En 2017, Rodale Institute initié un essai de quatre ans étudier les effets du chanvre industriel sur la santé des sols et la suppression des mauvaises herbes. Le projet vient de terminer sa deuxième année. Voici un aperçu de la recherche et des premiers résultats.
Aperçu du projet de chanvre industriel
Notre projet de recherche de quatre ans sur le chanvre industriel comporte deux volets sur le terrain: un essai de variété et un essai de suppression des mauvaises herbes. Il comprend une étude en serre, une étude sur une banque de graines de mauvaises herbes. Notre objectif est d'évaluer les performances de croissance des variétés de chanvre dans le cadre de pratiques de gestion biologique dans le sud-est de la Pennsylvanie.
Plus précisément, nous évaluons la capacité du chanvre à rivaliser avec la sétaire jaune (Setaria pumila) et l'amarante à racine rouge (Amaranthus retroflexus). Parmi les autres domaines d'étude, citons le succès des rendements d'établissement de cultures de couverture sans labour pour le maïs et le soja lorsque ces cultures suivent le chanvre en rotation.
Notre objectif est de fournir aux agriculteurs intéressés par la culture du chanvre des informations basées sur la recherche sur les performances de croissance, la gestion des mauvaises herbes et des nutriments, et comment intégrer le chanvre dans leur rotation des cultures.
En savoir plus sur nos essais de chanvre industriel
Essai de suppression des mauvaises herbes
Cet essai est en cours et se terminera en 2020. Le site était auparavant infesté de densités naturellement élevées de sétaire glauque (Setaria pumila) et l'amarante à racine rouge (Amaranthus retroflexus).
La conception de l'étude est une conception complètement aléatoire avec quatre répliques de chaque parcelle. La rotation des cultures est répertoriée dans le tableau 1 et est gérée de manière biologique comme un système de rotation sans labour ou un système labouré.
Nous avons établi une culture de couverture de seigle céréalier en 2017 après l'arrêt du chanvre et d'autres cultures de couverture. La moitié des parcelles a été labourée, mise en disques et emballée avant la plantation du seigle. Dans l'autre moitié, le seigle était foré sans labour dans un chaume de chanvre ou d'herbe du Soudan. Dans toutes les parcelles au printemps 2018, nous avons semé du soja sans labour dans un paillis de seigle roulé / serti (tableau 1).
Essai de variété
À partir de mars 2017, un essai de variété a été mis en place avec une conception en blocs complets randomisés. Chaque bloc principal comprenait trois Cannabis sativa variétés situées au hasard dans le bloc. Nous analysons la teneur en fibres, en graines et en huile des trois variétés. L'essai variétal se poursuivra en troisième année avec le chanvre. Au cours de l'année 3, les parcelles seront plantées en maïs. La rotation des cultures est répertoriée dans le tableau 4.
Résultats préliminaires
Mesures de la vigueur des plantes
La hauteur de la plante mesure la distance la plus courte entre la limite supérieure des principaux tissus photosynthétiques, à l'exclusion des inflorescences, sur une plante et le niveau du sol. Ces mesures ont été recueillies chaque semaine en 2017 et 2018 comme mesure de la vigueur de la plante ou de la capacité de la plante à croître et à survivre naturellement.
La biomasse végétale mesure la masse totale de tissu végétal dans une zone donnée. En 2017 et 2018, ces échantillons ont été collectés 30 et 60 jours après la plantation, pesés, séchés à 100 ° F, pesés à nouveau, broyés à 1 mm et analysés pour un total de dix-neuf minéraux différents, y compris le carbone et l'azote.
Suppression des mauvaises herbes
Nous avons calculé les densités de mauvaises herbes suivantes pendant la saison de croissance 2017 du chanvre / sorgho. La variété de chanvre «Santhica 27» et l'herbe de sorgho Soudan ont supprimé la plupart des mauvaises herbes échantillonnées mieux que le témoin. Le chanvre a supprimé la sétaire et l'ambroisie, deux nuisances agricoles majeures, mieux que l'herbe du Soudan, même si les différences n'étaient pas statistiquement significatives.
Les figures 3 et 4 montrent les densités de mauvaises herbes calculées pendant la saison de croissance 2018 du soya. Les parcelles où la culture de couverture (seigle) était semée sans labour présentaient des densités de mauvaises herbes globalement plus élevées, cependant les densités de mauvaises herbes dans les parcelles de recherche sur le chanvre en général étaient beaucoup plus faibles que celles des autres champs de soja de la ferme.
Cela suggère que la présence du chanvre en tant que culture de couverture estivale / culture de rapport et sa date de récolte / fin plus précoce ont non seulement supprimé les mauvaises herbes tout au long de la saison, mais ont fourni une fenêtre plus large pour l'établissement de la culture de couverture d'hiver. C'est un avantage clé de l'inclusion du chanvre dans les rotations biologiques qui pourraient être exploitées de manière rentable par les producteurs de céréales biologiques.
La sétaire était plus élevée dans les parcelles où la culture de couverture (seigle) était travaillée avant la plantation. Smartweed, une plante aquatique en Pennsylvanie, était très abondante cette année, mais n'a affecté que les parcelles de seigle / soja sans labour, rendant la moissonneuse-batteuse difficile dans ces parcelles.
Rendements en fibres et en grains
Le rendement en fibre (figure 5) a été déterminé à partir de trois méthodes de séparation de la fibre libérienne de la haie (tige).
- Plantes rouies au champ (période de rouissage de 3 semaines)
- Plantes rouies à l'eau contrôlées en laboratoire (séchées à l'air pendant 1 semaine; rouies à l'eau pendant 1 semaine)
- Plantes séchées à l'air (à partir de la récolte pendant 1 semaine).
Le rendement en grain a été déterminé par séparation manuelle des grains une fois par semaine après la pose des graines (figure 6).
Figure 6. Rendement du grain d'essai de variété
Effets sur la rotation
Les rendements de soja étaient les plus élevés dans les parcelles où une culture de couverture de seigle était établie par le travail du sol, mais ces rendements étaient pas statistiquement différent à partir des rendements des parcelles où la culture de couverture a été établie en la forant sans labour dans un chaume d'herbe de chanvre et de sorgho Soudan. Les rendements dans les parcelles témoins (jachère) étaient inférieurs à ceux des parcelles contenant du chanvre et de l'herbe du Soudan (figure 7).
Défis
Nous avons connu plusieurs défis majeurs au cours de cette deuxième année. Comme lors de la première année, l'approvisionnement en semences de qualité auprès de vendeurs internationaux était un obstacle en raison de la réglementation fédérale à l'époque.
De plus, l'acquisition de chanvre auprès de sources internationales nécessite un stockage à long terme qui soumet les semences à des conditions d'humidité et de température variables. Cela aurait pu avoir un impact sur la viabilité de certaines des variétés que nous avons reçues. Par exemple, la variété «Santhica 27» avait un taux de germination de plus de 85% en 2017 mais moins de 10% en 2018. Cette variété est rare et difficile à trouver, c'est pourquoi «Ivory», obtenue auprès d'un autre titulaire de permis, a été essayée à la place. Cependant, il a été planté deux semaines plus tard que les deux autres variétés en raison du temps qu'il nous a fallu pour l'obtenir après avoir constaté une faible viabilité de 'Santhica 27'. Après avoir semé 'Ivory', nous avons eu 3 semaines sans pluie, ce qui a eu un impact sur la croissance. La hauteur de la plante était rabougrie et le bourgeonnement a commencé tôt. Par rapport à l'année dernière, la suppression des mauvaises herbes a été réduite.
À emporter
Voici ce que nous avons appris:
- Le chanvre est une culture de couverture viable pour la suppression des mauvaises herbes qui a une valeur plus élevée que quelque chose comme l'herbe de sorgho Soudan.
- Nous avons pu établir notre culture de couverture d'automne (seigle) après le chanvre et suivre avec une culture de rapport (soja) et ne pas voir une augmentation de la pression des mauvaises herbes, même dans une année où nous avions tellement de précipitations excessives que les mauvaises herbes étaient presque incontrôlables. partout ailleurs dans la ferme, qui est gérée de manière biologique.
- Nous devons travailler avec plus de variétés et ajuster différentes mesures dans l'essai de variété (comme la date de plantation, la date de récolte, le taux de semis et l'espacement) pour maximiser la commercialisation des variétés pour leur utilisation commercialisée. Par exemple, une variété de fibres doit avoir une teneur en fibres plus élevée qu'une variété de graines.
- Même si la variété de semences a surpassé les autres en termes de rendement en grains (figure 6), cette valeur diminue à environ 10 semaines. Cela signifie que différentes variétés, en fonction de leur niche de marché, doivent être plantées à des taux différents, espacées différemment ou récoltées à des moments différents. Le nouvel essai (voir «Recherches futures» ci-dessous) abordera certains de ces aspects. Nous prendrons une variété que nous connaissons depuis deux ans et ferons tous ces ajustements mineurs pour maximiser la production économique de la culture. Nous allons également essayer de nouvelles variétés dans le cadre de l'essai de variétés. Espérons que, avec l'adoption des ajustements du Farm Bill, nous aurons accès à plus de variétés de semences.
Recherche future
Nous avons récemment obtenu un financement du ministère de l'Agriculture de Pennsylvanie pour mettre en place un essai supplémentaire en 2019 intitulé «Évaluation des pratiques de gestion des nutriments organiques pour améliorer le rendement et la qualité du chanvre industriel».
Nous analyserons la teneur en éléments nutritifs et la qualité des variétés de chanvre oléagineux en réponse à différents régimes de fertilité dans une rotation de cultures céréalières biologiques. Cela nous aidera à déterminer le régime de fertilité nécessaire pour produire de l'huile de chanvre de haute qualité et des extraits de plantes qui ont une forte demande dans un marché en plein essor.
Tara Caton est la technicienne principale de laboratoire et responsable du projet de chanvre industriel à Rodale Institute.
