Lớp phủ sống cho các hệ thống trồng trọt bền vững: Một bước tiến tới Nông nghiệp ‘Hữu cơ Tái sinh’ ở Vương quốc Anh?

Giảm lượng đất và hóa chất đầu vào có thể mang lại lợi ích cho đất và môi trường, vậy liệu cỏ ba lá vĩnh viễn có thể hoạt động như một ‘lớp phủ sống’, tiến tới lớp phủ đất lâu năm, đưa ra một giải pháp thiết thực để giảm đầu vào và có hệ thống trồng trọt bền vững hơn?

Đây là câu hỏi đang được điều tra bởi một nhóm nông dân đang cố gắng thực hiện hệ thống giảm đầu vào thông qua Phòng thí nghiệm đồng ruộng của nông dân sáng tạo. Đầu vào trong trường hợp này có thể là hóa chất nông nghiệp và phân bón hoặc làm đất và dầu diesel, tùy thuộc vào hệ thống canh tác hiện tại. Đây là hai điểm xuất phát của nhóm hoặc là đã thực hành truyền thống không cày xới lâu dài tìm cách giảm đầu vào hóa chất hoặc nông dân hữu cơ đã thành lập đang tìm cách giảm làm đất. Có một yêu cầu bắt buộc từ cả hai khía cạnh nhưng trong khi cả hai hệ thống canh tác có thể học hỏi lẫn nhau, những thách thức đối với mỗi hệ thống thay thế hoạt động là khá khác nhau do xuất phát điểm tương ứng.

Lớp phủ sống là gì?

Hệ thống lớp phủ sống (LM) bao gồm các khía cạnh của một số phương thức và khái niệm canh tác phổ biến như trồng cây che phủ, xen canh, lớp phủ dưới đất và lớp phủ, với hệ thống được xây dựng dựa trên các cách tiếp cận này với sự tích hợp đầy đủ như một hệ thống cây trồng. Về mặt thực tế, nó đòi hỏi phải thiết lập một cây họ đậu lâu năm để bảo vệ đất như một lớp phủ mặt đất (bán) lâu dài phổ biến đối với các hệ thống cây trồng lâu năm như cây ăn quả hoặc trồng nho. Nó hiếm khi được sử dụng trong các hệ thống canh tác hàng năm do sự cạnh tranh với cây trồng hoa màu, vì vậy câu hỏi đặt ra là nó có tương thích với cây trồng hàng năm không? Cách tiếp cận LM khác với các hệ thống làm đất giảm hữu cơ nổi tiếng với máy làm đất bằng con lăn do Rodale đi tiên phong trong đó ý tưởng là chấm dứt các loại cây che phủ sinh khối cao để cung cấp lớp phủ chết giúp ngăn chặn cỏ dại để trồng các loại cây trồng hoa màu. Trên thực tế, hệ thống này dựa vào một số điều kiện khí hậu nhất định thường không có ở Anh.

Dịch vụ và lợi ích

Hệ thống LM có thể được kỳ vọng sẽ cung cấp một số dịch vụ sinh thái chính cho hệ thống nông nghiệp bao gồm tích tụ nitơ (N), ngăn chặn cỏ dại, nâng cao đặc tính vật lý của đất (và khả năng lưu thông), bảo vệ đất, chức năng thu hoạch, tự điều chỉnh sâu bệnh. , tăng độ phì nhiêu của đất và tăng tính đa dạng sinh học.1,2,3 Ở giai đoạn này, cũng cần xem xét rằng nhiều trang trại hữu cơ đã có cỏ dại cung cấp một số dịch vụ hệ sinh thái nhưng ít kiểm soát các loài hơn, vì vậy lớp phủ có thể được coi là ‘cỏ dại được chỉ định.’¹

Hai dịch vụ chính cần được cung cấp cho một hệ thống LM để đóng góp tốt nhất vào năng suất nông nghiệp là kiểm soát cỏ dại4 và N cung.5 Lớp phủ sống cung cấp một phương án thay thế tiềm năng và chiến lược bền vững cho hai nguồn cung cấp này, mặc dù lượng N cung cấp cho cây trồng tiền mặt và mức độ kiểm soát cỏ dại sẽ bị ảnh hưởng nhiều bởi việc quản lý và theo mùa vụ. Các hệ thống không xới đất thông thường có thể yêu cầu bổ sung phân N để duy trì năng suất cây trồng.6 Hai dịch vụ này cung cấp một cái nhìn sâu sắc về sự phức tạp của hệ thống và sự đánh đổi (không nhất thiết là không thể tránh khỏi3). Có mối tương quan chặt chẽ giữa sinh khối lớp phủ và các dịch vụ ngăn chặn cỏ dại và tích lũy N7,8,9 nhưng sinh khối cao sẽ tạo ra sự cạnh tranh mạnh mẽ hơn so với cây hoa màu.10

ML%20Mulch%20oats%20Nov%2021 0

Lớp phủ và yến mạch Tháng 11 năm 2020, Trang trại Green Acres

Hành động cân bằng quản lý này giữa tiền mặt và tăng trưởng cây trồng trong suốt mùa vụ là thách thức cơ bản đối với một hệ thống LM đang hoạt động – để khai thác lợi ích của lớp che phủ vĩnh viễn này trong khi hạn chế rủi ro đối với năng suất. Nếu sức khỏe của đất được nâng cao, đa dạng sinh học tăng (trên và dưới mặt đất) và giảm lượng khí thải cũng có thể được cung cấp, thì một hệ thống canh tác bền vững và có khả năng phục hồi cao hơn chính là giải pháp được đưa ra. Có một lời cảnh báo tại thời điểm này vì nhiều nghiên cứu11,12,13 đã được tiến hành trong lĩnh vực này, bao gồm cả công việc gần đây tại Trung tâm Công nghệ Stockbridge thông qua các dự án DIVERSify và TRUE cho thấy tổn thất năng suất ngũ cốc lớn và có khả năng không đạt yêu cầu từ các hệ thống LM có thể canh tác đòi hỏi sự suy nghĩ và quản lý cẩn thận để đạt được thành công.

Tăng cường các tương tác có lợi và quản lý cạnh tranh

Các khái niệm sinh thái làm nền tảng cho hệ thống cây họ đậu làm thức ăn cho ngũ cốc được gọi là tính bổ sung và tạo điều kiện thích hợp và hệ thống này hoạt động dựa trên nguyên tắc đa dạng về chức năng. Về lý thuyết, điều này có nghĩa là hai ‘bộ phận’ của hệ thống hoạt động hài hòa nhưng trên thực tế, đặc biệt là từ quan điểm hữu cơ, việc làm cho hệ thống hoạt động đã được chứng minh là khó nắm bắt. Đây là một vấn đề phức tạp nhưng yếu tố then chốt là sự tương tác giữa tiền mặt và cây trồng che phủ, và khả năng quản lý và vận dụng lợi thế cạnh tranh của ngũ cốc. Trên thực tế, từ góc độ nông học, việc thúc đẩy cây trồng màu và làm suy yếu cây che phủ vào những thời điểm quan trọng trong mùa trồng trọt là một thách thức thực sự, đặc biệt là, như đã đề cập trước đây, việc làm suy yếu lớp phủ thực sự mâu thuẫn với các điều khoản dịch vụ chính của nó. Liều lượng nhỏ phân bón N và thuốc diệt cỏ có thể làm suy yếu một cách chọn lọc cỏ ba lá và mang lại lợi thế cạnh tranh cho ngũ cốc nhưng tất nhiên những lựa chọn này không khả dụng đối với nông dân sản xuất hữu cơ.

Thử nghiệm do nông dân dẫn đầu với Nông dân sáng tạo

Có một số lĩnh vực đang được nông dân khám phá thông qua phòng thí nghiệm hiện trường:

  1. Các loài và cơ sở phủ lớp phủ
  2. Các loài và cơ sở cây trồng tiền mặt
  3. Quản lý lớp phủ (cả bên ngoài và trong cây trồng)

Lớp phủ và lựa chọn loài cây trồng

Các phương pháp tiếp cận kết hợp khác nhau đang được thử nghiệm với nông dân – sử dụng kiến ​​thức của họ về bối cảnh của trang trại và hệ thống của họ và cân nhắc rộng hơn để chọn các phương án thích hợp nhất cho họ. Điều này sẽ tạo điều kiện cho các đồng nghiệp trao đổi ngang hàng và tiến bộ trong thực hành tốt nhất về lớp phủ sống.

Trong các thử nghiệm tại phòng thí nghiệm đồng ruộng, nông dân đã sử dụng hỗn hợp cỏ ba lá trắng hoang dã và cỏ ba lá nhỏ vừa được khuyến nghị bởi Cotswold Seeds, loại cỏ này đã được lựa chọn để vẫn sống và cung cấp sự bền bỉ nhưng hạn chế cạnh tranh lâu dài hơn so với cây trồng.14 Các loại cỏ ba lá được thành lập thông qua việc trồng cây ngũ cốc vào mùa xuân năm 2020.

Mulch%20post%20spring%20barley%20harvest%20Aug%2020

Thu hoạch lúa mạch mùa xuân sau lớp phủ sau tháng 8 năm 2020, Trang trại Litchfield

Việc khoan trực tiếp cây ngũ cốc vào quầy cỏ ba lá đã được thiết lập trước diễn ra vào tháng 10 năm ngoái với yến mạch mùa đông và lúa mạch đen được lựa chọn cho khả năng cạnh tranh của chúng.

Drilling%20Oct%2020 0

Khoan tháng 10 năm 2020, Trang trại Litchfield

Quản lý lớp phủ

Làm thế nào và khi nào, hoặc thậm chí nếu, để quản lý lớp phủ là một câu hỏi quan trọng đang được tìm hiểu. Có cơ hội cắt cỏ hoặc ăn cỏ trước khi khoan thu hoạch cây trồng, hoặc thậm chí trong giai đoạn phát triển nền tảng của ngũ cốc vào cuối mùa đông. Một trong những câu hỏi thú vị nhất là liệu lớp phủ có cần được quản lý chọn lọc sau này trong mùa sinh trưởng hay không và điều này có thể được thực hiện như thế nào? Một lựa chọn đang được xem xét là cắt cỏ liên hàng, mặc dù thiết bị thương mại vẫn chưa có sẵn.

Tóm lại là

Sự cân bằng tốt đẹp này trong việc quản lý và vận dụng động lực của cây trồng thu tiền và cây che phủ để tạo ra lợi thế cho cây trồng hoa màu trong khi tối đa hóa các dịch vụ từ cây che phủ là điều cuối cùng sẽ quyết định việc thực hiện thành công những gì trên giấy tờ một cách bền vững và có khả năng phục hồi để canh tác đất – mặc dù điều đó sẽ yêu cầu cách tiếp cận thiết kế lại hệ thống. Cuối cùng, hệ thống sẽ dựa vào kiến ​​thức và sự khéo léo của người nông dân và sự học hỏi đồng đẳng để biến lý thuyết thành thực hành thành công.

Phần hai của blog này sẽ xuất hiện vào mùa xuân – cung cấp thêm chi tiết kỹ thuật về việc triển khai hệ thống lớp phủ sống và cập nhật từ các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm thực địa.

* Đề cập đặc biệt đến Cotswold Seeds và Organic Arable, những người đang hỗ trợ tài chính và kỹ thuật cho phòng thí nghiệm hiện trường.

Dominic Amos là Nhà nghiên cứu Cây trồng trong Trung tâm Nghiên cứu Hữu cơ. Anh ấy viết về chính mình:

“Tôi có kiến ​​thức nền tảng về các thử nghiệm đồng ruộng canh tác trong trang trại, đã tìm kiếm một sự nghiệp kết hợp hóa học, sinh học và yêu thích hoạt động ngoài trời. Đi du lịch sau đại học và làm tình nguyện viên tại nhiều trang trại đã mở ra cho tôi sự nghiệp trồng trọt và thực phẩm. Lo ngại cho môi trường và mối quan tâm ngày càng tăng đối với các phương pháp canh tác sinh thái đã đưa tôi đến Trung tâm Nghiên cứu Hữu cơ với tư cách là một nhà nghiên cứu cây trồng, xem xét sản xuất cây trồng bền vững, cố gắng giúp nông dân cải thiện thực hành trong việc tìm kiếm các giải pháp sinh thái và bền vững cho những thách thức sản xuất. Tôi làm việc trên một số các lĩnh vực bao gồm sản xuất cây trồng bền vững, cây trồng che phủ, đa dạng luân canh cây trồng, hệ thống canh tác và đất. “

Hình ảnh tiêu đề cho thấy lớp phủ và lúa mạch đen, tháng 11 năm 2020, Trang trại Green Acres. Tất cả hình ảnh được cung cấp bởi Dominic Amos, Trung tâm Nghiên cứu Hữu cơ. Đã đăng ký Bản quyền

Bạn có thể xem hồ sơ nông dân cho hai trang trại nơi các bức ảnh nổi bật được chụp ở đây – Green Acres (Mark Lea) và Litchfield (James Alexander)


Người giới thiệu

1 Hartwig, NL, Ammon, HU (2002) Che phủ cây trồng và lớp phủ sống, Khoa học cỏ dại. 50(6), 688-699.

2 Canali, S., Diacono, M., Montemurro, F., & Delate, K. (2017). Tăng cường lợi ích đa chức năng của lớp phủ sống trong hệ thống canh tác rau hữu cơ. Nông nghiệp tái tạo và Hệ thống thực phẩm, 32(3), 197-199.

3 Costanzo, A., & Bàrberi, P. (2016). Đa dạng sinh học chức năng quy mô ruộng trong lúa mì hữu cơ: Ảnh hưởng đến việc giảm cỏ dại, tính nhạy cảm với bệnh tật và năng suất. Tạp chí Nông học Châu Âu, 76, 1-16.

4 Uozumi S, Deguchi S, Fushimi A 2004: Thời gian trồng ngô ủ chua tối ưu cho hệ thống phủ lớp phủ sống cỏ ba lá trắng. Bò đực. Natl. Nông nghiệp. Res. Trung tâm Tohoku Reg., 102, 93–100.

5 Thorsted, MD, Weiner, J. và Olesen, JE (2006), Cạnh tranh trên mặt đất và dưới mặt đất giữa lúa mì vụ đông trồng xen Triticum aestivum và cỏ ba lá trắng Trifolium lặp lại. Tạp chí Sinh thái học Ứng dụng, 43: 237-245.

6 Andrews, J., Sanders, Z., Cabrera, M., Saha, U., & Hill, N. (2018). Động lực học nitơ trong lớp phủ sống và hệ thống sản xuất ngô cây trồng hàng năm. Tạp chí Nông học, 110(4), 1309-1317.

7 Bergkvist. Trường Crop Res. 120, 292–298.

số 8 Amossé, C., Jeuffroy, MH, Celette, F., David, C., 2013a. Trồng xen canh các loại cây họ đậu giúp kiểm soát cỏ dại trên sản xuất ngũ cốc hữu cơ. Eur. J. Agron. 49,158–167.

9 Vrignon-Brenas, S., Celette, F., Amossé, C., & David, C. (2016). Ảnh hưởng của việc bón phân vào mùa xuân đối với các dịch vụ hệ sinh thái của lúa mì hữu cơ và các loại cây trồng xen canh cỏ ba lá. Tạp chí Nông học Châu Âu, 73(C), 73-82.

10 Radicetti, E., Baresel, El-Haddoury, Finckh, Mancinelli, Schmidt ,. . . Campiglia. (2018). Hiệu suất lúa mì với lớp phủ sống phụ sinh trong các điều kiện môi trường nông nghiệp khác nhau phụ thuộc vào việc quản lý cây trồng. Tạp chí Nông học Châu Âu, 94, 36-45.

11 Hiltbrunner J, Liedgens M, Bloch L, Stamp P, Streit B (2007a) Cây họ đậu làm lớp phủ sống cho lúa mì mùa đông: các thành phần của sinh khối và kiểm soát cỏ dại. Eur J Agron 26(1), 21–29.

12 Hiltbrunner J., Jeanneret P., Liedgens M., Stamp P., Streit B., (2007b) Phản ứng của cộng đồng cỏ dại đối với lớp phủ sống của cây họ đậu trong lúa mì mùa đông. J Agron Crop Sci 193: 93–102.

13 Bergkvist, G. (2003) Ảnh hưởng của cỏ ba lá trắng và sự sẵn có của nitơ đến năng suất ngũ cốc của lúa mì mùa đông trong hệ thống trồng xen canh ba mùa, Acta Nongurae Scandinavica, Phần B, Khoa học Thực vật và Đất 54: 97-109.

14 Bergkvist, G., 2003. Cỏ ba lá lâu năm và cỏ lúa mạch đen là cây trồng kém hiệu quả trong ngũ cốc. Luận án tiến sĩ. Đại học Khoa học Nông nghiệp Thụy Điển, Uppsala. Hạt cỏ 414.

Farmtrip.vn Team

About the Author: Trip Farm

You might like

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *