Peltotoimenpiteet, kuten parsasatojen vuotuinen uudelleenharjoittaminen, ruiskutus ja sadonkorjuu, voivat johtaa penkkien välisten renkaiden asteittaiseen ja vakavaan tiivistymiseen, mikä vähentää tunkeutumista ja lisää pintaveden lammentumisen, valumien muodostumisen ja maaperän eroosion riskiä.
AHDB:n rahoittama hanke FV 450 "Parsa: Kestävä maaperänhoito metsikön pitkäikäisyyteen ja sadon optimointiin" (01/05/2016 – 31/03/2018), kehittää ja levittää tehokkaasti parhaiden hallintakäytäntöjen (BMP) sarjaa pyörien tiivistymisen ja sen aiheuttamien ongelmien estämiseksi ja/tai korjaamiseksi. Projektia johti tohtori Rob Simmons Cranfieldin yliopiston Cranfield Soil and Agrifood Institutesta.
Kaksi toistettua kenttäkoetta perustettiin huhtikuussa 2016 Gatsford Farmilla, Ross-on-Wyessä, Cobrey Farmsin luontoissuorituksilla. BMP:t sisälsivät (1) seurakasveja – ruis (Sereale cecale L.), Sinappi (Sinapis alba L.), (2) rivien väliset pintamultaussovellukset (olkikatto tai PAS 100 -komposti yhdessä matalan maaperän häiriön (SSD) kanssa) ja (3) tavanomaisten maanmuokkausmenetelmien yhdistelmä (uudelleenharjaus (R) ja SSD) vastaan (4) nollamuokkausvaihtoehto. Shallow Soil Disturbance levitettiin siipipiikkillä 0.25 – 0.3 m syvyyteen multaamiskäsittelyissä.
Kokeessa 1 (48 koealaa) BMP:iden vaikutusta tutkittiin Gijnlimissä, joka edustaa 70 % Yhdistyneen kuningaskunnan peltokasvien sadosta. Kokeessa 2 verrattiin lajikkeiden eroja juurikehityksessä ja -arkkitehtuurissa sekä juuriprofiilin jakautumisessa Gijnlim- ja Guelph Millennium -lajikkeiden pohjamaalauskäsittelyjen vaikutuksiin. Kokeiluasetukset on annettu alla -
Taulukot 1 – Koe 1: Hoitokuvaukset
lajike | Hoidon kuvaus | Uudelleen uurtaminen |
Gijnlim | Companion Crop – ruis | R |
Gijnlim | Companion Crop – ruis | NR |
Gijnlim | Companion Crop – sinappi | R |
Gijnlim | Companion Crop – sinappi | NR |
Gijnlim | PAS 100 komposti SSD | R |
Gijnlim | PAS 100 komposti SSD | NR |
Gijnlim | Straw Mulch SSD | R |
Gijnlim | Straw Mulch SSD | NR |
Gijnlim | Paljas maaperän SSD | R |
Gijnlim | Paljas maaperän SSD | NR |
Gijnlim | Perinteinen käytäntö | R |
Gijnlim | Nollamuokkaus | NR |
Vuosittainen uudelleenharjoitus (R) tai nollaharjoitus (NR). Matala maaperän häiriö (SSD). Lihavoidut hoidot sisältyvät kokeeseen 2.
Koe 2: Hoitokuvaukset
lajike | Hoidon kuvaus | Uudelleen uurtaminen |
Gijnlim | Paljas maaperän SSD | R |
Gijnlim | Paljas maaperän SSD | NR |
Gijnlim | * Perinteinen käytäntö | R |
Gijnlim | Nollamuokkaus | NR |
Guelph Millenium | Paljas maaperän SSD | R |
Guelph Millenium | Paljas maaperän SSD | NR |
Guelph Millenium | * Perinteinen käytäntö | R |
Guelph Millenium | Nollamuokkaus | NR |
Vuosittainen uudelleenharjoitus (R) tai nollaharjoitus (NR). Matala maaperän häiriö (SSD). Lihavoidut hoidot sisältyvät kokeeseen 1.
*Perinteinen käytäntö määritellään vuosittaiseksi uudelleenharjaukseksi ilman matalaa maaperän häiriöitä, joita sovelletaan rivien välisiin pyöräilyihin.
Juuriarkkitehtuuri ja juuriprofiilien jakaumat määritettiin. Juuriytimet otettiin kruunun nollaviivalta (CZL) kahden rivin kasvin välistä. Sydämet otettiin myös myöhemmin pois CZL:stä, mutta linjassa kruunun kanssa 0.3 m, 0.6 m ja 0.9 m etäisyyksiltä (kuva 1). Juuriytimiä poimittiin seuraavista maasyvyydestä: 0.00 – 0.15 m, 0.15 – 0.30 m, 0.30 – 0.45 m ja 0.45 – 0.6 m.
Kuva 1. FV 450 / FV 450a -koepaikalla hyväksytty juurenpoistoprotokolla.
Kaksivuotinen projekti osoitti vahvan trendin, että Gijnlim-juuret leviävät enemmän pyöräilyyn kuin Guelph Millennium, mutta merkittäviä eroja ei havaittu juurien massatiheyksien alueellisessa jakautumisessa lajikkeiden välillä. Rajoitettu sadonkorjuu sadon kvantifioimiseksi osoitti, että uudelleenharjoittaminen ei vähentänyt kummankaan lajikkeen satoa, vaikka tulokset viittaavat siihen, että nuorelle satolle ja 1.83 metrin syvyyksissä sijaitseville renkaille 0.3 metrin syvyyteen ulottuvat maaperänpoistotoimenpiteet olivat turvallisia, jos ruis- tai sinappikasveja kasvatettiin. kasvatettiin. Oli kuitenkin olemassa riski vahingoittaa 2–5 % kokonaisjuuren massasta, kun alusmultaa renkaat 0.175 cm:n syvyydellä Guelph Millenniumilla ja 0.3 m:n syvyydellä Gijnlimillä.
Rukiin ja sinapin seurakasvit näyttivät rajoittavan parsan varastojuurien kehittymisen harjuvyöhykkeelle, jolloin juurien kasvu oli vähemmän (< 0.15 m) renkaiden pinnalla. Ruis / ei-matalien maaperän häiriökäsittely ei-harjuinen käsittely tuotti merkittävästi vähemmän (18.9 – 28.5 % vähemmän) kuin useimmat muut käsittelyt. Tämä vähennys oli vahva ristiriidassa Pohjois-Amerikan parsanviljelijöiden havaintojen kanssa.
Korkeat tunkeutumisresistanssiarvot (PR> 3 MPa) ja korkea irtotiheys (BD> 1.45 cm-3)
Mittauksia havaittiin ylemmässä pohjamaassa pyörissä, mikä saattaa vaikuttaa parsan juurien kehitykseen. Korkean BD:n tallennuksia tehtiin myös keskimaaperälle. Historiallisesti parsan juuria on havaittu maaperässä, jonka PR-arvot ovat 1.96 MPa ja 2.9 MPa). Korkeiden PR- ja BD-arvojen vaikutusta parsan varastointijuurijärjestelmän kasvuun ja siten kykyyn varastoida liukoisia hiilihydraatteja ei tällä hetkellä tunneta.
Jatkoprojektin FV 450a (02/04 2018 – 02/04/2021) toteutti tohtoritutkimuksena Lucie Maskova, tohtori Rob Simmonsin, tohtori Sarah De Baetsin ja tohtori Lynda Deeksin valvonnassa Cranfieldissä. Tässä jatkettiin FV450-käsittelyjen vaikutusten satoa, juurikehitystä ja arkkitehtuuria sekä juuriston liukoisten hiilihydraattien tasojen ja maaperän terveyteen kohdistuvien vaikutusten tutkimista. Lajikkeiden erot juurivasteessa BMP:ille arvioitiin ja laajempi parsan juuriarkkitehtuuritutkimus, joka kattoi erilaiset maatyypit, metsien iän, erilaiset lajikkeet ja tuotantojärjestelmät koko parsanviljelijäyhteisössä. Säilytysjuuren hiilihydraattitasot määritettiin eri paikoissa, ja tutkittujen viljelykasvien juuren vahingoittumisalttius arvioitiin.
FV 450a: BMP:iden vaikutus tuottoon
PAS 100 -kompostikäsittelyt (harjanteinen ja harjaantumaton yhdistettynä matalan maaperän häiriintymiseen) liittyivät 20 %:n nousuun parsan keihässatoja verrattuna tavanomaiseen käytäntöön ja rukiin harjaantumattomiin käsittelyihin. Rukiin harjaantumaton käsittely liittyi edelleen 23 %:n tuoton alenemiseen verrattuna rukiin harjanteiseen käsittelyyn (kuvio 2).
Kuva 2. Erot vuonna 2020 Gijnlim-sato (kg ha-1) kokeen 1 hoitojen välillä. Pystypalkit osoittavat 0.95 luottamusväliä.
Tämä antaa vankan todisteen siitä, että kun ruista kasvatetaan seurakasvina eikä harjausta voida tehdä, seuraavana keväänä voidaan odottaa merkittävää sadon laskua. Kuitenkin, jos harjaus voidaan suorittaa, sadonkorkoa ei havaita verrattuna tavanomaiseen käytäntöön tai nollamuokkaukseen. Näiden havaintojen perusteella viljelijät eivät ehkä halua ottaa riskiä rukiin kasvattamisesta seurakasvina, mikäli sää-/maaperäolosuhteet eivät tarkoita, että he pääse maalle harjulle.
Vuoden 2020 tulokset seurasivat vuosien 2018 ja 2019 havaintoja, joiden mukaan parsan varastointijuuren hiilihydraattiarvot Guelph Millenniumille ovat merkittävästi korkeammat kuin vastaavat Gijnlimissä hoidosta riippumatta. Selkeistä satoeroista huolimatta hoidoilla ei ollut vaikutusta juurihiilihydraattiarvoihin vuonna 2019 tai 2020.
Tulokset osoittavat myös, että sekä Gijnlimissä että Guelph Millenniumissa tavanomaiseen käytäntöön liittyvä vuotuinen uudelleenharjoitus johti 20–24 %:n sadon laskuun verrattuna vastaaviin nollakylvökäsittelyihin. Tämä saattaa osittain vahvistaa aiempia tutkimuksia, jotka osoittavat, että vuosittainen uudelleenharjoittelu aiheuttaa juurivaurioita ja sadon vähenemistä.
FV 450a: Vaikutus BMP:iin maaperän tiivistymiseen ja tunkeutumiseen
Perinteinen käytäntö yhdistettiin merkittävästi korkeampiin penetrometriresistanssiarvoihin (PR) 0.0-0.2 metrin syvyydessä verrattuna paljain maan käsittelyyn. Sitä vastoin merkittävästi pienemmät PR-arvot koko maaperän profiilissa nollakylvökäsittelystä osoittivat vähemmän maaperän tiivistymistä verrattuna kaikkiin muihin paljain maan käsittelyihin.
Seuran rajaus ei merkittävästi vaikuttanut PR:iin verrattuna tavanomaiseen käytäntöön. Tämä oli odottamatonta, koska aiempien julkaistujen tutkimusten perusteella viljelykumppani biokunnosti maaperän rakennetta.
Vuonna 2020 PR vähentyi merkittävästi rivien välissä 0.25 metrin syvyyteen kaikissa matalan maaperän häiriökäsittelyissä. Lisäksi olkikatto ja PAS 100 -kompostikäsittelyt (käytettiin yhdessä matalan maaperän häiritsemisen kanssa) johtivat huomattavasti vähemmän tiivistymiseen kuin perinteinen käytäntö yli 0.5 metrin syvyyksissä.
Vuonna 2020 kaikkien matalan maaperän häiriöiden kohteiden tunkeutumisnopeudet luokiteltiin "erittäin nopeaksi" (>500 mm h1) ja olivat merkittävästi korkeammat kuin tavanomaisessa harjoituksessa ("Keskitaso", 23.2 mm h-1).
Tulokset viittaavat siihen, että multaamisen (joko PAS 100 -kompostin tai oljen) yhdistelmä rivien pyörittämiseen ja matalan maaperän häiriintymiseen vähentää merkittävästi syvän tiivistymistä ja lisää tunkeutumista. Tämä vaikuttaa valumisen ja eroosion hallintaan sekä maaperän kosteuden uudelleenlataukseen.
FV 450a: Hoitojen vaikutus juuriarkkitehtuuriin
Merkittäviä eroja koko profiilin juurimassatiheydessä (RMD) havaittiin nollamuokkauksen ja tavanomaisten hoitokäsittelyjen välillä. Tämä johtui merkittävistä eroista RMD:ssä 0.15–0.30 metrin syvyydessä, 0.3, 0.6 ja 0.9 metrin päässä kruunun nollaviivasta. Nämä erot merkitsevät 48-98 %:n kasvua nollakylvökäsittelyyn liittyvässä RMD:ssä tavanomaiseen käytäntöön verrattuna. Tämä osoittaa, että vuosittainen uudelleenharjoitus vahingoittaa varastointijuuria. Tähän mennessä ei kuitenkaan ole havaittu merkittävää sadon vähenemistä tai sairauden esiintyvyyden lisääntymistä tämän hoidon yhteydessä.
Guelph Millennium liittyy Gijnlimiin verrattuna matalampaan juurtumistyyliin. Nollakylvökäsittelyssä, joka käytännössä mahdollistaa parsan juuren häiriöttömän kasvun, Guelph Millennium liittyy 66–100 % korkeampaan RMD:hen 0.0–0.15 metrin syvyydessä 0.3 ja 0.6 metrin etäisyydellä kruunun nollaviivasta Gijnlimiin verrattuna.
Kaikilla käsittelyillä pohjamaaperä (matala maaperän häiriö) rivien välisissä pyörissä voi mahdollisesti vahingoittaa jopa 5 % juuren kokonaisbiomassasta 300 mm:n työsyvyydellä käytettävillä piikkikonfiguraatioilla. Vuosittaiset harjaustoimenpiteet voivat myös vahingoittaa jopa 5 % koko juuren biomassasta.
FV 450a: Viljelijätutkimuksen tulokset
Laajemmalta viljelijäalueelta näytteitä otetuilla pelloilla parsan rivivälit vaihtelivat pyöräilykeskusten funktiona. Juurimassan korkeimmat arvot löytyivät latvusnollalinjalta ja jopa 0.3 metrin etäisyydeltä harjusta ja pienimmät arvot pyöräilyssä "kuollut alueella" lähellä maan pintaa (0-0.3 m). Lajike ei ollut vallitseva tekijä juurimassajakaumassa, kun taas puuston iällä oli merkittävä vaikutus. Toistuva uudelleen harjaantuminen ja pohjamuokkaaminen pyöräilyvyöhykkeissä esti juuriston laajentumisen pyöräilyvyöhykkeellä, mikä aiheutti merkittävän mahdollisen saavutettavissa olevan juuren biomassan "typistymisen". Tämä vaikuttaa hiilihydraattien varastointiin. Juuren massa korreloi myös negatiivisesti maaperän PR:n kanssa kaikissa näytepaikoissa ja pelloissa. Tulokset tukevat edelleen suositusta, jonka mukaan viljelijöiden tulisi tehdä kokeelliset juuriprofiilin levinneisyydet ennen uudelleenharjaus- ja/tai pohjamuottamistoimenpiteiden aloittamista varastojuurien vaurioitumisen estämiseksi.
Jatkoprojekti FV 450b (1 alkaen)
(Edellytämme Defran ministerin päätöstä AHDB-puutarhanviljelyn tulevaisuudesta)
Projektinhallintaryhmä (PMG), johon kuuluvat John Chinn Cobrey Farmista, Phil Langley Gs Sandfields Farm Ltd:stä, Tim Casey J & V Casey & Son Ltd:stä ja riippumaton konsultti Claire Donkin, ovat sitä mieltä, että tätä työtä tulisi jatkaa. seuraavien 3 vuoden ajan, koska on tärkeää seurata satoa sen kypsyessä kaupallisen tuotannon huippuvaiheeseen. Kokeessa ei ole saavutettu tätä sadon kypsyyden ja taloudellisen tuotannon vaihetta, joka tapahtuu tyypillisesti vuosien 4-7 välillä (kuva 3). Tämä on viljelijöille tärkein takaisinmaksuaika. Tästä johtuen vuosittaisen uusinnan vaikutusta metsikön pitkäikäisyyteen ja kannattavuuteen on edelleen seurattava ja taloudellisia vaikutuksia arvioitava. PMG:n näkemystä tuki AGA:n tutkimus- ja kehitystyön tekninen komitea syyskuussa 2020.
Kuva 3. FV450 / FV450a / FV450b -projektin aikajana, joka osoittaa tähänastiset toimet ja kaupallisen kypsyysajan kriittisen ajanjakson.
Tavoitteena on jatkaa BMP-vaikutusten arviointia parsan satoon, metsikön pitkäikäisyyteen, tautien esiintyvyyteen ja maaperän terveyteen. Työhön kuuluu kriittinen arviointi PAS 100 -kompostisovelluksen roolista sadon lisäämisessä; täydellinen arviointi maaperän fysikaalisista, kemiallisista ja biologisista indikaattoreista ja varastointijuuren profiilin jakautumisesta, jotta voidaan määrittää optimaaliset olosuhteet varastointijuuren lisääntymiselle. Juuren venymistä rajoittavat tunkeutumisresistanssin kynnysarvot kvantifioidaan ja lajikkeiden eroja juuriarkkitehtuurissa ja sadoissa arvioidaan edelleen.
Hanke määrittää kustannus-hyötyanalyysin perusteella kustannustehokkaimman BMP:n parsan sadon ja maaperän terveyden parantamiseksi kuuden vuoden kaupallisen sadon aikana. Näin parsanviljelijät voivat tehdä tietoon perustuvia päätöksiä BMP:n käyttöönoton taloudellisuudesta oman maatilayrityksensä taloudellisen näkökulman yhteydessä.
Tarkoituksena on myös käytännössä skaalata valitut BMP:t muihin viljelyalueisiin perustamalla 3–5 toistettua satelliittipaikkaa. Hankkeessa selvitetään myös kauran mahdollista roolia vaihtoehtoisena lisäkasvina rukiin sijaan talven ylivuoto-/eroosiosuojauksen takaamiseksi.
Lisätietoja
Tapaa tiimi
Grace Choto
Tiedonvaihtopäällikkö – peltokasvikset (lehtisalaatit, yrtit ja erikoisvihannekset)Katso koko elokuva
Kim Parker
Kasvinsuojelututkija: tauditKatso koko elokuva