficie del suolo e la creazione di una buona biomassa radicale prima che il suolo si congeli in inverno. In primavera, le miscele di colture di copertura come la segale di cereali con la veccia pelosa continuano a crescere e ad aumentare la biomassa. Residui di miscele di colture di copertura arrotolate che includono veccia pelosa e segale di cereali forniscono N e si decompongono a un ritmo più lento rispetto a quando la biomassa viene coltivata nel terreno in un sistema di produzione di mais. Una tale miscela di colture di copertura può produrre una produzione di biomassa fuori terra compresa tra 8,922 e 10,706 lb / acro (10,000-12,000 kg per ettaro).
Importanza di un'attrezzatura adeguata
Jeff Moyer ha modificato una piantatrice di mais Monosem® e ha incluso le affettatrici per terreno a disco turbo Pequea e 130 libbre di peso aggiunto per unità di fila per tagliare il raccolto di copertura arrotolato.
Nonostante molti successi nella laminazione di colture di copertura leguminose a Rodale Institute, piantare mais senza o con lavorazione ridotta in residui di colture di copertura densi che includono miscele di colture di copertura di cereali e legumi può essere difficile. Uno spesso strato di residui vegetali sulla superficie del suolo può ostacolare le prestazioni della piantatrice e il contatto seme-suolo (Foto 4), ridurre la popolazione di piante di mais e di conseguenza la resa.
Per ovviare a questo problema, il Sig. Moyer ha incluso affettatrici per residui nella parte anteriore per garantire il taglio attraverso il denso residuo del raccolto di copertura prima di trapanare i semi di mais (Foto 5).
L'affettatrice per residui è compatibile con le fioriere John Deere 7000-7200-1750. La combinazione di pressione della molla verso il basso, una lama diritta e le ruote in gomma per trattenere il residuo spesso farà un taglio netto.
Inoltre, i gestori di residui di denti di squalo Yetter (cioè, pulitori di file) (Yetter Manufacturing Co Inc., IL), posti davanti a ciascuna affettatrice turbo Pequea (Foto 6) possono essere utilizzati per migliorare l'insediamento dell'impianto.
Questa modifica ha migliorato l'affettatura attraverso il raccolto di copertura arrotolato, la preparazione del letto di semina, la semina dei semi di mais senza mancare (foto 7), la germinazione dei semi e la crescita delle piante (foto 8).
Sommario
La coltivazione frequente del suolo interrompe il biota e la struttura del suolo e alla fine ne degrada la salute. L'integrazione dell'utilizzo di colture di copertura e della tecnologia di piegatura a rulli ha fornito ai coltivatori un sistema di gestione alternativo per ridurre o eliminare la lavorazione del terreno. Questo sistema fornisce servizi ecosistemici estesi di colture di copertura aumentando la durata della coltura di copertura vivente durante il periodo invernale e facendola rotolare in pacciame in primavera. Questo sistema riduce la lavorazione del terreno, migliora la salute del suolo, sopprime le erbacce e aumenta la redditività.
Nei sistemi biologici, i coltivatori di cereali sono interessati ad adottare pratiche di riduzione o non lavorazione per migliorare la produttività delle colture e del suolo. Per una efficace soppressione delle infestanti, è necessaria una biomassa vegetale di copertura densa e uniforme. Piantare il grano di mais in uno spesso strato di pacciame di copertura può essere difficile. Queste sfide possono essere superate utilizzando attrezzature adeguate.
In questo articolo abbiamo evidenziato le sfide e le modifiche apportate alla piantatrice di mais Monosem®. Integrando la piegatrice a rullo, le affettatrici per residui, le affettatrici Pequea e i denti di squalo YetterTM alla piantatrice di mais, siamo riusciti a rullare e tagliare lo strato denso di pacciame e di conseguenza aumentare la formazione del mais e migliorare la gestione delle infestanti durante la stagione di crescita senza lavorazione del terreno.
Questo sistema ci ha anche permesso di piantare mais e fertilizzare con letame di pollo pellettato in un passaggio piuttosto che eseguire diversi passaggi con macchinari sulla superficie del suolo per condurre queste operazioni.
A lungo termine, l'applicazione di queste pratiche migliorerebbe il sequestro del carbonio nel suolo, l'efficienza nell'uso delle piante di acqua e nutrienti, ridurrebbe i costi del carburante e del lavoro e, di conseguenza, aumenterebbe i raccolti e la redditività.