Полевые операции, такие как ежегодное повторное окучивание посевов спаржи, опрыскивание и сбор урожая, могут привести к прогрессирующему и сильному уплотнению междурядных колёс, что приводит к уменьшению инфильтрации и увеличению риска затопления поверхностных вод, образования стоков и эрозии почвы.
Проект FV 450, финансируемый AHDB «Спаржа: устойчивое управление почвой для продления срока службы насаждений и оптимизации урожайности» (01/05/2016 – 31/03/2018), разработать и эффективно распространить набор лучших практик управления (BMP) для предотвращения и/или устранения уплотнения колес и проблем, которые оно вызывает. Проектом руководил доктор Роб Симмонс из Крэнфилдского института почв и агропродовольственного хозяйства Крэнфилдского университета.
Два повторных полевых эксперимента были проведены в апреле 2016 года на ферме Гэтсфорд, Росс-он-Уай, при поддержке Cobrey Farms в натуральной форме. ЛМБ включали (1) сопутствующие культуры – рожь (Сериал Чекале Л.), Горчица (Синапис альба L.), (2) внесение поверхностного мульчирования междурядий (соломенная мульча или компост PAS 100 в сочетании с неглубоким нарушением почвы (SSD)) и (3) сочетание традиционных методов обработки почвы (перегребание (R) и SSD) против (4) вариант нулевой обработки почвы. Средство Shallow Soil Disturbance применялось с помощью крылатого зубца на глубине 0.25–0.3 м при мульчировании.
В Эксперименте 1 (48 экспериментальных участков) воздействие BMP изучалось в Гейнлиме, на который приходится 70% урожая спаржи, выращенной в полевых условиях Великобритании. В эксперименте 2 сравнивались сортовые различия в развитии и архитектуре корней, а также в распределении профиля корней в зависимости от обработки почвы Gijnlim и Guelph Millennium. Пробная настройка приведена ниже –
Таблицы 1 – Эксперимент 1: Описание лечения
разнообразие | Описание лечения | повторное окучивание |
Гейнлим | Сопутствующая культура – рожь. | R |
Гейнлим | Сопутствующая культура – рожь. | NR |
Гейнлим | Сопутствующая культура – горчица | R |
Гейнлим | Сопутствующая культура – горчица | NR |
Гейнлим | Твердотельный накопитель для компоста PAS 100 | R |
Гейнлим | Твердотельный накопитель для компоста PAS 100 | NR |
Гейнлим | Соломенная мульча SSD | R |
Гейнлим | Соломенная мульча SSD | NR |
Гейнлим | Голая почва SSD | R |
Гейнлим | Голая почва SSD | NR |
Гейнлим | Традиционная практика | R |
Гейнлим | Нулевая обработка почвы | NR |
Ежегодная повторная обрезка (R) или нулевая обрезка (NR). Мелкое нарушение почвы (SSD). Лечение, выделенное жирным шрифтом, включено в Эксперимент 2.
Эксперимент 2: Описание лечения
разнообразие | Описание лечения | повторное окучивание |
Гейнлим | Голая почва SSD | R |
Гейнлим | Голая почва SSD | NR |
Гейнлим | *Обычная практика | R |
Гейнлим | Нулевая обработка почвы | NR |
Гвельф Миллениум | Голая почва SSD | R |
Гвельф Миллениум | Голая почва SSD | NR |
Гвельф Миллениум | *Обычная практика | R |
Гвельф Миллениум | Нулевая обработка почвы | NR |
Ежегодная повторная обрезка (R) или нулевая обрезка (NR). Мелкое нарушение почвы (SSD). Лечение, выделенное жирным шрифтом, включено в Эксперимент 1.
*Обычная практика определяется как ежегодная перекатка гребней без неглубокого нарушения почвы при междурядной обработке.
Была определена корневая архитектура и распределение корневых профилей. Корневые керны были взяты на нулевой линии кроны (CZL) между двумя растениями в ряду. Керны были взяты и впоследствии, вдали от ЦЗЛ, но на уровне кровли на расстояниях 0.3 м, 0.6 м и 0.9 м (рис. 1). Корни корней извлекали из почвы на следующих глубинах: 0.00–0.15 м, 0.15–0.30 м, 0.30–0.45 м и 0.45–0.6 м.
Рисунок 1. Протокол извлечения сердцевины, принятый на испытательном участке FV 450/FV 450a.
Двухлетний проект показал сильную тенденцию к большему расширению корней Gijnlim в колерование, чем у Guelph Millennium, но существенных различий в пространственном распределении плотности корневой массы между сортами не наблюдалось. Ограниченный сбор урожая для количественной оценки урожайности показал, что повторное гребнеобразование не привело к снижению урожайности ни для одного из сортов, хотя результаты показали, что для молодых культур и колес с центром 1.83 м операции по рыхлению на глубину 0.3 м были безопасными для проведения операций по выращиванию сопутствующих культур либо рожи, либо горчицы. были выращены. Однако существовал риск повреждения 2-5% общей массы корней при рыхлении почвы колесами на глубину 0.175 см для Guelph Millennium и на глубину 0.3 м для Gijnlim.
Сопутствующие культуры рожь и горчица, по-видимому, ограничивают развитие запасающих корней спаржи зоной гребня, с меньшим ростом корней на поверхности (<0.15 м) колес. Негребневая обработка рожь/немелкое нарушение почвы давала значительно меньшие результаты (на 18.9–28.5%), чем большинство других вариантов. Это снижение сильно контрастирует с данными производителей спаржи в Северной Америке.
Высокие значения сопротивления пенетромеру (PR>3 МПа) и высокая объемная плотность (BD>1.45 см).-3)
измерения наблюдались в верхних слоях почвы при движении колес, что могло повлиять на развитие корней спаржи. Записи высокого BD также были сделаны для среднего верхнего слоя почвы. Исторически корни спаржи наблюдались в почвах со значениями PR 1.96 МПа и 2.9 МПа). Влияние высоких значений PR и BD на рост запасающей корневой системы спаржи и, следовательно, на способность запасать растворимые углеводы в настоящее время неизвестно.
Продолжение проекта FV 450a (02 февраля 04 г. – 2018 февраля 02 г.) было предпринято в качестве докторского исследования Люси Масковой под руководством доктора Роба Симмонса, доктора Сары Де Баетс и доктора Линды Дикс в Крэнфилде. Продолжалось изучение влияния обработки FV04 на урожайность, развитие и архитектуру корней, а также уровень растворимых углеводов в корневой системе и влияние на здоровье почвы. Были оценены сортовые различия в реакции корней на BMP и проведено более широкое исследование архитектуры корней спаржи, охватывающее различные типы почв, возрасты насаждений, различные сорта и системы производства в сообществе производителей спаржи. Уровни запаса углеводов в корнях были определены на разных участках и проведена оценка «уязвимости к повреждению корней» для конкретных обследованных культур.
FV 450a: Влияние БМП на урожайность
Обработка компостом PAS 100 (гребневая и негребневая в сочетании с неглубоким нарушением почвы) привела к повышению урожайности побегов спаржи на 20% по сравнению с традиционной практикой и негребневой обработкой ржи. Обработка ржи без гребней по-прежнему приводила к снижению урожайности на 23% по сравнению с обработкой ржи с гребнями (рис. 2).
Рисунок 2. Различия в урожайности Гейнлима в 2020 году (кг/га)-1) между обработками Эксперимента 1. Вертикальные столбцы обозначают доверительные интервалы 0.95.
Это дает убедительные доказательства того, что там, где рожь выращивается как сопутствующая культура и нельзя проводить окучивание, следующей весной можно ожидать значительного снижения урожайности. Тем не менее, если можно применить окучивание окучивания, не наблюдается снижения урожайности по сравнению с традиционной практикой или нулевой обработкой почвы. Основываясь на этих выводах, производители, возможно, не захотят рисковать, выращивая рожь в качестве сопутствующей культуры, если погодные/почвенные условия не позволят им добраться до гряды.
Результаты 2020 года последовали за данными 2018 и 2019 годов о том, что содержание углеводов в запасающих корнях спаржи для Guelph Millennium значительно выше, чем эквивалент для Gijnlim, независимо от лечения. Несмотря на некоторые явные различия в урожайности, обработки не оказали влияния на содержание углеводов в корнях ни в 2019, ни в 2020 году.
Результаты также показывают, что как для Gijnlim, так и для Guelph Millennium ежегодное повторное рыхление, связанное с традиционной практикой, привело к снижению урожайности на 20-24% по сравнению с эквивалентными обработками с нулевой обработкой почвы. Это может частично подтвердить предыдущие исследования, показавшие, что ежегодное повторное окучивание гребней приводит к повреждению корней и снижению урожайности.
FV 450a: Влияние BMP на уплотнение и инфильтрацию почвы
Традиционная практика была связана со значительно более высокими значениями сопротивления пенетрометра (PR) на глубине 0.0-0.2 м по сравнению с обработкой голой почвы. Напротив, значительно более низкие значения PR по профилю почвы при нулевой обработке почвы указывали на меньшее уплотнение почвы по сравнению со всеми другими обработками голой почвы.
Выращивание сопутствующих культур не оказало существенного влияния на PR по сравнению с традиционной практикой. Это было неожиданно, поскольку, как показали предыдущие опубликованные исследования, сопутствующие культуры биоремедиировали структуру почвы.
В 2020 году ПР был значительно снижен в междурядных обработках до глубины 0.25 м при всех неглубоких обработках почвы. Кроме того, обработка соломенной мульчей и компостом PAS 100 (применявшаяся при неглубоком нарушении почвы) привела к значительно меньшему уплотнению, чем при традиционной практике, на глубине более 0.5 м.
В 2020 году скорость инфильтрации при всех обработках с учетом неглубокого нарушения почвы была классифицирована как «Очень быстрая» (>500 мм/час).1) и были значительно выше, чем при традиционной практике («Умеренная», 23.2 мм h-1).
Результаты показывают, что сочетание применения мульчи (компоста PAS 100 или соломы) с междурядной обкаткой и неглубоким разрушением почвы значительно снижает глубокое уплотнение и увеличивает инфильтрацию. Это имеет значение для борьбы со стоком и эрозией, а также для пополнения запасов влаги в почве.
FV 450a: Влияние лечения на архитектуру корня
Значительные различия в плотности корневой массы (RMD) по всему профилю наблюдались между нулевой обработкой почвы и традиционными методами обработки. Это связано со значительными различиями СКО на глубинах 0.15–0.30 м, 0.3, 0.6 и 0.9 м от нулевой линии кроны. Эти различия составляют увеличение RMD на 48-98%, связанное с нулевой обработкой почвы, по сравнению с традиционной практикой. Это указывает на то, что ежегодное повторное окучивание повреждает накопительные корни. Однако на сегодняшний день в связи с этим лечением не наблюдалось значительного снижения урожайности или увеличения заболеваемости.
Guelph Millennium имеет более мелкую тенденцию к укоренению по сравнению с Gijnlim. Что касается нулевой обработки почвы, которая, по сути, позволяет корням спаржи расти беспрепятственно, Guelph Millennium ассоциируется с более высоким RMD на 66–100% на глубине 0.0–0.15 м на расстоянии 0.3 и 0.6 м от нулевой линии кроны по сравнению с Gijnlim.
При всех обработках рыхление почвы (небольшое нарушение почвы) при междурядном движении потенциально может повредить до 5% общей биомассы корней при различных конфигурациях зубьев, используемых при рабочей глубине 300 мм. Ежегодные операции по гребнеобразованию также могут привести к повреждению до 5% общей биомассы корней.
FV 450a: результаты опроса производителей
На полях, отобранных с более широкого земельного участка производителя, междурядья спаржи варьировались в зависимости от центров вращения. Наибольшие значения массы корней обнаружены на нулевой линии кроны и на расстоянии до 0.3 м от гребня, а наименьшие значения — при колесовании в «мертвой зоне» у поверхности почвы (0-0.3 м). Сорт не был преобладающим фактором в распределении корневой массы, тогда как возраст насаждений имел существенное влияние. Многократное перерыхление и рыхление почвы в колёсах предотвратило расширение корневой системы в зоне колёс, что привело к значительному «усечению» потенциально достижимой корневой биомассы. Это имеет значение для хранения углеводов. Корневая масса также отрицательно коррелировала с PR почвы во всех местах и полях, где были отобраны образцы. Результаты по-прежнему подтверждают рекомендацию о том, что для предотвращения повреждения корней при хранении в результате операций по перерыхлению или рыхлению, производителям следует провести исследовательские исследования распределения профиля корней, прежде чем приступать к операциям по перерыхлению и/или рыхлению почвы.
Продолжение проекта ФВ 450б (с 1 июля 2021 г.)
(В зависимости от решения министерства Defra о будущем садоводства AHDB)
Группа управления проектом (PMG), в которую входят Джон Чинн из Cobrey Farm, Фил Лэнгли из Gs Sandfields Farm Ltd., Тим Кейси из J & V Casey & Son Ltd. и независимый консультант Клэр Донкин, считают, что эту работу следует продолжать. в течение следующих 3 лет, поскольку важно контролировать урожай по мере его созревания и достижения пиковой фазы коммерческого производства. Испытание не достигло этой фазы зрелости урожая и экономичного производства, которая обычно происходит между 4-7 годами (рис. 3). Это ключевой период окупаемости для производителей. Следовательно, необходимо продолжать отслеживать влияние ежегодной замены окучивания на долговечность и рентабельность насаждений и оценивать экономические последствия. Мнение PMG было поддержано техническим комитетом AGA по исследованиям и разработкам в сентябре 2020 года.
Рисунок 3. График реализации проекта FV450/FV450a/FV450b с указанием мероприятий на сегодняшний день и периода решающего периода коммерческой зрелости.
Цель состоит в том, чтобы продолжить оценку воздействия BMP на урожайность спаржи, продолжительность жизни, заболеваемость и здоровье почвы. Работа будет включать критическую оценку роли применения компоста PAS 100 в повышении урожайности; полная оценка физических, химических и биологических показателей почвы и распределения профилей запасающих корней с целью определения оптимальных условий для размножения накопительных корней. Пороговые значения проникающего сопротивления, ограничивающие удлинение корня, будут определены количественно, а сортовые различия в архитектуре корня и урожайности будут продолжать оцениваться.
На основе анализа затрат и выгод проект определит наиболее экономически эффективный BMP с точки зрения повышения урожайности спаржи и здоровья почвы в течение 6-летнего периода коммерческих урожаев. Это позволит производителям спаржи принимать обоснованные решения относительно экономики внедрения BMP в контексте экономики их собственного фермерского бизнеса.
Намерения также заключаются в том, чтобы практически масштабировать выбранные BMP на другие площадки-производители путем создания 3-5 копируемых вспомогательных площадок. В рамках проекта также будет изучена потенциальная роль овса в качестве альтернативной сопутствующей культуры вместо ржи, чтобы обеспечить защиту от зимнего стока/эрозии.
Дополнительная информация
Скачать отчеты проекта можно здесь
Наша команда
Грейс Чото
Менеджер по обмену знаниями – полевые овощи (листовые салаты, зелень и фирменные овощи)Посмотреть полную биографию
Ким Паркер
Ученый по защите растений: болезниПосмотреть полную биографию