田間作業,例如蘆筍作物的年度翻壟、噴灑作業和收割,可能導致床間輪子逐漸嚴重壓實,導致滲透減少,地表水積水、徑流產生和土壤侵蝕的風險增加。
AHDB 資助的項目 FV 450 '蘆筍:可持續土壤管理,以延長林分壽命和產量優化' (01/05/2016 – 31/03/2018), 制定並有效傳播一套最佳管理實踐 (BMP),以防止和/或修復輪式壓實及其引起的問題。 該項目由克蘭菲爾德大學克蘭菲爾德土壤和農業食品研究所的 Rob Simmons 博士負責。
2016 年 1 月,在 Cobrey Farms 的實物支持下,在羅斯-懷伊的 Gatsford 農場建立了兩個重複的田間實驗。 BMP 包括 (XNUMX) 伴生作物 – 黑麥 (塞雷阿萊·塞卡萊 L.), 芥末 (白芥),(2) 行間表面覆蓋應用(秸稈覆蓋或 PAS 100 堆肥與淺層土壤擾動 (SSD) 相結合)和 (3) 傳統耕作方法的組合(重新起壟 (R) 和 SSD)針對 (4)零耕作選擇。 在覆蓋處理中,使用翼尖在 0.25 – 0.3 m 深度處應用淺層土壤擾動。
在實驗 1(48 個試驗區)中,在 Gijnlim 研究了 BMP 的影響,該地區佔英國田間種植蘆筍作物的 70%。 實驗 2 比較了 Gijnlim 和 Guelph Millennium 的根係發育和結構以及根系分佈受深層土壤處理影響的品種差異。 試用設置如下 -
表 1 – 實驗 1:治療描述
品種 | 治療說明 | 重新起壟 |
吉林 | 伴生作物——黑麥 | R |
吉林 | 伴生作物——黑麥 | NR |
吉林 | 伴生作物——芥末 | R |
吉林 | 伴生作物——芥末 | NR |
吉林 | PAS 100 堆肥 SSD | R |
吉林 | PAS 100 堆肥 SSD | NR |
吉林 | 秸稈覆蓋 SSD | R |
吉林 | 秸稈覆蓋 SSD | NR |
吉林 | 裸土SSD | R |
吉林 | 裸土SSD | NR |
吉林 | 常規做法 | R |
吉林 | 零耕 | NR |
每年重新起壟 (R) 或零起壟 (NR)。 淺層土壤擾動 (SSD)。 粗體字處理包括在實驗 2 中。
實驗 2:治療描述
品種 | 治療說明 | 重新起壟 |
吉林 | 裸土SSD | R |
吉林 | 裸土SSD | NR |
吉林 | *常規做法 | R |
吉林 | 零耕 | NR |
圭爾夫千年 | 裸土SSD | R |
圭爾夫千年 | 裸土SSD | NR |
圭爾夫千年 | *常規做法 | R |
圭爾夫千年 | 零耕 | NR |
每年重新起壟 (R) 或零起壟 (NR)。 淺層土壤擾動 (SSD)。 粗體處理包括在實驗 1 中。
*常規做法被定義為每年重新起壟,對行間輪車不施加淺層土壤擾動。
確定了根架構和根配置文件分佈。 根芯取自行中兩株植物之間的冠零線 (CZL)。 隨後,岩心也被取出,遠離 CZL,但在 0.3 m、0.6 m 和 0.9 m 的距離處與冠部對齊(圖 1)。 從以下土壤深度提取根芯:0.00 – 0.15 m、0.15 – 0.30 m、0.30 – 0.45 m 和 0.45 – 0.6 m。
圖 1. FV 450 / FV 450a 試驗現場採用的根部取芯方案。
為期兩年的項目表明,Gijnlim 根係比 Guelph Millennium 向輪林區擴展的趨勢明顯,但在不同品種之間未觀察到根系質量密度的空間分佈存在顯著差異。 為量化產量而進行的有限收割表明,重新起壟並不會降低任一品種的產量,儘管結果表明,對於 1.83 m 中心的幼苗和輪葉作物,在黑麥或芥菜伴生作物的情況下,深松至 0.3.2 m 深度是安全的長大了。 然而,在 Guelph Millennium 深度為 5 cm 和 Gijnlim 深度為 0.175 m 時,在輪葉中進行深污染時,存在損壞 0.3-XNUMX% 總根質量的風險。
黑麥和芥菜的伴生作物似乎將蘆筍貯藏根的發育限制在脊區,在輪盤表面(< 0.15 m)的根生長較少。 黑麥/非淺層土壤擾動非脊處理的產量顯著低於大多數其他處理(低 18.9 – 28.5%)。 這種減少與北美蘆筍種植者的發現形成鮮明對比。
高滲透阻力值 (PR>3 MPa) 和高體積密度 (BD>1.45 cm-3)
在輪盤的上層土壤中觀察到測量結果,這可能會影響蘆筍根的發育。 還為中表層土壤進行了高 BD 記錄。 歷史上,曾在 PR 值為 1.96 MPa 和 2.9 MPa 的土壤中觀察到蘆筍根。 目前尚不清楚高 PR 和 BD 值對蘆筍貯藏根系生長以及貯藏可溶性碳水化合物能力的影響。
後續項目 FV 450a(02 年 04 月 2018 日 – 02 年 04 月 2021 日)由 Lucie Maskova 在克蘭菲爾德的 Rob Simmons 博士、Sarah De Baets 博士和 Lynda Deeks 博士的監督下進行博士研究。 這繼續研究 FV450 處理對產量、根係發育和結構的影響,以及根系中可溶性碳水化合物水平和對土壤健康的影響。 評估了根係對 BMP 反應的品種差異,並進行了更廣泛的蘆筍根系結構調查,涵蓋了整個蘆筍種植者社區的不同土壤類型、林分年齡、不同品種和生產系統。 對不同地點的貯藏根碳水化合物水平進行了測定,並對所調查的特定作物的“根系損傷脆弱性”進行了評估。
FV 450a:BMP 對產量的影響
與常規做法和黑麥非壟狀處理相比,PAS 100 堆肥處理(壟狀和非壟狀以及淺層土壤擾動)與蘆筍矛產量增加 20% 相關。 與黑麥壟作處理相比,黑麥非壟作處理繼續導致產量降低 23%(圖 2)。
圖 2. 2020 年 Gijnlim 產量的差異(公斤公頃)-1) 在實驗 1 處理之間。 垂直條表示 0.95 置信區間。
這提供了強有力的證據,表明在黑麥作為伴生作物種植且無法進行起壟作業的情況下,預計來年春季產量會顯著下降。 然而,如果可以進行起壟,與傳統做法或零耕相比,不會觀察到產量損失。 基於這些發現,種植者可能不願意冒險種植黑麥作為伴生作物,以防天氣/土壤條件意味著他們無法進入土地進行起壟。
2020 年的結果遵循 2018 年和 2019 年的調查結果,即無論治療如何,Guelph Millennium 的蘆筍儲存根碳水化合物值都顯著高於 Gijnlim 的同等值。 儘管存在一些明顯的產量差異,但在 2019 年或 2020 年,處理對根系碳水化合物值沒有影響。
結果還表明,對於 Gijnlim 和 Guelph Millennium,與同等的零耕處理相比,與常規做法相關的年度重新起壟導致產量減少 20-24%。 這可能部分證實了先前的研究表明,每年重新起壟會導致根部受損和產量減少。
FV 450a:BMP 對土壤壓實和入滲的影響
與裸土處理相比,常規做法與 0.0-0.2 m 深度的顯著更高的穿透計阻力 (PR) 值相關。 相比之下,與所有其他裸土處理相比,零耕處理土壤剖面的 PR 值顯著降低表明土壤壓實度較低。
與傳統做法相比,同伴種植對 PR 沒有顯著影響。 這是出乎意料的,因為基於先前發表的研究,伴隨種植生物修復的土壤結構。
2020 年,所有淺層土壤擾動處理的行間輪播的 PR 顯著降低至 0.25 m 深度。 此外,秸稈覆蓋物和 PAS 100 堆肥處理(與淺層土壤擾動一起應用)導致深度大於 0.5 m 的壓實程度明顯低於傳統做法。
2020 年,所有受淺層土壤擾動的處理的入滲率都被歸類為“非常快”(>500 mm h1)並且顯著高於傳統做法(“中等”,23.2 mm h-1).
結果表明,將覆蓋物應用(PAS 100 堆肥或秸稈)與行間輪作和淺層土壤擾動相結合,顯著減少了深層壓實並增加了滲透。 這對徑流和侵蝕控制以及土壤水分補給具有影響。
FV 450a:處理對根結構的影響
在零耕和常規實踐處理之間觀察到整個剖面根質量密度 (RMD) 的顯著差異。 這是由於在距冠零線 0.15 – 0.30 m 深度、0.3、0.6 和 0.9 m 處 RMD 存在顯著差異。 與傳統做法相比,與零耕處理相關的 RMD 增加了 48-98%。 這表明每年重新起壟會損害存儲根。 然而,迄今為止,沒有觀察到與這種處理有關的產量顯著降低或疾病發病率增加。
與 Gijnlim 相比,Guelph Millennium 的生根傾向較淺。 對於基本上允許蘆筍根不受干擾地生長的零耕處理,與 Gijnlim 相比,Guelph Millennium 在距冠零線 66 和 100 m 處 0.0 – 0.15 m 深度處的 RMD 高 0.3-0.6%。
在所有處理中,在 5 毫米操作深度下使用的一系列齒配置下,行間輪式中的深土(淺土擾動)可能會損壞高達 300% 的總根生物量。 每年的起壟作業也有可能損害高達 5% 的總根生物量。
FV 450a:種植者調查結果
對於從更廣泛的種植者土地庫中取樣的田地,蘆筍行距隨輪式中心的變化而變化。 根部質量的最大值出現在冠零線和距山脊 0.3m 處,而在靠近土壤表面的“死區”(0-0.3m)處輪動中的值最低。 品種不是根質量分佈的主要因素,而林分年齡有顯著影響。 輪式中的重複起壟和深挖防止了輪區中根系的擴張,從而導致可實現的潛在根生物量的顯著“截斷”。 這對碳水化合物的儲存有影響。 在所有採樣地點和田間,根質量也與土壤 PR 呈負相關。 結果繼續支持以下建議,即為了防止因重新起壟或深松作業而造成儲存根部損壞,種植者應在開始起壟和/或深松作業之前進行探索性根系分佈調查。
延續項目 FV 450b(從 1 年 2021 月 XNUMX 日起)
(取決於 Defra 關於 AHDB 園藝未來的部長級決定)
由 Cobrey Farm 的 John Chinn、Gs Sandfields Farm Ltd. 的 Phil Langley、J & V Casey & Son Ltd. 的 Tim Casey 和獨立顧問 Claire Donkin 組成的項目管理小組 (PMG) 認為這項工作應該繼續下去在接下來的 3 年中,隨著作物成熟到商業生產的高峰期,監測作物非常重要。 該試驗尚未達到作物成熟和經濟生產的這一階段,該階段通常發生在 4-7 年之間(圖 3)。 這是種植者的關鍵投資回報期。 因此,需要繼續監測每年重新起壟對林分壽命和盈利能力的影響並評估經濟影響。 PMG 的觀點在 2020 年 XNUMX 月得到了 AGA 研發技術委員會的支持。
圖 3. FV450 / FV450a / FV450b 項目時間表,表明迄今為止的活動和商業成熟的關鍵時期。
目的是繼續評估 BMP 對蘆筍產量、林分壽命、疾病發病率和土壤健康的影響。 工作將包括對 PAS 100 堆肥應用在增加產量方面的作用進行嚴格評估; 全面評估土壤物理、化學和生物指標以及貯藏根系分佈,以確定貯藏根系增殖的最佳條件。 將量化限制根伸長的穿透阻力閾值,並將繼續評估根結構和產量的品種差異。
根據成本效益分析,該項目將確定最具成本效益的 BMP,在 6 年的商業收穫期間推動蘆筍產量和土壤健康的改善。 這將使蘆筍種植者能夠在他們自己的農場業務經濟背景下就採用 BMP 的經濟性做出明智的決定。
還打算通過建立 3-5 個複制的衛星站點,將選定的 BMP 擴展到其他種植者站點。 該項目還將研究燕麥作為替代伴生作物而不是黑麥的潛在作用,以提供越冬徑流/侵蝕保護。
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認識團隊
格蕾絲·喬托
知識交流經理——田間蔬菜(綠葉沙拉、香草和特色蔬菜)查看完整的生物
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