Le développement de la sertisseuse à rouleaux a fourni un moyen alternatif pour mettre fin aux cultures de couverture et planter des cultures de rapport biologiques dans un paillis de culture de couverture roulé qui sert d'outil primaire de suppression des mauvaises herbes. L'utilisation d'une sertisseuse à rouleaux dans les systèmes de semis direct gagne en popularité parmi les producteurs de céréales biologiques et conventionnelles.
Les pratiques de semis direct créent des défis pour les éleveurs qui incorporent du fumier dans leur sol, en tant qu'amendements de fertilité précieux, avant le travail du sol standard et les semis. À l'automne 2012, Rodale Institute en collaboration avec l'USDA-ARS, le centre de recherche agricole de Beltsville et l'Université d'État de Caroline du Nord ont reçu une subvention d'innovation de conservation de l'USDA NRCS pour relever les défis de l'intégration des applications de fumier dans un système de cultures de couverture roulées afin d'assurer la rétention des nutriments pour les éleveurs.
À l'automne 2013, une équipe de recherche à Rodale Institute, Kutztown, Pennsylvanie, s'est associé à un producteur de bétail pour démontrer et évaluer la technologie intégrée proposée sur la production de maïs, la gestion des mauvaises herbes et la santé des sols.
Le but de cet article est de présenter aux lecteurs les derniers résultats de recherche de l'essai de démonstration mené à la ferme de l'éleveur de Kutztown, PA et en conclusion de faire des recommandations basées sur les informations tirées de ce projet.
Essai de démonstration
L'équipe a démontré et évalué l'impact qu'une culture de couverture roulée avec ou sans injection d'engrais de démarrage - fumier de volaille en granulés - pourrait avoir sur a) la biomasse de maïs et la teneur en éléments nutritifs des plantes, b) la suppression des mauvaises herbes, c) le rendement du maïs et d) le sol santé. Le traitement de pratique standard de l'agriculteur a été inclus dans la démonstration à des fins de comparaison.
- Des mélanges de cultures de couverture de seigle céréalier (Secale cereale L.) 'Wrens Abruzzi' et de vesce velue (Vicia villosa Roth) 'Purple Bounty' ont été semés à des taux de semis de 90 lb / acre (101 kg / ha) et 12 lb / acre ( 13.5 kg / ha), respectivement, le 13 septembre 2013 et cultivé jusqu'au printemps 2014.
- Trois traitements avec quatre réplications ont été mis en place: culture de couverture roulée (CC, sans engrais), culture de couverture roulée avec bandes souterraines de fumier de volaille en granulés (CC + PL) et traitement selon les pratiques standard de l'agriculteur (FSP). Voici les détails:
Traitement de pratique standard de l'agriculteur:
- Les éleveurs cultivent des cultures de couverture jusqu'au début du printemps avant de tondre et de presser la biomasse pour nourrir leurs animaux. La culture de couverture a été fauchée le 22 mai 2014 (photo 1) et mise en balles.
- La culture de couverture a regagné (très peu) jusqu'à ce qu'elle soit coupée et mise en balles le 4 juin 2014. Ensuite, du fumier laitier a été appliqué en surface à raison de 11 tonnes / acre au-dessus des résidus verts recouvrant le sol.
- Le sol a ensuite été labouré, battu deux fois et nivelé pour la plantation de maïs le même jour que les deux autres traitements ont été établis et plantés avec du maïs.
Traitements CC et CC + PL:
- Le mélange de cultures de couverture a été laissé pousser jusqu'au 4 juin 2014, lorsque le seigle céréalier a atteint l'anthèse (floraison) et que la vesce velue a eu 50% de formation de gousses.
- La culture de couverture a été roulée et sertie dans les traitements CC et CC + PL. Contrairement à la pratique standard de l'agriculteur, le travail du sol n'a PAS été mis en œuvre dans les parcelles traitées CC et CC + PL et le sol n'a pas été perturbé pour la préparation du lit de semence.
- Le 6 juin 2014, l'équipe a démontré le sertissage par roulage de la culture de couverture au producteur de bétail, l'injection d'engrais granulé pour litière de volaille et la plantation de semences de maïs avec le semoir de maïs Monosem® en un seul passage de tracteur. Le maïs a été semé à 36,000 2.5 graines / acre en rangées espacées de 2 pieds (photo XNUMX).
- Le traitement CC + PL a reçu 515 lb / acre de fumier de volaille en granulés. Il est important de noter que dans cet essai, un faible taux d'engrais de démarrage - l'application de fumier de volaille en granulés a été utilisé et évalué pour son impact sur le rendement en grain et la santé du sol et pour éviter de charger le sol avec des niveaux excessifs d'azote et de phosphore qui peuvent conduire à des nutriments. perte ou déséquilibre.
Principales conclusions
Biomasse des cultures de couverture
Le poids sec moyen de la culture de couverture était de 11,840 13,272 lb / acre (7,137 8,000 kg / ha) dans les traitements de culture de couverture roulés (CC et CC + PL). Le poids sec dépassait 1 2 lb / acre (5,034 5,642 kg / ha), la valeur suggérée pour une suppression efficace des mauvaises herbes [22]. La biomasse de la culture de couverture était dense, ce qui a nécessité une modification du semoir pour inclure un poids supplémentaire pour augmenter la pression vers le bas et l'ajout de trancheurs de résidus pour faciliter un meilleur placement des graines [2014]. Cependant, dans le traitement FSP, la biomasse de la culture de couverture était en moyenne de XNUMX XNUMX lb / acre (XNUMX XNUMX kg / ha), qui a été enlevée et mise en balles par l'agriculteur le XNUMX mai XNUMX.
Biomasse végétale de maïs et concentration tissulaire de N
La biomasse de la plante de maïs entier dans le traitement FSP était de 15,680 lb / acre (17,561 kg / ha) et similaire à celle du traitement CC (12,729 lb / acre ou 14,256 kg / ha) mais supérieure à celle du traitement CC + PL, en moyenne 12,263 13,734 lb / acre ou 0.88 0.99 kg / ha). La concentration moyenne de N dans les tissus végétaux dans les traitements CC et CC + PL était de XNUMX%, tandis que l'ajout de fumier laitier dans le traitement de l'agriculteur a augmenté la concentration de N dans les tissus végétaux à XNUMX%.
Biomasse de mauvaises herbes
Dans tous les traitements, la biomasse des mauvaises herbes a été échantillonnée entre les rangées de maïs au stade de croissance de la soie du maïs (R1). Il est important de noter que dans les traitements de gestion roulée sans labour (CC et CC + PL), la culture n'a pas eu lieu pendant la croissance du maïs, alors que, dans le traitement FSP, l'agriculteur a cultivé quatre fois avant que les plants de maïs n'atteignent le soying, une pratique courante dans un système de culture biologique labouré. Malgré cela, la biomasse des mauvaises herbes dans le traitement CC + PL était beaucoup plus faible que dans les traitements CC ou FSP.
Les résultats montrent que la suppression des mauvaises herbes a été obtenue dans le traitement C + PL et a dépassé le FSP malgré les cultures répétitives effectuées par l'agriculteur (Fig.1, Photo 3). Le paillis de culture de couverture roulé dans le traitement CC + PL a agi comme une barrière physique, limitant la lumière nécessaire à la germination des graines de mauvaises herbes et à la croissance des mauvaises herbes [3-4]. Dans le système sans labour, les coûts de main-d'œuvre et de carburant ont été réduits en raison de l'élimination de certaines opérations sur le terrain, telles que le labour, le disque pour la préparation du lit de semence et la culture pour la gestion des mauvaises herbes pendant la saison de croissance.
Comparé au traitement FSP, le paillis de culture de couverture roulé et serti a réduit l'érosion du sol et la perte de ressources en eau et en nutriments (observations sur le terrain lors de fortes pluies), réduit l'évaporation de l'eau (photo 4) et réduit l'empreinte carbone. L'injection d'engrais de démarrage a amélioré la vigueur des semis et la fermeture du couvert (photo 3, à droite), réduisant la pénétration de la lumière vers les graines de mauvaises herbes normalement nécessaires à la germination et à la levée.
Rendement en grains de maïs
Des rendements de maïs plus élevés ont été obtenus dans la culture de couverture roulée avec un traitement de litière de volaille injectée (CC + PL) et étaient similaires à ceux du traitement FSP (Fig. 2). Les résultats montrent également qu'il était essentiel d'ajouter un amendement organique au moment de la plantation pour augmenter les rendements des grains de maïs dans la production de maïs biologique à base de cultures de couverture sans labour (Fig. 2). L'ajout de fumier de volaille a augmenté le rendement du maïs de 19 boisseaux / acre, ce qui équivaudrait à une augmentation des revenus de 247,000 1000 $ sur 13 XNUMX acres de maïs vendus à XNUMX $ / boisseau.
Nitrate du sol
Les niveaux moyens de nitrate dans le sol dans le traitement FSP étaient supérieurs à ceux des traitements CC ou CC + PL entre V5 et R1 (Fig. 3). Les niveaux de nitrate du sol dans les traitements CC et CC + PL étaient ≤ 10 ppm, le niveau de contamination maximal (MCL), tandis que les niveaux de nitrate dans le traitement FSP dépassaient le MCL pour le maïs pendant V5 et R1.
Conclusions
- Le paillis de culture de couverture enroulé était dense et réduisait la pénétration de la lumière à des niveaux suffisants pour réduire l'émergence des graines de mauvaises herbes et supprimer la croissance des mauvaises herbes.
- L'injection d'engrais de démarrage a amélioré les rendements de maïs par rapport au traitement standard de l'éleveur.
- Le système proposé a non seulement amélioré la lutte contre les mauvaises herbes et fourni un rendement de maïs respectable, mais a également réduit les coûts de main-d'œuvre et d'énergie, préservé l'eau et les nutriments de la perte dans l'environnement, amélioré la santé du sol en réduisant le travail du sol et fourni une source de nourriture pour les micro-organismes du sol.
- Cet essai a permis à l'équipe de recherche de démontrer et d'impliquer avec succès l'éleveur tout au long du processus. Dans certains cas, l'agriculteur a fourni des informations sur les modifications du semoir, y compris des poids supplémentaires pour permettre aux trancheurs de résidus de couper à travers la culture de couverture dense. L'expérience acquise par l'agriculteur au cours de cet essai l'a motivé à explorer de nouvelles options dans la conception ou la modification de son propre équipement afin de mettre en œuvre des systèmes de semis direct dans sa propre ferme.
