Arianna Bozzolo1, Jacob Pecenka1, Amar Patel2, Andrea Smith3
1Rodale Institute California Organic Center, Camarillo, CA, 93010
2Fondazione Ravi e Naina Patel, Bakersfield, CA, 93309
3Rodale Institute, Kutztown, Pennsylvania, 19530
Introduzione
Nelle moderne pratiche agricole, l’utilizzo delle colture di copertura è emerso come una soluzione sostenibile per affrontare varie sfide, tra cui l’erosione del suolo, l’esaurimento dei nutrienti e la gestione delle infestanti. Tra la vasta gamma di sistemi di gestione delle colture di copertura, la lavorazione no-till basata su colture di copertura con l'utilizzo di una pressa a rulli ha attirato un'attenzione significativa per la sua efficacia nel ridurre la lavorazione del terreno nella produzione vegetale, migliorando al tempo stesso la salute del suolo e la soppressione delle infestanti. ,.
Il sistema di piegatura a rulli prevede la terminazione delle colture di copertura facendo rotolare un grande tamburo dotato di lame smussate sulla vegetazione, appiattendola e schiacciandola per creare un denso tappeto vegetativo (Fig. 1). Questa tecnica non solo termina in modo efficiente le colture di copertura, ma lascia anche uno strato di pacciamatura che funge da barriera protettiva, conservando l’umidità del suolo, moderando la temperatura del suolo e sopprimendo la crescita delle erbe infestanti. Inoltre, i residui lasciati sulla superficie del suolo costituiscono una preziosa fonte di materia organica, contribuendo alla fertilità del suolo e al miglioramento della struttura nel tempo ,.
Nel contesto dei sistemi di produzione di ortaggi irrigati lungo la costa meridionale della California, dove predominano le pratiche agricole sostenibili, il sistema di aggraffatura a rulli è particolarmente promettente. Facilitando le pratiche di non lavorazione, questo sistema riduce al minimo il disturbo del suolo, preservandone così la struttura, riducendo il rischio di erosione e conservando la materia organica del suolo. Inoltre, la soppressione della crescita delle erbe infestanti attraverso il metodo della crimpatura a rulli può alleviare significativamente la necessità di erbicidi sintetici, promuovendo strategie di gestione delle infestanti rispettose dell’ambiente. ,.
Questo studio mira a valutare l'efficacia del sistema di piegatura a rulli in combinazione con diverse specie di colture di copertura e pratiche di gestione per la gestione delle infestanti nei sistemi di produzione di ortaggi irrigati. Nello specifico, indaghiamo l'impatto della produzione di biomassa delle colture di copertura, della persistenza dei residui e della soppressione delle infestanti dopo la terminazione utilizzando il metodo della crimpatura a rulli. Inoltre, valutiamo gli effetti conseguenti sulla resa delle colture.
Comprendere i vantaggi del sistema di aggraffatura a rulli per la produzione vegetale su sodo, insieme alle colture di copertura, è fondamentale per promuovere pratiche agricole sostenibili nella regione. Definendo i vantaggi di questo approccio innovativo, miriamo a fornire preziose informazioni che possano informare e consentire agli agricoltori e agli operatori agricoli di adottare strategie di gestione delle infestanti più rispettose dell’ambiente ed economicamente sostenibili, migliorando così la resilienza e la sostenibilità dei sistemi di produzione vegetale lungo la costa meridionale della California.
Panoramica dello studio
L'esperimento è stato condotto su 20 appezzamenti randomizzati di 46 x 12 m situati presso il Rodale Institute California Organic Center (34.220453, -199.108214) a Camarillo, California. Le parcelle sono state assegnate a cinque trattamenti: 1) un controllo senza coltura di copertura e lavorazione standard con disco (Till), una delle due miscele di colture di copertura: 2) avena (Avena sativa) + veccia pelosa (Villosa veccia), oppure 3) avena + piselli (Pisum sativum) e due trattamenti di terminazione delle colture di copertura, 4) lavorazione convenzionale mediante disco (Till), oppure 5) utilizzo di una pinza a rulli per il sistema senza lavorazione (No-Till). Gli appezzamenti con ciascuna combinazione di coltura di copertura e metodo di terminazione sono stati ripetuti quattro volte.
L'intero campo è stato preparato con la coltivazione per standardizzare le condizioni del campo. Nel mese di marzo sono state seminate colture di copertura con una seminatrice per cereali larga 4.6 m (Modello 1500, Great Plains Mfg., Salinas, KS) con una distanza tra le file di 15 cm con una velocità di semina di 100 kg/ha per l'avena, 135 kg/ha per il pisello e 22 kg/ha per la veccia. Se necessario, è stata utilizzata l'irrigazione a pioggia per stimolare la germinazione (0.6 mm).
Le colture di copertura sono state interrotte a giugno, 90 giorni dopo la semina (DAS), quando ca. Il 50% della coltura di copertura aveva raggiunto la fase di fioritura per evitare la risemina della coltura di copertura. Gli appezzamenti su sodo sono stati passati due volte con la pinza a rulli, mentre gli appezzamenti di lavorazione e di controllo sono stati passati due volte con il disco per seppellire parzialmente le colture di copertura e le erbacce che crescevano sulla superficie del suolo.
Le zucche (var. Howden) sono state seminate direttamente a mano nel mese di luglio. I semi di zucca sono stati posti a 0.9 m tra le file e ogni 60 cm e diluiti a 1.5 m dopo l'emergenza delle piante. Dopo aver piantato una linea di tubi per l'irrigazione a goccia (T-Systems, San Diego, California) è stata posizionata su ciascuna fila, i tubi per l'irrigazione a goccia e tutte le piante sono state irrigate secondo necessità, con tutti gli appezzamenti che ricevevano la stessa quantità di acqua.
Raccolta e analisi dei dati
Abbiamo valutato la crescita delle colture di copertura e la presenza di erbe infestanti in tre momenti specifici: all'inizio di giugno, a 90 giorni DAS, immediatamente prima del termine della coltura di copertura; fine luglio, dopo la conclusione della coltura di copertura (30 giorni dalla cessazione, DAT); e in ottobre durante la vendemmia (120 DAT). Ad ogni data di campionamento sono stati raccolti due campioni da ciascun appezzamento per valutare sia le infestanti che le colture di copertura sulla superficie del suolo. Ciascun campione era costituito da un campione di 0.25 m2 quadrato posizionato casualmente all'interno del campo, contenente tutto il materiale vegetale entro i suoi confini. Questo materiale vegetale è stato quindi raccolto, identificato, pesato fresco e successivamente essiccato fino a raggiungere un peso stabile per la misurazione finale della biomassa vegetale. Durante la raccolta, un sottoinsieme di ciascun appezzamento di 44.6 m2 è stato campionato per contare e pesare tutte le zucche, valutando così la resa del raccolto.
I dati sono stati analizzati utilizzando l'analisi fattoriale della varianza (ANOVA), utilizzando il software CoStat (software CoHort, Monterey, CA, USA).
Risultati
La biomassa secca delle colture di copertura prima della terminazione non differiva statisticamente tra le due miscele di colture di copertura: 14.7 t/ha per avena/veccia e 11.3 t/ha per avena/pisello. La biomassa delle erbe infestanti era significativamente maggiore negli appezzamenti di terreno nudo con 8.6 t/ha rispetto all'avena/veccia con 0.3 t/ha e all'avena/pisello con 0.8 t/ha (Fig. 2a e 2b).
Trenta giorni dopo la terminazione della coltura di copertura con il rullo piegatore (No Till) o con il disco (Till), la biomassa della coltura di copertura secca era presente in entrambi i trattamenti di gestione del suolo. Precedenti ricerche avevano rilevato che circa il 40-70% del residuo generalmente rimane in superficie dopo una singola molatura di mais, sorgo o residui di frumento ,. In questo studio il residuo rimasto sul terreno dopo due passaggi del disco è stato pari al 23% per l'avena/veccia e al 30% per l'avena/piselli. Gli appezzamenti di avena/veccia lavorati avevano una media di 3.5 t/ha di biomassa secca e quelli senza lavorazione 7.4 t/ha. L'avena/pisello Till aveva 3.4 t/ha di residui rimasti sulla superficie del terreno, mentre il No-Till ne aveva 6.6. t/ha. Non sono state riscontrate differenze statistiche nel tonnellaggio dei residui delle colture di copertura tra avena/pisello e avena/veccia, ma sono emerse differenze tra le gestioni. Come previsto, gli appezzamenti No-Till avevano una biomassa rimasta sulla superficie del suolo significativamente maggiore rispetto agli appezzamenti Till. Durante questo periodo di campionamento, la biomassa delle infestanti era molto variabile tra gli appezzamenti e pertanto la pressione media delle infestanti non differiva statisticamente tra tutti i trattamenti (Fig. 3a e 3b).
La valutazione finale delle colture di copertura e delle erbe infestanti è stata effettuata 120 giorni dopo la conclusione delle colture di copertura, al momento del raccolto della zucca. Il trattamento No-Till con avena/veccia aveva 6 t/ha di biomassa sulla superficie del suolo, mentre gli appezzamenti Till avevano 3.3 t/ha. Il trattamento No-Till con avena/piselli aveva 4.7 t/ha mentre il trattamento con avena/piselli mentre il trattamento Till aveva 1.3 t/ha di biomassa di colture di copertura rimanenti sulla superficie del suolo. Le erbe infestanti erano presenti in tutti i trattamenti ma con pressioni diverse. Il suolo nudo presentava una biomassa di erbe infestanti significativamente maggiore corrispondente a 3.6 t/ha, non sono state riscontrate differenze statistiche tra le specie di colture di copertura o la gestione del suolo (Fig. 4a e 4b).
Al momento della raccolta, la miscela avena/veccia, sia negli appezzamenti Till che in quelli No-Till, aveva il maggior numero di frutti rispetto a Till avena/piselli. La produzione per ettaro era simile tra Till di avena/veccia, No-Till e terreno nudo, maggiore di Till di avena/pisello. Avena/pisello Fino alla diminuzione del peso dei frutti rispetto al terreno nudo (Tab. 1). In questo esperimento è stata riscontrata una resa inferiore in tutti gli appezzamenti rispetto alla resa media per ettaro della California ,. Le colture di cucurbitacee dipendono fortemente dall'impollinazione attiva da parte delle api. La dimensione del frutto e il set di semi delle cucurbitacee sono fortemente correlati all'attività delle api. Diversi fattori svolgono un ruolo significativo nella gestione delle api per un’impollinazione efficace. Tra questi, il meteo è uno dei più importanti. Fattori ambientali e patologici possono influenzare in modo significativo la fioritura, l’impollinazione e l’allegagione. Anche la pioggia, i forti venti e le temperature estreme, alte o basse, ridurranno l’attività delle api e di conseguenza i raccolti ,. La bassa resa osservata in tutti gli appezzamenti di cucurbitacee durante il periodo di studio è stata attribuita principalmente a un'anomalia delle condizioni meteorologiche, in particolare a un evento piovoso inaspettato nel mese di agosto, in coincidenza con la fase di fioritura. Questa pioggia insolita, pari a 69 mm, ha interrotto il processo di impollinazione, portando a una diminuzione dell'allegagione dei frutti e, in ultima analisi, a una riduzione dei raccolti. Nonostante queste condizioni ambientali che hanno influito sull’allegagione dei frutti, questo studio ha dimostrato che l’uso di una miscela di colture di copertura, in particolare la miscela di avena/veccia, in combinazione con la lavorazione biologica senza lavorazione utilizzando una pressa a rulli per terminare le colture di copertura, può portare a rese paragonabili a quelle il trattamento standard con lavorazione del terreno. Questo studio non ha riportato dati sul suolo, ma prevediamo che la combinazione di una coltura di copertura e di una lavorazione ridotta porterà a un miglioramento della salute del suolo nel tempo.
Sommario
Questo studio fornisce preziose informazioni sugli effetti delle colture di copertura sulla gestione delle infestanti nei sistemi di produzione di ortaggi irrigati lungo la costa meridionale della California. Di seguito sono riportati i principali risultati dello studio:
Biomassa delle colture di copertura e controllo delle infestanti:
Prima della cessazione delle colture di copertura (90 DAS):
- Non sono state riscontrate differenze significative nella sostanza secca totale della biomassa delle colture di copertura tra le miscele di avena/piselli e avena/veccia.
- Avena/veccia e avena/piselli presentavano una biomassa di erbe infestanti inferiore rispetto al terreno nudo.
Dopo la cessazione (30 DAT):
- Gli appezzamenti senza lavorazione di avena/piselli e avena/veccia avevano una biomassa residua simile.
- Gli appezzamenti di avena/piselli e avena/veccia Till avevano una biomassa residua simile.
- L’emergenza delle infestanti è stata simile in tutti gli appezzamenti.
Alla raccolta (120 DAT):
- Avena/veccia e avena/piselli nelle parcelle NT hanno mostrato una maggiore biomassa rispetto alle parcelle T. Riduzioni della biomassa sono state osservate in tutti gli appezzamenti, con gli appezzamenti T di avena/piselli che hanno sperimentato la diminuzione più significativa (61.5%).
- Il terreno nudo presentava una maggiore biomassa di erbe infestanti rispetto ai trattamenti con colture di copertura (T e NT)
Dare la precedenza:
- Gli appezzamenti con miscele di avena/veccia (T e NT) e il terreno nudo hanno avuto una produzione per ettaro simile, superando gli appezzamenti T con avena/piselli in termini di numero di frutti e produzione per ettaro.
- Gli appezzamenti T di avena/pisello avevano un peso del frutto inferiore rispetto al terreno nudo.
Nel complesso, questi risultati sottolineano l’importanza delle colture di copertura nella gestione delle infestanti. Sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare le interazioni tra le pratiche di gestione del suolo, la selezione delle specie vegetali e la produttività delle colture nei sistemi di produzione vegetale. Comprendere le interazioni tra le specie di colture di copertura, le pratiche di gestione e la gestione delle infestanti è essenziale per sviluppare pratiche agricole sostenibili che migliorino la produttività riducendo al minimo la dipendenza dagli erbicidi sintetici e promuovendo la gestione ambientale. Chiarindo queste relazioni, possiamo informare gli agricoltori e gli operatori agricoli sulle strategie efficaci di gestione delle infestanti che integrano le colture di copertura nei sistemi di produzione vegetale, promuovendo così la sostenibilità a lungo termine e la resilienza in agricoltura.
