Польові операції, такі як щорічне пересування посівів спаржі, обприскування та збирання врожаю, можуть призвести до прогресивного та сильного ущільнення міжрядних коліс, що призводить до зменшення інфільтрації та підвищеного ризику накопичення поверхневих вод, утворення стоків та ерозії ґрунту.
AHDB фінансує проект FV 450 «Спаржа: стале управління ґрунтом для довговічності насаджень і оптимізації врожайності» (01/05/2016 – 31/03/2018), розробити та ефективно розповсюдити набір найкращих методів управління (BMP) для запобігання та/або усунення ущільнення коліс та проблем, які воно викликає. Проектом керував доктор Роб Сіммонс з Кренфілдського ґрунтового та агропродовольчого інституту Кренфілдського університету.
У квітні 2016 року на фермі Гетсфорд, Росс-он-Вай, за підтримки в натуральній формі від Cobrey Farms, було проведено два тиражовані польові експерименти. BMP включено (1) культури-супутники – жито (Sereale cecale L.), Гірчиця (Синапіс білий L.), (2) мульчування поверхні міжрядь (солом’яна мульча або компост PAS 100 у поєднанні з неглибоким порушенням ґрунту (SSD)) і (3) комбінація звичайних методів обробки ґрунту (повторне опушення (R) і SSD) проти (4) варіант нульового обробітку ґрунту. Порушення неглибокого ґрунту було застосовано за допомогою крилчатих зубів на глибину 0.25–0.3 м під час мульчування.
В Експерименті 1 (48 експериментальних ділянок) вплив BMP вивчали в Гійнлімі, який представляє 70% урожаю спаржі, вирощеного у Великобританії. Експеримент 2 порівнював сортові відмінності в розвитку та архітектурі коренів, а також розподіл профілю коренів під впливом обробок глибоким ґрунтом для Gijnlim і Guelph Millennium. Пробне налаштування наведено нижче –
Таблиці 1 – Експеримент 1: Опис лікування
Різноманітність | Опис лікування | Повторне гребіння |
Гійнлім | Культура-супутник – жито | R |
Гійнлім | Культура-супутник – жито | NR |
Гійнлім | Культура-супутник – гірчиця | R |
Гійнлім | Культура-супутник – гірчиця | NR |
Гійнлім | PAS 100 компост SSD | R |
Гійнлім | PAS 100 компост SSD | NR |
Гійнлім | Солом'яна мульча SSD | R |
Гійнлім | Солом'яна мульча SSD | NR |
Гійнлім | Голий ґрунт SSD | R |
Гійнлім | Голий ґрунт SSD | NR |
Гійнлім | Традиційна практика | R |
Гійнлім | Нульовий обробіток ґрунту | NR |
Щорічне повторне гребіння (R) або нульове гребіння (NR). Дрібне порушення грунту (SSD). Лікування, виділені жирним шрифтом, включено в експеримент 2.
Експеримент 2: Опис лікування
Різноманітність | Опис лікування | Повторне гребіння |
Гійнлім | Голий ґрунт SSD | R |
Гійнлім | Голий ґрунт SSD | NR |
Гійнлім | *Звичайна практика | R |
Гійнлім | Нульовий обробіток ґрунту | NR |
Гвельфське тисячоліття | Голий ґрунт SSD | R |
Гвельфське тисячоліття | Голий ґрунт SSD | NR |
Гвельфське тисячоліття | *Звичайна практика | R |
Гвельфське тисячоліття | Нульовий обробіток ґрунту | NR |
Щорічне повторне гребіння (R) або нульове гребіння (NR). Дрібне порушення грунту (SSD). Лікування, виділені жирним шрифтом, включено з експерименту 1.
* Традиційна практика визначається як щорічне повторне гребіння без дрібного порушення ґрунту, застосоване до міжрядних колувань.
Визначено кореневу архітектуру та розповсюдження кореневих профілів. Кореневі керна були взяті на нульовій лінії крони (CZL) між двома рослинами в ряду. Керни також були взяті пізніше, подалі від CZL, але на одній лінії з короною на відстанях 0.3 м, 0.6 м і 0.9 м (рис. 1). Кореневі стрижні вилучали з глибини ґрунту: 0.00 – 0.15 м, 0.15 – 0.30 м, 0.30 – 0.45 м і 0.45 – 0.6 м.
Малюнок 1. Протокол кореневої обробки, прийнятий на випробувальному майданчику FV 450 / FV 450a.
Дворічний проект вказав на сильну тенденцію до того, що коріння Gijnlim більше розповсюджуються в колючку, ніж Guelph Millennium, але значних відмінностей у просторовому розподілі щільності кореневої маси між сортами не спостерігалося. Обмежене збирання врожаю для кількісної оцінки врожайності показало, що повторне гребіння не зменшило врожайність для жодного сорту, хоча результати свідчать про те, що для молодого врожаю та обертання в центрах 1.83 м безпечно проводити операції глибокого ґрунтування на глибину 0.3 м, якщо супутні культури жито або гірчиця були вирощені. Однак існував ризик пошкодження 2-5% загальної маси коренів під час глибокого ґрунту в колесах на глибині 0.175 см для Guelph Millennium і на глибині 0.3 м для Gijnlim.
Культури-супутники жита та гірчиці, здавалося, обмежують розвиток коренів для зберігання спаржі зоною хребта, з меншим ростом коренів на поверхні (<0.15 м) коліс. Обробка житом/неглибоким ґрунтом без гребня дала значно нижчий урожай (на 18.9–28.5%), ніж більшість інших обробок. Це скорочення сильно контрастує з висновками північноамериканських виробників спаржі.
Високі показники опору пенетромеру (PR>3 МПа) і висока насипна щільність (BD>1.45 см-3)
вимірювання спостерігалися у верхніх шарах ґрунту під час обертання, що могло вплинути на розвиток коренів спаржі. Записи високого BD також були зроблені для середньої верхньої частини ґрунту. Історично коріння спаржі спостерігали в ґрунтах зі значеннями PR 1.96 МПа та 2.9 МПа). Вплив високих значень PR і BD на ріст кореневої системи спаржі і, отже, здатність зберігати розчинні вуглеводи, наразі невідомий.
Продовження проекту FV 450a (02/04 2018 – 02/04/2021) було розпочато як докторське дослідження Люсі Масковою під керівництвом доктора Роба Сіммонса, доктора Сари Де Бетс і доктора Лінди Дікс у Кренфілді. Це продовжило вивчення впливу обробок FV450 на врожайність, розвиток коренів та архітектуру, а також рівні розчинних вуглеводів у кореневій системі та вплив на здоров’я ґрунту. Було оцінено сортові відмінності у реакції коренів на BMP, і було проведено ширше дослідження архітектури коренів спаржі, що охоплює різні типи ґрунтів, вік насаджень, різні сорти та системи виробництва в спільноті виробників спаржі. Рівні вуглеводів коренів для зберігання було визначено на різних ділянках і проведено оцінку «вразливості до пошкодження коренів» для конкретних досліджуваних культур.
FV 450a: Вплив BMP на врожайність
Обробка компостом PAS 100 (з гребенями та без гребенів у поєднанні з дрібним порушенням ґрунту) була пов’язана з підвищенням урожайності спаржі на 20% у порівнянні зі звичайною практикою та обробкою жита без гребенів. Обробка жита без гребнів продовжувала асоціюватися зі зниженням урожайності на 23% порівняно з обробкою жита з гребнями (рис. 2).
Рисунок 2. Відмінності в урожайності Gijnlim 2020 (кг га-1) між обробками Експерименту 1. Вертикальні смужки позначають 0.95 довірчих інтервалів.
Це дає переконливі докази того, що там, де жито вирощують як супутню культуру і не можна проводити гребіння, наступної весни можна очікувати значного зниження врожайності. Однак, якщо гребінь може бути здійснений, врожайність не знижується порівняно зі звичайною практикою або нульовим обробітком ґрунту. Виходячи з цих висновків, виробники можуть не захотіти ризикувати вирощувати жито як супутню культуру, якщо погодні/ґрунтові умови призведуть до того, що вони не зможуть потрапити на землю до гряд.
Результати 2020 року послідували за результатами 2018 і 2019 років, згідно з якими значення вуглеводів у корінні запасів спаржі для Guelph Millennium значно вищі, ніж еквівалент для Gijnlim, незалежно від лікування. Незважаючи на певні чіткі відмінності в урожайності, обробка не вплинула на значення вуглеводів у коренях ні в 2019, ні в 2020 роках.
Результати також показують, що як для Gijnlim, так і для Guelph Millennium щорічне повторне гребіння, пов’язане з традиційною практикою, призвело до зниження врожайності на 20-24% порівняно з еквівалентною обробкою нульового обробітку ґрунту. Це може частково підтвердити попередні дослідження, які показують, що щорічне повторне гребіння спричиняє пошкодження коренів і зниження врожаю.
FV 450a: Вплив BMP на ущільнення та інфільтрацію ґрунту
Звичайна практика була пов’язана зі значно вищими значеннями стійкості пенетрометра (PR) на глибині 0.0-0.2 м порівняно з обробкою голого ґрунту. Навпаки, значно нижчі значення PR по профілю ґрунту після обробки без обробки вказують на менше ущільнення ґрунту порівняно з усіма іншими обробками голого ґрунту.
Супутнє обрізання суттєво не вплинуло на PR порівняно зі звичайною практикою. Це було несподівано, оскільки на основі попередніх опублікованих досліджень біоремедіована структура ґрунту супутнього вирощування культур.
У 2020 році PR було суттєво зменшено в міжрядних колесах до глибини 0.25 м для всіх неглибоких обробок порушення ґрунту. Крім того, обробка солом’яною мульчею та компостом PAS 100 (застосовувана разом із дрібним порушенням ґрунту) призвела до значно меншого ущільнення на глибину понад 0.5 м, ніж традиційна практика.
У 2020 році швидкість інфільтрації в усіх обробках, що підлягають неглибокому порушенню ґрунту, була класифікована як «Дуже швидка» (>500 мм год.1) і були значно вищими, ніж для традиційної практики («Помірний», 23.2 мм год-1).
Результати свідчать про те, що поєднання застосування мульчі (компосту PAS 100 або соломи) з обробкою міжрядь і дрібного порушення ґрунту значно зменшує глибоке ущільнення та збільшує інфільтрацію. Це має наслідки для контролю стоку та ерозії, а також для відновлення вологості ґрунту.
FV 450a: Вплив процедур на кореневу архітектуру
Значні відмінності в повній щільності кореневої маси (RMD) спостерігалися між нульовим обробітком ґрунту та звичайними обробками. Це було пов’язано зі значними відмінностями RMD на глибині 0.15 – 0.30 м, 0.3, 0.6 і 0.9 м від нульової лінії корони. Ці відмінності становлять збільшення RMD на 48-98%, пов’язане з нульовим обробітком ґрунту, порівняно зі звичайною практикою. Це свідчить про те, що щорічне перегребнення пошкоджує запасаючі корені. Однак на сьогоднішній день не спостерігалося значного зниження врожайності або збільшення захворюваності у зв’язку з цією обробкою.
Guelph Millennium асоціюється з меншою тенденцією до укорінення порівняно з Gijnlim. Для обробки нульового обробітку ґрунту, яка, по суті, дозволяє кореню спаржі рости без збоїв, Guelph Millennium асоціюється з 66-100% вищим RMD на глибині 0.0–0.15 м на 0.3 та 0.6 м від нульової лінії крони, порівняно з Gijnlim.
У всіх варіантах обробки глибоке ґрунтування (неглибоке порушення ґрунту) у міжрядних колесах може потенційно пошкодити до 5% загальної кореневої біомаси за низки конфігурацій зубів, які використовуються на робочій глибині 300 мм. Щорічні роботи по гребневій обробці також можуть пошкодити до 5% загальної кореневої біомаси.
FV 450a: результати опитування виробників
Для полів, відібраних із ширшого берега рослинника, відстань між рядами спаржі змінювалася залежно від центрів обертання. Найвищі значення кореневої маси були виявлені на нульовій лінії крони та на відстані до 0.3 м від хребта, а найнижчі значення – під час обертання в «мертвій зоні» біля поверхні ґрунту (0-0.3 м). Сорт не був переважаючим фактором у розподілі кореневої маси, тоді як вік насадження мав значний вплив. Неодноразове повторне підгортання та підгортання ґрунту в колках запобігало розширенню кореневої системи в зоні колування, таким чином спричиняючи значне «усічення» потенційно досяжної кореневої біомаси. Це впливає на зберігання вуглеводів. Маса коренів також негативно корелювала з PR ґрунту на всіх ділянках і полях, відібраних зразками. Результати продовжують підтримувати рекомендацію про те, щоб запобігти пошкодженню кореневої системи при зберіганні через операції з повторного гребеня або глибокого ґрунту, виробники повинні проводити дослідницькі дослідження профілю розподілу коренів перед початком операцій з повторного гребеня та/або глибокого ґрунту.
Продовження проекту FV 450b (з 1 липня 2021)
(Залежно від рішення міністерства Defra щодо майбутнього AHDB Horticulture)
Група управління проектом (PMG), до складу якої входять Джон Чінн з Cobrey Farm, Філ Ленглі з Gs Sandfields Farm Ltd., Тім Кейсі з J & V Casey & Son Ltd. і незалежний консультант Клер Донкін, вважають, що цю роботу слід продовжувати. протягом наступних 3 років, оскільки важливо стежити за культурою, коли вона дозріває до своєї пікової фази комерційного виробництва. Випробування не досягло цієї фази зрілості врожаю та економічного виробництва, яка зазвичай відбувається між 4-7 роками (рис. 3). Це ключовий термін окупності для виробників. Отже, необхідно продовжувати моніторинг впливу щорічного перегребнення на довговічність насаджень і прибутковість та оцінювати економічні наслідки. Погляд PMG був підтриманий технічним комітетом AGA Research & Development у вересні 2020 року.
Малюнок 3. Хронологія проекту FV450 / FV450a / FV450b із зазначенням діяльності до дати та періоду вирішального періоду комерційної зрілості.
Метою є продовження оцінки впливу BMP на врожайність спаржі, довговічність стояння, захворюваність та здоров’я ґрунту. Робота включатиме критичну оцінку ролі застосування компосту PAS 100 у збільшенні врожайності; повна оцінка фізичних, хімічних і біологічних показників ґрунту та розподілу профілю зберігання коренів, щоб визначити оптимальні умови для розмноження коренів зберігання. Порогові значення стійкості до проникнення, які обмежують подовження коренів, будуть визначені кількісно, а сортові відмінності в архітектурі коренів і врожайності продовжуватимуть оцінюватися.
На основі аналізу витрат і вигод проект визначить найбільш економічно ефективний BMP з точки зору покращення врожайності спаржі та здоров’я ґрунту протягом 6-річного періоду комерційного збору врожаю. Це дозволить виробникам спаржі приймати обґрунтовані рішення щодо економіки впровадження BMP в контексті економіки їх власного фермерського бізнесу.
Також наміри полягають у тому, щоб вибрані BMP практично розширити для інших виробників шляхом створення 3-5 повторюваних супутникових сайтів. Проект також досліджуватиме потенційну роль вівса як альтернативної супутньої культури замість жита, щоб забезпечити захист від стоку взимку/ерозії.
Додаткова інформація
Завантажте звіти про проект тут
Знайомтесь із командою
Грейс Чото
Менеджер обміну знаннями – польові овочі (листові салати, трави та спеціальні овочі)Переглянути повну біографію
Кім Паркер
Вчений захисту рослин: хворобиПереглянути повну біографію