Operacje polowe, takie jak coroczne obsypywanie upraw szparagów, opryski i zbiory mogą skutkować postępującym i poważnym zagęszczaniem kół międzyłóżowych, co prowadzi do zmniejszonej infiltracji i zwiększonego ryzyka zalegania wód powierzchniowych, powstawania spływów i erozji gleby.
Projekt FV 450 . finansowany przez AHDB „Szparagi: Zrównoważone zarządzanie glebą dla długowieczności drzewostanów i optymalizacji plonów” (01/05/2016 – 31/03/2018), opracowanie i skuteczne rozpowszechnianie zestawu najlepszych praktyk zarządzania (BMP) w celu zapobiegania i/lub naprawy ubijania kołowego i powodowanych przez niego problemów. Projekt był prowadzony przez dr Roba Simmonsa z Cranfield Soil and Agrifood Institute, Cranfield University.
Dwa powtórzone eksperymenty polowe zostały przeprowadzone w kwietniu 2016 r. w Gatsford Farm, Ross-on-Wye, przy wsparciu rzeczowym ze strony Cobrey Farms. BMP obejmowały (1) rośliny towarzyszące – żyto (Serale Cecale L.), Musztarda (Sinapis alba L.), (2) zastosowania mulczowania międzyrzędowego (ściółka ze słomy lub kompost PAS 100 w połączeniu z płytkim spulchnianiem gleby (SSD)) oraz (3) połączenie konwencjonalnych praktyk uprawowych (ponowne obsypywanie (R) i SSD) przeciwko (4) opcja zerowej uprawy. Shallow Soil Disturbance zastosowano za pomocą zęba skrzydlatego na głębokość 0.25 – 0.3 m w mulczowaniu.
W eksperymencie 1 (48 poletek doświadczalnych) wpływ BMP zbadano w Gijnlim, które stanowi 70% upraw szparagów w Wielkiej Brytanii. W eksperymencie 2 porównano różnice odmianowe w rozwoju i architekturze korzeni oraz rozmieszczeniu profilu korzeni, na które miały wpływ zabiegi glebotwórcze dla Gijnlim i Guelph Millennium. Konfiguracja próbna jest podana poniżej –
Tabele 1 – Eksperyment 1: Opisy leczenia
Odmiana | Opis leczenia | Ponowna jazda |
Gijnlim | Roślina towarzysząca – żyto | R |
Gijnlim | Roślina towarzysząca – żyto | NR |
Gijnlim | Roślina do towarzystwa – musztarda | R |
Gijnlim | Roślina do towarzystwa – musztarda | NR |
Gijnlim | PAS 100 kompostowy dysk SSD | R |
Gijnlim | PAS 100 kompostowy dysk SSD | NR |
Gijnlim | Dysk SSD ze słomy | R |
Gijnlim | Dysk SSD ze słomy | NR |
Gijnlim | Dysk SSD gołej gleby | R |
Gijnlim | Dysk SSD gołej gleby | NR |
Gijnlim | Konwencjonalna praktyka | R |
Gijnlim | Uprawa zerowa | NR |
Coroczne obsypywanie (R) lub zerowe obsypywanie (NR). Płytkie zaburzenie gleby (SSD). Zabiegi pogrubione są zawarte w Eksperymencie 2.
Eksperyment 2: Opisy leczenia
Odmiana | Opis leczenia | Ponowna jazda |
Gijnlim | Dysk SSD gołej gleby | R |
Gijnlim | Dysk SSD gołej gleby | NR |
Gijnlim | *Praktyka konwencjonalna | R |
Gijnlim | Uprawa zerowa | NR |
Tysiąclecia Guelpha | Dysk SSD gołej gleby | R |
Tysiąclecia Guelpha | Dysk SSD gołej gleby | NR |
Tysiąclecia Guelpha | *Praktyka konwencjonalna | R |
Tysiąclecia Guelpha | Uprawa zerowa | NR |
Coroczne obsypywanie (R) lub zerowe obsypywanie (NR). Płytkie zaburzenie gleby (SSD). Zabiegi pogrubione zostały uwzględnione w Eksperymencie 1.
*Praktyka konwencjonalna jest definiowana jako coroczne przesiewanie bez płytkiego naruszania gleby, stosowane na kołach międzyrzędowych.
Określono architekturę korzenia i rozkłady profili korzeniowych. Rdzenie korzeniowe pobrano na linii zerowej korony (CZL) spomiędzy dwóch roślin w rzędzie. Rdzenie pobrano również później, z dala od CZL, ale w linii z koroną w odległości 0.3 m, 0.6 mi 0.9 m (ryc. 1). Rdzenie korzeniowe pozyskiwano z gleb o następujących głębokościach: 0.00 – 0.15 m, 0.15 – 0.30 m, 0.30 – 0.45 m i 0.45 – 0.6 m.
Rycina 1. Protokół rdzeniowania korzeni przyjęty w ośrodku próbnym FV 450 / FV 450a.
Dwuletni projekt wykazał silną tendencję do ekspansji korzeni Gijnlim w większym stopniu niż Guelph Millennium, ale nie zaobserwowano znaczących różnic w przestrzennym rozmieszczeniu gęstości masy korzeni między odmianami. Ograniczone zbiory w celu ilościowego określenia plonów wykazały, że ponowne obsypywanie nie obniżyło plonów dla żadnej odmiany, chociaż wyniki sugerują, że w przypadku młodych upraw i przejazdów w rozstawie 1.83 m głęboszenie do głębokości 0.3 m było bezpieczne w przypadku żyta lub gorczycy w uprawach towarzyszących. były uprawiane. Istniało jednak ryzyko uszkodzenia 2-5% całkowitej masy korzeni podczas zagłębiania w kołach na głębokości 0.175 cm dla Guelph Millennium i 0.3 m dla Gijnlim.
Uprawy towarzyszące żyta i gorczycy wydawały się ograniczać rozwój korzeni spichrzowych szparagów do strefy grzbietowej, przy mniejszym wzroście korzeni na powierzchni (< 0.15 m) kółek. Zabieg żyto/niepłytkie nienaruszanie gleby bez prążków plonował istotnie niżej (18.9 – 28.5%) niż większość pozostałych obiektów. Ta redukcja silnie kontrastowała z odkryciami hodowców szparagów w Ameryce Północnej.
Wysokie wartości odporności na penetromery (PR>3 MPa) i wysoka gęstość nasypowa (BD>1.45 cm-3)
Pomiary prowadzono w górnym podglebiu w kołowaniach, co mogło mieć wpływ na rozwój korzeni szparagów. Nagrania High BD zostały również wykonane dla środkowej warstwy gleby. Historycznie korzenie szparagów obserwowano w glebach o wartościach PR 1.96 MPa i 2.9 MPa). Wpływ wysokich wartości PR i BD na wzrost systemu korzeni spichrzowych szparagów, a tym samym zdolność do przechowywania rozpuszczalnych węglowodanów, jest obecnie nieznany.
Kontynuacja projektu FV 450a (02 – 04) została podjęta jako badanie doktoranckie przez Lucie Maskovą, pod nadzorem dr Roba Simmonsa, dr Sarah De Baets i dr Lyndy Deeks w Cranfield. Kontynuowano badanie wpływu zabiegów FV2018 na plony, rozwój i architekturę korzeni, a także poziom rozpuszczalnych węglowodanów w systemie korzeniowym i wpływ na zdrowie gleby. Oceniono różnice odmianowe w reakcji korzeni na BMP i przeprowadzono szersze badanie architektury korzeni szparagów obejmujące różne typy gleby, wiek drzewostanów, różne odmiany i systemy produkcji w całej społeczności hodowców szparagów. Poziomy węglowodanów w korzeniach magazynowych zostały określone w różnych miejscach i dokonano oceny „podatności na uszkodzenie korzeni” dla poszczególnych badanych upraw.
FV 450a: Wpływ BMP na plon
Zabiegi kompostowe PAS 100 (z prążkami i bez prążków w połączeniu z płytkimi zaburzeniami gleby) wiązały się z 20% wzrostem plonów szparagów w porównaniu z konwencjonalną praktyką i zaprawami żyta bez prążków. Zaprawianie żyta bez prążkowań nadal wiązało się z 23% zmniejszeniem plonu w porównaniu z zaprawianiem żyta bez prążkowań (ryc. 2).
Rysunek 2. Różnice w plonie Gijnlim 2020 (kg ha-1) między zabiegami w ramach Eksperymentu 1. Pionowe słupki oznaczają przedziały ufności 0.95.
Stanowi to mocny dowód na to, że tam, gdzie żyto jest uprawiane jako roślina towarzysząca i nie można zastosować obsypywania, następnej wiosny można spodziewać się znacznego zmniejszenia plonów. Jeśli jednak można zastosować obsypywanie, nie obserwuje się spadku plonów w porównaniu z konwencjonalną praktyką lub uprawą zerową. Opierając się na tych odkryciach, hodowcy mogą nie chcieć ryzykować uprawy żyta jako rośliny towarzyszącej, na wypadek, gdyby warunki pogodowe / glebowe uniemożliwiły im dostanie się na ziemię na redlinę.
Wyniki z 2020 r. były zgodne z ustaleniami z 2018 i 2019 r., że wartości węglowodanów z korzenia spichrzowego szparagów dla Guelph Millennium są znacznie wyższe niż odpowiedniki dla Gijnlim, niezależnie od leczenia. Pomimo pewnych wyraźnych różnic w plonach, nie zaobserwowano wpływu zabiegów na wartości węglowodanów w korzeniach ani w 2019, ani w 2020 roku.
Wyniki pokazują również, że zarówno w przypadku Gijnlim, jak i Guelph Millennium, coroczne ponowne obsypywanie związane z konwencjonalną praktyką doprowadziło do zmniejszenia plonów o 20-24% w porównaniu z równoważnymi uprawami zerowej uprawy. Może to częściowo potwierdzać wcześniejsze badania pokazujące, że coroczne przesadzanie powoduje uszkodzenie korzeni i zmniejszenie plonów.
FV 450a: Wpływ na BMP na zagęszczanie i infiltrację gleby
Konwencjonalna praktyka wiązała się ze znacznie wyższymi wartościami oporu penetrometru (PR) z głębokości 0.0-0.2 m w porównaniu z zabiegami na gołej glebie. Natomiast znacznie niższe wartości PR w całym profilu glebowym z uprawy zerowej wskazywały na mniejsze zagęszczenie gleby w porównaniu do wszystkich innych zabiegów na gołej glebie.
Uprawy towarzyszące nie wpłynęły znacząco na PR w porównaniu z konwencjonalną praktyką. Było to nieoczekiwane, jak wynika z wcześniejszych opublikowanych badań, bioremediacji struktury gleby w uprawach towarzyszących.
W 2020 r. PR został znacznie zmniejszony w międzyrzędziach do głębokości 0.25 m we wszystkich płytkich zabiegach naruszania gleby. Co więcej, mulcz ze słomy i kompost PAS 100 (stosowany w połączeniu z płytkim naruszaniem gleby) spowodowały znacznie mniejsze zagęszczenie niż konwencjonalna praktyka na głębokościach większych niż 0.5 m.
W 2020 r. wskaźniki infiltracji we wszystkich obiektach, w których doszło do płytkiego naruszenia gleby, zostały sklasyfikowane jako „Bardzo szybkie” (>500 mm h1) i były znacznie wyższe niż w praktyce konwencjonalnej („Umiarkowane”, 23.2 mm h-1).
Wyniki sugerują, że połączenie aplikacji mulczowania (kompostu PAS 100 lub słomy) z mieszaniem międzyrzędowym i płytkim naruszaniem gleby znacznie zmniejsza zagęszczenie głębokiego osadzania i zwiększa infiltrację. Ma to wpływ na kontrolę spływu i erozji, a także ponowne nawilżenie gleby.
FV 450a: Wpływ zabiegów na architekturę korzenia
Zaobserwowano istotne różnice w gęstości masy korzeni w całym profilu (RMD) między uprawą zerową a konwencjonalnymi zabiegami praktycznymi. Było to spowodowane istotnymi różnicami w RMD na głębokości 0.15 – 0.30 m, 0.3, 0.6 i 0.9 m od linii zerowej korony. Różnice te wynoszą między 48-98% wzrostem RMD związanym z uprawą zerową w porównaniu z konwencjonalną praktyką. Wskazuje to, że coroczne przesadzanie uszkadza korzenie spichrzowe. Jednak do tej pory nie zaobserwowano znaczącego zmniejszenia plonu ani wzrostu zachorowalności w związku z tym leczeniem.
Guelph Millennium kojarzy się z płytszym ukorzenieniem w porównaniu z Gijnlim. W przypadku uprawy zerowej, która zasadniczo umożliwia niezakłócony wzrost korzeni szparagów, Guelph Millennium jest związany z 66-100% wyższym RMD na głębokości 0.0-0.15 m na głębokości 0.3 i 0.6 m od linii zerowej korony, w porównaniu z Gijnlim.
We wszystkich zabiegach podglebienie (płytkie naruszenie gleby) w międzyrzędziach może potencjalnie uszkodzić do 5% całkowitej biomasy korzeniowej przy różnych konfiguracjach zębów stosowanych na głębokości roboczej 300 mm. Coroczne obsypywanie może również uszkodzić do 5% całkowitej biomasy korzeni.
FV 450a: Wyniki ankiety dla hodowców
W przypadku pól, na których pobrano próbki z szerszego brzegu ziemi plantatorów, odstępy między rzędami szparagów różniły się w zależności od rozstawu kół. Najwyższe wartości masy korzeni stwierdzono na linii zerowej korony i do 0.3 m od grani, a najniższe w kołowaniu w „martwej strefie” przy powierzchni gleby (0-0.3 m). Odmiana nie była dominującym czynnikiem w rozmieszczeniu masy korzeni, natomiast wiek drzewostanu miał istotny wpływ. Wielokrotne ponowne obsypywanie i zagłębianie w torach zapobiegało ekspansji systemu korzeniowego w strefie toczenia, powodując w ten sposób znaczne „obcięcie” potencjalnej możliwej do osiągnięcia biomasy korzeniowej. Ma to wpływ na przechowywanie węglowodanów. Masa korzeni była również ujemnie skorelowana z PR gleby we wszystkich pobranych lokalizacjach i polach. Wyniki nadal potwierdzają zalecenie, że aby zapobiec uszkodzeniom korzeni przechowalniczych w wyniku operacji powtórnego obsypywania lub głęboszowania, hodowcy powinni przeprowadzić rozpoznawcze badania rozmieszczenia profilu korzeni przed rozpoczęciem powtórnego obsypywania i/lub głęboszowania.
Kontynuacja projektu FV 450b (od 1 lipca 2021 r.)
(Z zastrzeżeniem decyzji ministerialnej Defra w sprawie przyszłości AHDB Ogrodnictwo)
Grupa zarządzania projektem (PMG), w skład której wchodzą John Chinn z Cobrey Farm, Phil Langley z Gs Sandfields Farm Ltd., Tim Casey z J & V Casey & Son Ltd. oraz niezależna konsultantka Claire Donkin są zdania, że prace te powinny być kontynuowane przez następne 3 lata, ponieważ ważne jest, aby monitorować uprawę, gdy osiąga ona szczytową fazę produkcji komercyjnej. Próba nie osiągnęła tej fazy dojrzałości upraw i produkcji ekonomicznej, która zwykle ma miejsce między 4 a 7 rokiem życia (rysunek 3). Jest to kluczowy okres zwrotu dla hodowców. W związku z tym należy nadal monitorować wpływ corocznych przekopów na trwałość i rentowność drzewostanów oraz oceniać implikacje ekonomiczne. Pogląd PMG został poparty przez komitet techniczny AGA Research & Development we wrześniu 2020 roku.
Rysunek 3. Harmonogram projektu FV450 / FV450a / FV450b wskazujący dotychczasowe działania i okres kluczowego okresu dojrzałości komercyjnej.
Celem jest dalsza ocena wpływu BMP na plon szparagów, długość życia drzewostanów, występowanie chorób i zdrowie gleby. Prace obejmą krytyczną ocenę roli stosowania kompostu PAS 100 w zwiększaniu plonów; pełna ocena fizycznych, chemicznych i biologicznych wskaźników gleby oraz rozkładów profilu korzeni spichrzowych w celu określenia optymalnych warunków proliferacji korzeni spichrzowych. Progowe wartości odporności na penetrację, które ograniczają wydłużenie korzenia, zostaną określone ilościowo, a różnice odmianowe w architekturze korzeni i plonach będą nadal oceniane.
Projekt określi najbardziej opłacalne BMP pod względem poprawy plonów szparagów i zdrowia gleby w ciągu 6-letniego okresu komercyjnych zbiorów, w oparciu o analizę kosztów i korzyści. Umożliwi to hodowcom szparagów podejmowanie świadomych decyzji dotyczących ekonomiki przyjmowania BMP w kontekście ekonomiki ich własnej działalności rolniczej.
Zamierza się również praktycznie przeskalować wybrane BMP do innych miejsc hodowców poprzez ustanowienie 3-5 zreplikowanych miejsc satelitarnych. W ramach projektu zbadana zostanie również potencjalna rola owsa jako alternatywnej uprawy towarzyszącej zamiast żyta, w celu zapewnienia zimowej ochrony przed spływaniem/erozją.
Więcej informacji
Pobierz raporty z projektu tutaj
Poznaj badaczy
Łaska Choto
Menadżer Wymiany Wiedzy – Warzywa Polowe (sałatki liściaste, zioła i warzywa specjalne)Zobacz pełną biografię
Kim Parkera
Naukowiec ochrony roślin: chorobyZobacz pełną biografię