In questo articolo, presentiamo i risultati dell'effetto dell'uso degli estratti di compost progettati sulla gestione della biomassa delle piante infestanti, sulle proprietà fisiche del suolo e sulla resa in tre colture coltivate nell'autunno 2016.
Gli agricoltori biologici considerano le erbe infestanti il loro problema numero uno nella produzione agricola e sono costantemente alla ricerca di tecnologie pratiche che riducano la concorrenza delle erbe infestanti con le piante coltivate.
Le erbe infestanti competono con i semi delle colture per l'acqua, lo spazio, la luce e le sostanze nutritive a un ritmo più veloce di molte piante coltivate, specialmente nei primi 20-30 giorni di crescita delle colture e hanno un impatto molto maggiore sui raccolti rispetto alla fine della stagione. La coltivazione meccanica e il diserbo manuale sono i metodi di controllo delle infestanti più utilizzati nei sistemi di produzione di ortaggi biologici. Il diserbo manuale è laborioso e richiede tempo. La coltivazione frequente del suolo diminuisce la salute del suolo, aumenta i costi del carburante e del lavoro, porta i semi di piante infestanti sepolti sulla superficie del suolo dove hanno maggiori probabilità di germogliare e competere con le piante coltivate; e riduce i raccolti e i profitti dei coltivatori.
I risultati delle prove sperimentali da banco di prova di concetto nel 2014 lo hanno dimostrato le applicazioni di estratti di compost progettati chimicamente e microbiologicamente (CMD) a basso contenuto di nitrati e ad alto numero di nematodi-protozoi hanno ridotto la germinazione dei semi di agnello del 32% rispetto a quelli senza estratti.
Altri studi hanno dimostrato che la germinazione dei semi di pigweed è stata soppressa del 20% quando gli estratti di compost applicati avevano rapporti più bassi tra nematodi e protozoi. L'efficacia di CMD-CE per il controllo delle infestanti è stata testata e confrontata con le pratiche di gestione dei coltivatori su larga scala presso l'azienda agricola Quiet Creek, di proprietà di Aimee e John Good, Kutztown, PA nella stagione primaverile e autunnale.
L'obiettivo generale di questo progetto era trovare metodi alternativi per la gestione delle infestanti biologiche che fossero fattibili dal punto di vista ambientale ed economico e ritenuti pratici e disponibili per i coltivatori biologici. L'obiettivo specifico di questo progetto è dimostrare l'efficacia dell'utilizzo di estratti di compost CMD per gestire le erbe infestanti e migliorare i raccolti, la salute del suolo e i costi di gestione.
Field Design e attività sul campo
In un disegno a blocco completo randomizzato con quattro repliche, sono stati testati quattro trattamenti: 1) applicazione CMD-CE post-impianto, 2) CMD-CE pre e post-impianto, 3) coltivazione in stagione o zappatura manuale (standard) e 4) nessuna coltivazione o applicazione di compost (nessun trattamento). Sono stati valutati il suolo, la pressione delle infestanti e la resa dei raccolti. Aimee e John Good hanno partecipato alla coltivazione del suolo, alla preparazione dei letti e alla coltivazione stagionale o alla zappatura manuale (per il trattamento standard del Grower). Tre raccolti sono stati selezionati per lo studio sperimentale sul campo della stagione autunnale: Cavolo "Melissa"; Rapa "Hakurei"; e Lattuga "Jericho".
Il Dr. Zinati ha preparato il compost con una materia prima composta per il 30% da "marroni", per il 50% da "verdure" e per il 20% da "N alto" per valutare la soppressione delle erbe infestanti. Paglia e trucioli di legno rappresentano i marroni, mentre gli scarti di verdure e foglie rappresentano i verdi. L'alto N è fornito da fonti leguminose come le fave. Gli estratti di compost sono stati preparati 24 ore prima dell'applicazione. Sono stati preparati a diluizione 1: 3 (V: V) utilizzando acqua deionizzata e sono stati schermati prima di essere applicati utilizzando uno spruzzatore a spalla.
Le piantine di cavolo sono state trapiantate in aiuole a due file distanziate di 76 cm tra le file e con una distanza di 46 cm all'interno delle file il 13 luglio 2016. Le piantine di cavolo sono state coperte con le coperture delle file immediatamente dopo la semina. La pratica standard del diserbo è la coltivazione meccanica dopo la rimozione delle coperture delle file. La coltivazione meccanica comprendeva la sarchiatrice a denti flessibili e le spazzate a piede d'anatra. I semi di rapa "Hakurei" sono stati seminati direttamente in letti a 3 file, distanziati di 38 cm tra le file con fasce continue di semi di rapa all'interno della fila utilizzando la seminatrice manuale Cole il 18 agosto 2016. Dopo la semina, i letti sono coperti con le coperture delle file . La zappatura a mano era il metodo di diserbo per il raccolto di rapa. Le piantine di lattuga sono state trapiantate su letti a tre file con centri di 38 cm tra le file il 18 agosto 2016.
Gli estratti di compost sono stati applicati l'11 luglio 2016 prima della semina e il 13 luglio, 3 agosto e 24, 2016 come post-impianto. Per la lattuga e la rapa, gli estratti di compost sono stati applicati il 17 agosto prima della semina e il 19 agosto per entrambe le colture e il 16 settembre 2016 solo per la lattuga.
Risultati
Per le colture di rapa, la biomassa delle infestanti era del 43% inferiore quando l'estratto di compost veniva applicato come trattamento post-impianto e del 38% inferiore quando applicato prima e dopo l'impianto rispetto a nessun trattamento, mentre il trattamento standard del coltivatore (zappatura a mano) riduceva la biomassa delle infestanti Solo l'11% (Figura 1). Le erbacce erano diverse e includevano principalmente erba intelligente della Pennsylvania, galinsoga, portulaca e ravanello selvatico. In nessun appezzamento di trattamento la pigweed e il galinsoga erano le erbacce principali. Tutti i trattamenti avevano erbacce.
La biomassa di piante infestanti negli appezzamenti di cavoli che hanno ricevuto estratti di compost non era significativamente diversa da quella del trattamento standard del coltivatore (coltivazione in stagione). Nella lattuga, l'uso di estratti di compost ha ridotto la biomassa delle infestanti rispettivamente del 19% e del 34%, rispetto al trattamento del coltivatore e al nessun trattamento (Figura 2). Le principali erbacce a foglia larga includevano senape, galinsoga e ravanello selvatico. Analogamente alla rapa e al cavolo, le erbe erano più basse nel trattamento dei coltivatori a causa della zappatura. Pertanto, l'uso di estratti di compost CMD può essere utilizzato come approccio alternativo alla coltivazione meccanica e alla zappatura manuale per gestire le erbe infestanti.
La resa media della rapa era significativamente maggiore nei trattamenti che ricevevano estratti di compost rispetto a nessun trattamento e non era diverso dal trattamento del coltivatore (Figura 3). La resa della lattuga era significativamente maggiore nel trattamento con il coltivatore che in nessun trattamento e non era diversa da quella trattata con l'estratto di compost (Figura 4). Non c'era alcuna differenza significativa nel numero di teste di cavolo o nella resa per trattamento. Le teste di cavolo oscillavano tra 30,000 e 35,000 capi per ettaro e la resa variava tra 11,500 e 13,800 kg per ha.
La densità apparente del suolo non variava con i trattamenti, ma era inferiore nella lattuga (0.8 g / cm3) rispetto al cavolo (1.07 g / cm3). Le letture del penetrometro erano maggiori nei terreni che hanno ricevuto l'estratto di compost (27.58 cm e 28.75 cm; post-impianto e pre- e post-impianto, rispettivamente) rispetto al trattamento del coltivatore (20.04 cm) in letti di cavoli.
Sommario
Gli estratti di compost progettati chimicamente e biologicamente se usati a diluizioni 1: 3 (rapporto compost: acqua) possono essere efficaci nella gestione delle erbe infestanti e utilizzati come approccio alternativo alla zappatura manuale o alla coltivazione meccanica, oltre a ridurre la compattazione del suolo e produrre raccolti comparabili a il metodo del coltivatore standard. L'approccio all'uso dell'estratto di compost CMD può avvantaggiare tutti i coltivatori di ortaggi biologici, compresi i coltivatori di nuova e giovane generazione che sono limitati con l'assistenza e le attrezzature del lavoro.
Questo materiale si basa sul lavoro sostenuto da una sovvenzione di partenariato SARE nord-orientale, ai sensi del contratto di sovvenzione numero UNO 16-278 e dalla Fondazione di ricerca sull'agricoltura biologica (OFRF).
Dr. Gladis Zinati, Ph.D. è lo scienziato associato e direttore del Prova dei sistemi vegetali at Rodale Institute.