يمكن أن تؤدي العمليات الميدانية مثل التجريف السنوي لمحاصيل الهليون وعمليات الرش والحصاد إلى ضغط تدريجي وشديد للعجلات بين الطبقات ، مما يؤدي إلى تقليل التسلل وزيادة مخاطر برك المياه السطحية وتوليد الجريان السطحي وتآكل التربة.
مشروع ممول من AHDB FV 450 "الهليون: الإدارة المستدامة للتربة لضمان طول العمر وتحسين الغلة" (01/05/2016 – 31/03/2018), لتطوير ونشر مجموعة من أفضل ممارسات الإدارة (BMPs) بشكل فعال لمنع و / أو معالجة انضغاط العجلات والمشكلات التي يسببها. أدار المشروع الدكتور روب سيمونز من معهد كرانفيلد للتربة وأجريفود بجامعة كرانفيلد.
تم إجراء تجربتين ميدانيتين مكررتين في أبريل 2016 في Gatsford Farm ، Ross-on-Wye ، بدعم عيني من مزارع كوبري. تضمنت BMPs (1) المحاصيل المصاحبة - الجاودار (سيريال سيكال L.)، خردل (سينابيس ألبا L.) ، (2) تطبيقات النشارة السطحية البينية (نشارة القش أو السماد PAS 100 بالاشتراك مع اضطراب التربة الضحلة (SSD)) و (3) مزيج من ممارسات الحراثة التقليدية (إعادة التخريم (R) و SSD) ضد (4) خيار عدم الحرث. تم تطبيق اضطراب التربة الضحلة باستخدام سن مجنح على عمق 0.25 - 0.3 متر في معاملات المهاد.
في التجربة 1 (48 قطعة أرض تجريبية) ، تمت دراسة تأثير BMPs في Gijnlim ، والذي يمثل 70 ٪ من محصول الهليون المزروع في المملكة المتحدة. قارنت التجربة 2 الفروق المتنوعة في تطور الجذور والهندسة المعمارية وتوزيع ملف تعريف الجذر كما تأثرت بمعالجات التبقع الفرعية لـ Gijnlim و Guelph Millennium. تم إعداد المحاكمة أدناه -
الجداول 1 - التجربة 1: أوصاف العلاج
تشكيلة | وصف العلاج | إعادة تسطيح |
جينليم | رفيق المحاصيل - الجاودار | R |
جينليم | رفيق المحاصيل - الجاودار | NR |
جينليم | رفيق المحاصيل - الخردل | R |
جينليم | رفيق المحاصيل - الخردل | NR |
جينليم | سماد SSD PAS 100 | R |
جينليم | سماد SSD PAS 100 | NR |
جينليم | SSD نشارة القش | R |
جينليم | SSD نشارة القش | NR |
جينليم | SSD التربة العارية | R |
جينليم | SSD التربة العارية | NR |
جينليم | الممارسة التقليدية | R |
جينليم | الحرث الصفري | NR |
إعادة الحواف السنوية (R) أو الصفر (NR). اضطراب التربة الضحلة (SSD). تم تضمين العلاجات بالخط العريض في التجربة 2.
التجربة 2: أوصاف العلاج
تشكيلة | وصف العلاج | إعادة تسطيح |
جينليم | SSD التربة العارية | R |
جينليم | SSD التربة العارية | NR |
جينليم | * الممارسة التقليدية | R |
جينليم | الحرث الصفري | NR |
جيلف الألفية | SSD التربة العارية | R |
جيلف الألفية | SSD التربة العارية | NR |
جيلف الألفية | * الممارسة التقليدية | R |
جيلف الألفية | الحرث الصفري | NR |
إعادة الحواف السنوية (R) أو الصفر (NR). اضطراب التربة الضحلة (SSD). تم تضمين العلاجات بالخط العريض من التجربة 1.
* تُعرَّف الممارسة التقليدية بأنها إعادة التجريف السنوية مع عدم وجود أي اضطراب في التربة الضحلة المطبقة على العجلات المتداخلة.
تم تحديد بنية الجذر وتوزيعات ملف تعريف الجذر. تم أخذ نوى الجذر على خط التاج صفر (CZL) من بين نباتين في الصف. تم أخذ النوى أيضًا لاحقًا ، بعيدًا عن CZL ، ولكن تمشيا مع التاج على مسافات 0.3 متر و 0.6 متر و 0.9 متر (الشكل 1). تم استخراج اللب الجذور من أعماق التربة التالية: 0.00 - 0.15 م ، 0.15 - 0.30 م ، 0.30 - 0.45 م و 0.45 - 0.6 م.
الشكل 1. بروتوكول حفر الجذر المعتمد في موقع التجربة FV 450 / FV 450a.
أشار المشروع الذي مدته سنتان إلى وجود اتجاه قوي لجذور جينليم للتوسع في عجلة القيادة أكثر من Guelph Millennium ولكن لم يلاحظ أي فروق ذات دلالة إحصائية في التوزيع المكاني لكثافة كتلة الجذر بين الأصناف. أظهر الحصاد المحدود لتقدير الغلة أن إعادة التخريم لم تقلل المحصول لأي من الصنفين على الرغم من أن النتائج تشير إلى أنه ، بالنسبة للمحصول الصغير والمراجل على 1.83 مترًا ، كانت عمليات التربة السفلية حتى عمق 0.3 متر آمنة للقيام بها إما محاصيل الجاودار أو الخردل المصاحبة نمت. ومع ذلك ، كان هناك خطر حدوث تلف بنسبة 2-5 ٪ من إجمالي كتلة الجذر عند حدوث تلوث جزئي في العجلات على عمق 0.175 سم في Guelph Millennium وعلى عمق 0.3 متر في Gijnlim.
يبدو أن المحاصيل المصاحبة للجاودار والخردل تقيد تطور جذور تخزين الهليون إلى منطقة التلال ، مع نمو أقل للجذر في سطح العجلة (أقل من 0.15 م). أسفرت معاملة الجاودار / عدم اضطراب التربة الضحلة غير الممتلئة عن أقل بكثير (18.9 - 28.5 ٪ أقل) من معظم المعالجات الأخرى. تناقض هذا الانخفاض بشدة مع نتائج مزارعي الهليون في أمريكا الشمالية.
قيم مقاومة عالية بينترومر (PR> 3 ميجا باسكال) وكثافة عالية (BD> 1.45 سم-3)
لوحظت القياسات في الطبقة السفلية العلوية في العجلة ، والتي يمكن أن تؤثر على نمو جذر الهليون. تم أيضًا إجراء تسجيلات عالية لـ BD في الطبقة العليا من التربة. تاريخياً ، لوحظ وجود جذور الهليون في التربة بقيم PR 1.96 ميجا باسكال و 2.9 ميجا باسكال). إن تأثير قيم PR و BD العالية على نمو نظام جذر تخزين الهليون وبالتالي القدرة على تخزين الكربوهيدرات القابلة للذوبان غير معروف حاليًا.
تم تنفيذ المشروع التكميلي FV 450a (02/04 2018 - 02/04/2021) كدراسة دكتوراه من قبل Lucie Maskova ، تحت إشراف الدكتور Rob Simmons والدكتور Sarah De Baets والدكتور Lynda Deeks في Cranfield. استمر هذا في دراسة آثار المعالجات FV450 على الغلات ، وتطور الجذور والهندسة المعمارية ، وكذلك مستويات الكربوهيدرات القابلة للذوبان في نظام الجذر والتأثيرات على صحة التربة. تم تقييم الفروق المتنوعة في استجابة الجذر لـ BMPs وتم إجراء مسح أوسع لهندسة جذر الهليون يغطي أنواعًا متنوعة من التربة وأعمار الوقوف وأنواع مختلفة وأنظمة الإنتاج عبر مجتمع مزارعي الهليون. تم تحديد مستويات الكربوهيدرات في جذر التخزين عبر المواقع وإجراء تقييم لـ "قابلية تلف الجذور للتلف" لمحاصيل معينة تم مسحها.
FV 450a: تأثير BMPs على المحصول
ارتبطت معاملات الكومبوست PAS 100 (الممزقة وغير الممزقة مع اضطراب التربة الضحلة) بزيادة قدرها 20٪ في إنتاجية رمح الهليون مقارنة بالممارسات التقليدية ومعالجات الجاودار غير الممتلئة. استمرت معاملة الجاودار غير المتعرجة مرتبطة بانخفاض 23 ٪ في المحصول مقارنةً بمعالجة الجاودار (الشكل 2).
الشكل 2. الاختلافات في محصول جينليم 2020 (كجم هكتار-1) بين علاجات التجربة 1. تشير الأشرطة العمودية إلى 0.95 فترات ثقة.
يوفر هذا دليلًا قويًا على أنه حيثما يُزرع الجاودار كمحصول مصاحب ولا يمكن إجراء التخريم ، في الربيع التالي يمكن توقع انخفاض كبير في الغلة. ومع ذلك ، إذا كان من الممكن إجراء عملية التخريم ، فلا يتم ملاحظة أي عقوبة ناتجة مقارنة بالممارسات التقليدية أو عدم الحرث. بناءً على هذه النتائج ، قد لا يرغب المزارعون في المخاطرة بزراعة الجاودار كمحصول مصاحب ، في حالة ما إذا كانت ظروف الطقس / التربة تعني أنهم غير قادرين على الوصول إلى الأرض للتلال.
جاءت نتائج عام 2020 بعد نتائج عامي 2018 و 2019 التي تفيد بأن قيم الكربوهيدرات في جذر تخزين الهليون في Guelph Millennium أعلى بكثير من نظائرها في Gijnlim ، بغض النظر عن العلاج. على الرغم من بعض الاختلافات الواضحة في المحصول ، لم يكن هناك تأثير للمعاملات على قيم الكربوهيدرات الجذرية في 2019 أو 2020.
أظهرت النتائج أيضًا أنه بالنسبة لكل من Gijnlim و Guelph Millennium ، أدت إعادة التكديس السنوية المرتبطة بالممارسة التقليدية إلى انخفاض بنسبة 20-24 ٪ في المحصول مقارنةً بمعالجات عدم الحرث المكافئة. قد يدعم هذا جزئيًا الأبحاث السابقة التي تظهر أن إعادة التخريم السنوية تتسبب في تلف الجذور وتقليل الغلة.
FV 450a: التأثير على BMPs على انضغاط التربة وتسللها
ارتبطت الممارسة التقليدية بقيم مقاومة اختراق (PR) أعلى بكثير من عمق 0.0-0.2 متر ، مقارنة بمعاملات التربة المكشوفة. في المقابل ، أشارت قيم العلاقات العامة المنخفضة بشكل ملحوظ عبر ملف تعريف التربة من المعالجة بدون حرث إلى انخفاض ضغط التربة مقارنة بجميع معالجات التربة المكشوفة الأخرى.
لم يؤثر الاقتصاص المصاحب بشكل كبير على العلاقات العامة مقارنة بالممارسة التقليدية. كان هذا غير متوقع ، بناءً على الدراسات السابقة المنشورة ، المصاحبة لهيكل التربة المحصول بيولوجيًا.
في عام 2020 ، تم تقليل العلاقات العامة بشكل كبير في العجلات الداخلية إلى عمق 0.25 متر لجميع معاملات اضطراب التربة الضحلة. علاوة على ذلك ، نتج عن نشارة القش ومعالجات السماد PAS 100 (المطبقة بالاقتران مع اضطراب التربة الضحلة) ضغطًا أقل بكثير من الممارسة التقليدية إلى أعماق أكبر من 0.5 متر.
في عام 2020 ، تم تصنيف معدلات التسلل في جميع المعالجات المعرضة لاضطراب التربة الضحلة على أنها "سريعة جدًا" (> 500 مم / ساعة1) وكانت أعلى بكثير من الممارسة التقليدية ("معتدلة" ، 23.2 ملم ساعة-1).
تشير النتائج إلى أن الجمع بين استخدام المهاد (سواء السماد العضوي PAS 100 أو القش) على العجلات الداخلية واضطراب التربة الضحلة يقلل بشكل كبير من الضغط العميق ويزيد من التسلل. هذا له آثار على الجريان السطحي والتحكم في التعرية وكذلك إعادة شحن رطوبة التربة.
FV 450a: تأثير المعالجات على بنية الجذر
لوحظت فروق ذات دلالة إحصائية في كثافة كتلة الجذر الكاملة (RMD) بين المعاملات بدون حرث والمعالجات التقليدية. كان هذا بسبب وجود فروق ذات دلالة إحصائية في RMD عند 0.15 - 0.30 م عمق ، 0.3 ، 0.6 و 0.9 م من خط الصفر التاجي. هذه الفروق تصل إلى ما بين 48-98٪ زيادة في اضطراب الحركة النظمية المصاحب للمعالجة بدون حرث مقارنة بالممارسة التقليدية. يشير هذا إلى أن التجريف السنوي يضر بجذور التخزين. ومع ذلك ، حتى الآن ، لم يلاحظ أي انخفاض كبير في الغلة أو زيادة في حدوث المرض فيما يتعلق بهذا العلاج.
يرتبط Guelph Millennium بميل تجذير ضحل مقارنةً بـ Gijnlim. بالنسبة للمعالجة بدون حرث ، والتي تسمح أساسًا لجذر الهليون بالنمو دون إزعاج ، يرتبط Guelph Millennium بنسبة 66-100 ٪ أعلى من RMD عند 0.0 - 0.15 متر في العمق عند 0.3 و 0.6 متر من خط الصفر التاجي ، مقارنة مع Gijnlim.
في جميع المعالجات ، يمكن أن يؤدي التلوث الفرعي (اضطراب التربة الضحل) في العجلات الداخلية إلى إتلاف ما يصل إلى 5٪ من إجمالي الكتلة الحيوية للجذر في إطار مجموعة من تكوينات السن المستخدمة على عمق تشغيل يبلغ 300 ملم. كما أن عمليات التخريم السنوية لديها القدرة على إتلاف ما يصل إلى 5٪ من إجمالي الكتلة الحيوية للجذور.
FV 450a: نتائج مسح الزارع
بالنسبة للحقول المأخوذة من الضفة الأرضية للمزارع الأوسع ، تباينت مسافات صف الهليون كدالة لمراكز العجلة. تم العثور على أعلى قيم لكتلة الجذر عند خط الصفر التاجي وما يصل إلى 0.3 متر بعيدًا عن التلال ، وأقل القيم في التدحرج في "المنطقة الميتة" بالقرب من سطح التربة (0-0.3 م). لم يكن التنوع عاملاً سائدًا في توزيع كتلة الجذر ، بينما كان لعمر الوقوف تأثير كبير. منعت إعادة التخريم المتكرر والتلوث الفرعي في العجلات توسع نظام الجذر في منطقة العجلات ، مما تسبب في `` اقتطاع '' كبير للكتلة الحيوية للجذر المحتملة التي يمكن تحقيقها. هذا له آثار على تخزين الكربوهيدرات. كما ارتبطت كتلة الجذر ارتباطًا سلبيًا بالخصائص العامة للتربة في جميع المواقع والحقول التي تم أخذ عينات منها. تستمر النتائج في دعم التوصية التي مفادها أنه من أجل منع تلف جذر التخزين من خلال عمليات إعادة التخريم أو التربة السفلية ، يجب على المزارعين إجراء مسوحات استكشافية لتوزيع ملف تعريف الجذر قبل البدء في عمليات إعادة التجريف و / أو التلويث الفرعي.
مشروع تكميلي FV 450b (من 1 يوليو 2021)
(خاضعة لقرار ديفرا الوزاري بشأن مستقبل البستنة AHDB)
مجموعة إدارة المشروع (PMG) ، التي تتألف من John Chinn من Cobrey Farm ، و Phil Langley من Gs Sandfields Farm Ltd. ، و Tim Casey من J & V Casey & Son Ltd. والمستشار المستقل كلير دونكين ، يرون أن هذا العمل يجب أن يستمر على مدى السنوات الثلاث المقبلة ، حيث من المهم مراقبة المحصول عند بلوغه مرحلة الذروة للإنتاج التجاري. لم تصل التجربة إلى هذه المرحلة من نضج المحاصيل والإنتاج الاقتصادي الذي يحدث عادةً بين السنوات 3-4 (الشكل 7). هذه هي فترة الاسترداد الرئيسية للمزارعين. وبالتالي ، يجب الاستمرار في رصد تأثير التجديد السنوي على طول العمر والربحية وتقييم الآثار الاقتصادية. تم دعم وجهة نظر PMG من قبل اللجنة الفنية للبحث والتطوير في AGA في سبتمبر 3.
الشكل 3: الجدول الزمني للمشروع FV450 / FV450a / FV450b الذي يشير إلى الأنشطة حتى تاريخه والفترة الحاسمة للنضج التجاري.
تتمثل الأهداف في مواصلة تقييم آثار BMPs على محصول الهليون ، وطول العمر ، ومعدل الإصابة بالأمراض وصحة التربة. وسيشمل العمل إجراء تقييم نقدي لدور تطبيق السماد PAS 100 في زيادة الغلات ؛ تقييم كامل للمؤشرات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية للتربة وتوزيعات ملف جذر التخزين ، من أجل تحديد الظروف المثلى لتخزين تكاثر الجذور. سيتم قياس قيم مقاومة اختراق العتبة التي تحد من استطالة الجذر ، وسيستمر تقييم الاختلافات المتنوعة في بنية الجذر والعوائد.
سيحدد المشروع أكثر BMP فعالية من حيث التكلفة ، من حيث دفع التحسينات في محصول الهليون وصحة التربة خلال فترة 6 سنوات من الحصاد التجاري ، بناءً على تحليل التكلفة والعائد. سيسمح هذا لمزارعي الهليون باتخاذ قرارات مستنيرة فيما يتعلق باقتصاديات اعتماد BMPs في سياق اقتصاديات أعمالهم الزراعية الخاصة.
النوايا هي أيضًا توسيع نطاق عمليات BMP المختارة عمليًا إلى مواقع المزارعين الأخرى من خلال إنشاء 3-5 مواقع ساتلية مكررة. سيقوم المشروع أيضًا بالتحقيق في الدور المحتمل للشوفان كمحصول بديل مصاحب بدلاً من الجاودار ، من أجل توفير الحماية من الجريان السطحي / التآكل في فصل الشتاء.
مزيد من المعلومات
تواصل مع فريقنا
جريس شوتو
مدير تبادل المعرفة - الخضروات الحقلية (السلطات الورقية والأعشاب والخضروات المتخصصة)انظر السيرة الذاتية الكاملة
كيم باركر
عالم وقاية المحاصيل: الأمراضانظر السيرة الذاتية الكاملة