La production sans labour a gagné en popularité parmi les agriculteurs en raison de la réduction potentielle de la main-d'œuvre et de la consommation d'énergie [1] et des avantages pour la qualité des sols tels que l'amélioration de la structure du sol et l'augmentation des niveaux de matière organique du sol [2-5]. La production sans labour a été largement considérée comme n'étant pas une option pour les producteurs biologiques en raison des difficultés de contrôle des mauvaises herbes. L'intérêt croissant pour les pratiques de production sans travail du sol parmi les agriculteurs biologiques a récemment créé des progrès considérables dans le développement d'une production de maïs et de soja biologique à base de cultures de couverture, à labour réduit.
L'approche basée sur la culture de couverture biologique consiste à utiliser un rouleau-sertisseur pour terminer les cultures de couverture et former une couche de paillis [6-8] pour supprimer les mauvaises herbes. Cette pratique de production a été particulièrement réussie en Pennsylvanie, au Maryland et en Caroline du Nord pour la production de soja biologique lorsque le seigle céréalier est utilisé comme culture de couverture à haute biomasse, roulé et serti avant la plantation. Cependant, cette pratique a été variable pour la production de maïs [9-11] en raison des contraintes liées à la gestion de l'azote (c.-à-d. La source, le moment et l'emplacement) et l'obtention d'une biomasse adéquate des cultures de couverture de légumineuses pour la suppression des mauvaises herbes. Ainsi, il est nécessaire de combiner les avantages de suppression des mauvaises herbes des céréales avec les avantages de l'apport d'azote des légumineuses avec une fertilité supplémentaire pour obtenir des rendements de maïs maximum.
À l'automne 2012, Rodale Institute en collaboration avec l'USDA-ARS Beltsville Agricultural Research Center et la North Carolina State University ont reçu une subvention USDA NRCS Conservation Innovation pour démontrer l'intégration des engrais de démarrage (fumier en granulés) et leurs impacts sur le rendement et la concurrence des mauvaises herbes dans les cultures de couverture, réduites. travail du sol production de maïs biologique.
Le but de cet article est de présenter aux lecteurs les résultats d'essais de démonstration menés à divers endroits entre 2013 et 2014 et de conclure avec des recommandations basées sur les informations tirées de ce projet.
Configuration des essais
Six essais ont été mis en place à Beltsville, MD et en Caroline du Nord au cours des saisons de croissance du maïs 2013 et 2014; et le septième à Kutztown, PA en 2014 (tableau 1).
Les cultures de couverture forées à tous les endroits étaient un mélange de seigle céréalier (Secale cereal L.) et de vesce velue (Vicia villosa Roth) à des taux de semis de 90 lb / acre (101 kg / ha) et 12 lb / acre (13.5 kg / ha), respectivement. Les variétés de seigle et de vesce étaient les mêmes en NC et en PA (respectivement «Wrens Abruzzi» et «Purple Bounty»), tandis que MD utilisait respectivement les variétés «Aroostook» et «Groff». Les dates des opérations sur le terrain - plantation, sertissage au rouleau et récolte - à chaque emplacement sont indiquées dans le tableau 1. (tableau 1).
Les mélanges de cultures de couverture ont été enroulés-frisés (tableau 1) lorsque le seigle céréalier a atteint l'anthèse (floraison ou rejet du pollen) et que la vesce velue avait 50% de formation de gousses (photo 1).
Sur les sites de Beltsville et de Caroline du Nord, la biomasse de la culture de couverture a été roulée-sertie avant le prélèvement d'échantillons de plantes pour déterminer la matière sèche, suivie d'une application de fertilité au moment de la plantation de maïs à l'aide du semoir sans labour John Deere 7200 (photo 2). Pour des informations détaillées sur l'équipement de semoir, reportez-vous à une fiche d'information publiée en ligne par Atwell et Reberg-Horton [12].
À Kutztown, la biomasse des cultures de couverture a été collectée à partir de plantes sur pied avant d'être roulée pour déterminer la matière sèche. La sertisseuse à rouleaux était montée à l'avant et le semoir avec les trémies d'engrais était monté à l'arrière d'un tracteur. Le laminage-sertissage du mélange de cultures de couverture s'est produit en même temps que les semis de maïs (photo 3).
Deux sources d'engrais de départ, la litière de volaille en granulés (PL, 3-2-3) et la farine de plumes (FM) (NatureSafe®, 13-0-0) (Photo 4) ont été évaluées pour leur impact sur le rendement du maïs et la concurrence des mauvaises herbes en bio production de maïs sans labour, utilisant un paillis de culture de couverture pour la suppression des mauvaises herbes
À Beltsville et au NCSU (Kinston et Salisbury), la conception était une parcelle divisée avec la fertilité comme parcelle principale et les mauvaises herbes par rapport aux mauvaises herbes comme sous-parcelle avec trois ou six répétitions, selon le site. Cinq traitements de fertilité ont été évalués et inclus:
Topdress haut taux PL (Topdress haut), appliqué à 4 t / acre (8,000 lb / acre ou 9 mg / ha)
Topdress PL (Topdress bas), appliqué à 1.8 t / acre (3,600 lb / acre ou 4 mg / ha)
Bande souterraine de FM (Photo 4), appliqué à raison de 0.3 t / acre (535 lb / acre ou 0.6 mg / ha)
Bandes souterraines de PL, appliqué à raison de 0.3 t / acre (535 lb / acre ou 0.6 mg / ha)
Pas de fertilité ajoutée (pas de démarreur)
À Kutztown, la conception était une conception de bloc complet randomisé avec quatre réplications de quatre traitements de fertilité:
Topdress PL bas taux (Low Topdress), appliqué à raison de 1.5 t / acre (3,000 lb / acre ou 3.4 mg / ha)
Bande souterraine de FM, appliqué à 0.25 t / acre (515 lb / acre ou 0.58 mg / ha)
Bandes souterraines de PL, appliqué à 0.23 t / acre (465 lb / acre ou ~ 0.52 Mg / ha)
Pas de fertilité ajoutée (pas de démarreur)
Principales conclusions
Biomasse des cultures couvre-sol
La biomasse des cultures couvre-sol (poids sec) a dépassé 7,137 8,000 lb / acre (13 6 kg / ha), une valeur suggérée pour un contrôle efficace des mauvaises herbes [7], dans 2 des 5 années du site (c.-à-d. Quatre emplacements et deux ans dans trois des les emplacements) (Tableau 14). Les résidus de culture de couverture (photo 15) ont agi comme une barrière physique, limitant la lumière nécessaire à la germination des graines de mauvaises herbes et à la croissance des mauvaises herbes [XNUMX-XNUMX].
Couverture et suppression des mauvaises herbes
Une excellente suppression des mauvaises herbes a été observée au cours des cinq années du site avec les niveaux de biomasse des cultures de couverture les plus élevés (tableau 2 et photos 5-6). Sur le site de Beltsville 2014, la biomasse de la culture de couverture était légèrement inférieure à la valeur suggérée pour un contrôle efficace des mauvaises herbes, cependant, la couverture des mauvaises herbes était toujours inférieure à 15%. Sur le site de Kutztown, par rapport à l'absence de traitement de fertilité, la pression des mauvaises herbes avec la FM souterraine était similaire, mais inférieure dans le traitement PL sous la surface de 35% et plus élevée dans la couche de surface PL de 31%
Le traitement d'engrais s'est avéré efficace sur la biomasse des mauvaises herbes, en particulier lorsqu'il est appliqué à un taux élevé comme dans le traitement PL (à la volée) par rapport à d'autres traitements d'engrais (Fig. 1).
Rendement du maïs
Les parcelles de terrain à Beltsville 2013, Kinston 2014 et Salisbury 2013 et 2014 ont toutes eu une excellente suppression des mauvaises herbes et le rendement du maïs était similaire entre les traitements de litière à la volée à taux élevé et faible allant de 145 à 165 boisseaux / acre (figure 2). Cependant, le rendement du maïs a été réduit avec la litière de volaille souterraine et aucun traitement de fertilité supplémentaire à ~ 100 boisseaux / acre. Le cerclage souterrain de farine de plumes a donné 30% de plus que dans le traitement souterrain de la litière de volaille.
À Kinston en 2013, des niveaux élevés de compétition des mauvaises herbes ont été observés et les rendements en grains de maïs ont été réduits grâce aux traitements de fertilité inférieurs en bandes souterraines. Cependant, à un taux élevé, la biomasse de maïs de traitement PL (photo 7) et le rendement en grains de maïs étaient les plus élevés, là où le maïs s'est révélé compétitif par rapport aux mauvaises herbes.
À Beltsville 2013, le rendement en grains de maïs était similaire pour tous les traitements de fertilité. Cependant, ce site d'étude a une longue histoire d'utilisation de légumineuses et de fumier. De même, à Kutztown, il n'y avait pas de différence significative de rendement en maïs entre les traitements testés (Fig. 3). Le rendement du maïs variait de 170 boisseaux / acre en traitement sans engrais ajouté à 180 boisseaux / acre en traitement FM souterrain.
Conclusions
Les résultats de ces essais indiquent que dans les sites avec une fertilité de base élevée (avec des antécédents à long terme d'utilisation de légumineuses et de fumier), une fertilité supplémentaire peut ne pas être nécessaire pour maximiser le rendement des grains de maïs (p. Ex. Sites de Kutztown, 2014 et Beltsville 2013). Une enquête plus approfondie sur ces résultats est méritée car ces résultats n'ont été observés que dans deux des sept sites d'étude.
Dans les sites à faible fertilité (par exemple à Kinston, Caroline du Nord en 2013), l'apport d'azote au moment de la plantation de maïs dans un système de travail du sol réduit basé sur les cultures de couverture s'est avéré nécessaire pour obtenir le rendement souhaité en grains de maïs.
Sur le site de Kinston, en Caroline du Nord, en 2013, il y avait une forte pression des mauvaises herbes dans la fertilité souterraine et aucun traitement de fertilité supplémentaire qui a eu un impact négatif sur les rendements de maïs.
