Feldoperationen wie das jährliche Wiederanhäufeln von Spargelkulturen, Spritzarbeiten und Ernten können zu einer fortschreitenden und starken Verdichtung der Zwischenbettbereifung führen, was zu einer geringeren Infiltration und einem erhöhten Risiko von Oberflächenwasserstauung, Abflussbildung und Bodenerosion führt.
AHDB-gefördertes Projekt FV 450 'Spargel: Nachhaltiges Bodenmanagement für Bestandshaltbarkeit und Ertragsoptimierung' (01/05/2016 – 31/03/2018), eine Reihe von Best Management Practices (BMPs) zu entwickeln und effektiv zu verbreiten, um die Verdichtung von Rädern und die dadurch verursachten Probleme zu verhindern und/oder zu beheben. Das Projekt wurde von Dr. Rob Simmons vom Cranfield Soil and Agrifood Institute der Cranfield University geleitet.
Zwei replizierte Feldversuche wurden im April 2016 auf der Gatsford Farm, Ross-on-Wye, mit Sachunterstützung von Cobrey Farms durchgeführt. BMPs enthalten (1) Begleitkulturen – Roggen (Sereale Cecale L.), Senf (Sinapis albaL.), (2) Oberflächenmulchanwendungen zwischen den Reihen (Strohmulch oder PAS 100-Kompost in Kombination mit flacher Bodenstörung (SSD)) und (3) eine Kombination konventioneller Bodenbearbeitungspraktiken (Wiederauskämmen (R) und SSD) gegen (4) eine Option ohne Bodenbearbeitung. Shallow Soil Disturbance wurde mit einer geflügelten Zinke in einer Tiefe von 0.25 – 0.3 m bei der Mulchbehandlung aufgebracht.
In Experiment 1 (48 Versuchsparzellen) wurde die Wirkung der BMPs in Gijnlim untersucht, das 70 % der im Vereinigten Königreich angebauten Spargelkulturen ausmacht. Experiment 2 verglich Sortenunterschiede in der Wurzelentwicklung und -architektur und die Wurzelprofilverteilung, wie sie durch Unterbodenbehandlungen für Gijnlim und Guelph Millennium beeinflusst wird. Die Testeinrichtung ist unten angegeben –
Tabellen 1 – Experiment 1: Behandlungsbeschreibungen
Vielfalt | Behandlungsbeschreibung | Neuausreiten |
Gijnlim | Begleitfrucht – Roggen | R |
Gijnlim | Begleitfrucht – Roggen | NR |
Gijnlim | Begleitfrucht – Senf | R |
Gijnlim | Begleitfrucht – Senf | NR |
Gijnlim | PAS 100 Kompost SSD | R |
Gijnlim | PAS 100 Kompost SSD | NR |
Gijnlim | Strohmulch SSD | R |
Gijnlim | Strohmulch SSD | NR |
Gijnlim | Freier Boden SSD | R |
Gijnlim | Freier Boden SSD | NR |
Gijnlim | Konventionelle Praxis | R |
Gijnlim | Null Bodenbearbeitung | NR |
Jährliche Neuaufkantung (R) oder Nullaufkantung (NR). Shallow-Boden-Störung (SSD). Fettgedruckte Behandlungen sind in Experiment 2 enthalten.
Experiment 2: Behandlungsbeschreibungen
Vielfalt | Behandlungsbeschreibung | Neuausreiten |
Gijnlim | Freier Boden SSD | R |
Gijnlim | Freier Boden SSD | NR |
Gijnlim | *Konventionelle Praxis | R |
Gijnlim | Null Bodenbearbeitung | NR |
Welfen Millennium | Freier Boden SSD | R |
Welfen Millennium | Freier Boden SSD | NR |
Welfen Millennium | *Konventionelle Praxis | R |
Welfen Millennium | Null Bodenbearbeitung | NR |
Jährliche Neuaufkantung (R) oder Nullaufkantung (NR). Shallow-Boden-Störung (SSD). Fettgedruckte Behandlungen sind aus Experiment 1 enthalten.
*Herkömmliche Praxis ist definiert als jährliches Neu-Dammen ohne oberflächliche Bodenbeeinflussung der Zwischenreihen.
Wurzelarchitektur und Wurzelprofilverteilungen wurden bestimmt. Wurzelkerne wurden auf der Krone-Null-Linie (CZL) zwischen zwei Pflanzen in der Reihe entnommen. Später wurden auch Kerne außerhalb des CZL entnommen, jedoch kronennah in Abständen von 0.3 m, 0.6 m und 0.9 m (Abbildung 1). Wurzelkerne wurden aus folgenden Bodentiefen gewonnen: 0.00 – 0.15 m, 0.15 – 0.30 m, 0.30 – 0.45 m und 0.45 – 0.6 m.
Abbildung 1. Wurzelbohrprotokoll, das am Versuchsstandort FV 450 / FV 450a angenommen wurde.
Das zweijährige Projekt zeigte einen starken Trend für Gijnlim-Wurzeln, sich stärker in die Bereifung auszudehnen als Guelph Millennium, aber es wurden keine signifikanten Unterschiede in der räumlichen Verteilung der Wurzelmassendichten zwischen den Sorten beobachtet. Begrenzte Ernten zur Quantifizierung der Erträge zeigten, dass das erneute Dammen den Ertrag bei keiner der Sorten reduzierte, obwohl die Ergebnisse nahelegten, dass für die junge Ernte und die Bereifung auf 1.83 m-Zentren Unterbodenbearbeitungen bis zu einer Tiefe von 0.3 m sicher waren, wenn entweder Roggen- oder Senfbegleitkulturen gewachsen waren. Es bestand jedoch die Gefahr, dass 2-5 % der Gesamtwurzelmasse beschädigt werden, wenn der Unterboden in den Verdickungen in 0.175 cm Tiefe für Guelph Millennium und in 0.3 m Tiefe für Gijnlim angebaut wird.
Roggen- und Senfbegleitkulturen schienen die Entwicklung von Spargelspeicherwurzeln auf die Kammzone zu beschränken, mit weniger Wurzelwachstum in der Oberfläche (< 0.15 m) der Bereifung. Die Behandlung mit Roggen/kein flacher Bodenstörung ohne Rillen ergab signifikant weniger (18.9 – 28.5% weniger) als die meisten anderen Behandlungen. Dieser Rückgang stand in starkem Kontrast zu den Erkenntnissen der nordamerikanischen Spargelbauern.
Hohe Penetromer-Widerstandswerte (PR>3 MPa) und hohe Schüttdichte (BD>1.45 cm .)-3)
Messungen im oberen Untergrund in Verdickungen wurden beobachtet, die sich auf die Spargelwurzelentwicklung auswirken könnten. High-BD-Aufnahmen wurden auch für den mittleren Oberboden gemacht. Historisch wurden Spargelwurzeln in Böden mit PR-Werten von 1.96 MPa und 2.9 MPa) beobachtet. Der Einfluss hoher PR- und BD-Werte auf das Wachstum des Spargelspeicherwurzelsystems und damit auf die Fähigkeit, lösliche Kohlenhydrate zu speichern, ist derzeit nicht bekannt.
Das Fortsetzungsprojekt FV 450a (02 – 04) wurde als PhD-Studie von Lucie Maskova unter der Leitung von Dr. Rob Simmons, Dr. Sarah De Baets und Dr. Lynda Deeks in Cranfield durchgeführt. Diese untersuchten weiterhin die Auswirkungen der FV2018-Behandlungen auf Erträge, Wurzelentwicklung und Architektur sowie den Gehalt an löslichen Kohlenhydraten im Wurzelsystem und die Auswirkungen auf die Bodengesundheit. Sortenunterschiede in der Wurzelreaktion auf BMPs wurden bewertet und es wurde eine umfassendere Untersuchung der Spargelwurzelarchitektur durchgeführt, die verschiedene Bodentypen, Bestandsalter, verschiedene Sorten und Produktionssysteme in der gesamten Spargelbauerngemeinschaft umfasste. Der Gehalt an Speicherwurzelkohlenhydraten wurde standortübergreifend bestimmt und eine Bewertung der „Wurzelschädigungsanfälligkeit“ für die untersuchten Pflanzen vorgenommen.
FV 450a: Einfluss von BMPs auf den Ertrag
Die PAS 100-Kompostbehandlungen (gefurcht und nicht gefurcht in Kombination mit flachen Bodenstörungen) waren mit einer 20-prozentigen Steigerung der Spargelstangenerträge im Vergleich zu konventioneller Praxis und nicht gefurchten Roggenbehandlungen verbunden. Die Behandlung mit Roggen ohne Furchen war weiterhin mit einer Ertragsminderung von 23 % im Vergleich zur Behandlung mit Roggen mit Furchen verbunden (Abbildung 2).
Abbildung 2. Unterschiede im Gijnlim-Ertrag 2020 (kg ha-1) zwischen den Behandlungen von Experiment 1. Vertikale Balken bezeichnen 0.95 Konfidenzintervalle.
Dies liefert belastbare Beweise dafür, dass dort, wo Roggen als Begleitfrucht angebaut wird und das Dammen nicht durchgeführt werden kann, im folgenden Frühjahr mit einer deutlichen Ertragsminderung zu rechnen ist. Wenn jedoch das Dammen durchgeführt werden kann, wird keine Ertragseinbuße im Vergleich zur herkömmlichen Praxis oder Nullbearbeitung beobachtet. Basierend auf diesen Erkenntnissen sind Landwirte möglicherweise nicht bereit, den Anbau von Roggen als Begleitfrucht zu riskieren, falls die Wetter- / Bodenbedingungen es ihnen nicht ermöglichen, auf das Land zum Grat zu gelangen.
Die Ergebnisse für 2020 folgten den Ergebnissen aus den Jahren 2018 und 2019, dass die Kohlenhydratwerte der Spargelspeicherwurzel für Guelph Millennium unabhängig von der Behandlung deutlich höher sind als das Äquivalent für Gijnlim. Trotz einiger deutlicher Ertragsunterschiede gab es weder im Jahr 2019 noch im Jahr 2020 einen Einfluss der Behandlungen auf die Wurzelkohlenhydratwerte.
Die Ergebnisse zeigen auch, dass sowohl bei Gijnlim als auch bei Guelph Millennium die jährliche Neuhäufung in Verbindung mit konventioneller Praxis zu einer Ertragsreduzierung von 20-24% im Vergleich zu den gleichwertigen Behandlungen ohne Bodenbearbeitung führte. Dies kann zum Teil frühere Forschungen bestätigen, die gezeigt haben, dass ein jährliches Neuhäufeln Wurzelschäden und Ertragsminderungen verursacht.
FV 450a: Auswirkungen von BMPs auf Bodenverdichtung und Infiltration
Die konventionelle Praxis war mit signifikant höheren Penetrometer-Widerstandswerten (PR) von 0.0–0.2 m Tiefe im Vergleich zu Behandlungen mit nacktem Boden verbunden. Im Gegensatz dazu zeigten signifikant niedrigere PR-Werte im gesamten Bodenprofil aus der Behandlung ohne Bodenbearbeitung eine geringere Bodenverdichtung im Vergleich zu allen anderen Behandlungen mit nacktem Boden.
Companion Cropping hatte im Vergleich zur konventionellen Praxis keinen signifikanten Einfluss auf die PR. Dies war unerwartet, da auf der Grundlage früherer veröffentlichter Studien die biosanierte Bodenstruktur durch Begleitkulturen beeinflusst wurde.
Im Jahr 2020 wurde die PR in den Zwischenreihen bei allen Behandlungen mit Bodenstörung auf 0.25 m Tiefe deutlich reduziert. Darüber hinaus führten die Strohmulch- und PAS 100-Kompostbehandlungen (in Verbindung mit einer oberflächlichen Bodenstörung) zu einer deutlich geringeren Verdichtung als herkömmliche Verfahren bis in Tiefen von mehr als 0.5 m.
Im Jahr 2020 wurden die Infiltrationsraten in allen Behandlungen mit oberflächennahen Bodenstörungen als „sehr schnell“ (>500 mm h .) eingestuft1) und waren deutlich höher als in der konventionellen Praxis („Moderat“, 23.2 mm h-1).
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Kombination von Mulchausbringung (entweder PAS 100 Kompost oder Stroh) mit Zwischenreihen und oberflächlicher Bodenstörung die tiefsitzende Verdichtung signifikant reduziert und die Infiltration erhöht. Dies hat Auswirkungen auf den Abfluss- und Erosionsschutz sowie die Wiederauffüllung der Bodenfeuchtigkeit.
FV 450a: Auswirkungen von Behandlungen auf die Wurzelarchitektur
Signifikante Unterschiede in der Gesamtprofil-Wurzelmassedichte (RMD) wurden zwischen Null-Bodenbearbeitung und konventioneller Praxisbehandlung beobachtet. Dies war auf signifikante Unterschiede in der RMD in 0.15 – 0.30 m Tiefe, 0.3, 0.6 und 0.9 m von der Scheitelnulllinie zurückzuführen. Diese Unterschiede belaufen sich auf einen Anstieg der RMD zwischen 48 und 98 %, der mit der Behandlung ohne Bodenbearbeitung im Vergleich zur herkömmlichen Praxis verbunden ist. Dies deutet darauf hin, dass die jährliche Wiederauflockerung die Speicherwurzeln beschädigt. Bis heute wurde jedoch in Bezug auf diese Behandlung keine signifikante Verringerung des Ertrags oder eine Zunahme der Krankheitshäufigkeit beobachtet.
Guelph Millennium wird im Vergleich zu Gijnlim mit einer flacheren Verwurzelungstendenz in Verbindung gebracht. Für die Zero-Tillage-Behandlung, die im Wesentlichen ein ungestörtes Wachstum der Spargelwurzel ermöglicht, wird Guelph Millennium im Vergleich zu Gijnlim mit einer 66-100% höheren RMD in 0.0 – 0.15 m Tiefe in 0.3 und 0.6 m von der Scheitelnulllinie in Verbindung gebracht.
Bei allen Behandlungen kann die Unterbodenverunreinigung (flache Bodenstörung) in Zwischenreihen bis zu 5 % der gesamten Wurzelbiomasse unter einer Reihe von Zinkenkonfigurationen, die in einer Arbeitstiefe von 300 mm verwendet werden, schädigen. Jährliche Dammarbeiten können auch bis zu 5 % der gesamten Wurzelbiomasse schädigen.
FV 450a: Ergebnisse der Erzeugerbefragung
Bei Feldern, die von der breiteren Landbank der Landwirte beprobt wurden, variierten die Abstände der Spargelreihen in Abhängigkeit von den Bereifungszentren. Die höchsten Werte der Wurzelmasse wurden an der Scheitelnulllinie und bis zu 0.3 m vom Kamm entfernt gefunden, und die niedrigsten Werte in der Radierung in einer „Totzone“ nahe der Bodenoberfläche (0–0.3 m). Sorte war kein vorherrschender Faktor bei der Wurzelmassenverteilung, während das Bestandsalter einen signifikanten Einfluss hatte. Wiederholtes Aufgraten und Unterbodenverschmutzen in den Verdickungen verhinderte eine Ausdehnung des Wurzelsystems in der Verdickungszone und verursachte damit eine erhebliche „Abschneidung“ der potentiell erreichbaren Wurzelbiomasse. Dies hat Auswirkungen auf die Kohlenhydratspeicherung. Die Wurzelmasse war auch über alle beprobten Standorte und Felder hinweg negativ mit der Boden-PR korreliert. Die Ergebnisse stützen weiterhin die Empfehlung, dass Landwirte zur Vermeidung von Speicherwurzelschäden durch Neuhäufungen oder Unterbodenbearbeitung vor Beginn der Neuhäutungs- und/oder Unterbodenbearbeitung explorative Wurzelprofilverteilungserhebungen durchführen sollten.
Fortsetzungsprojekt FV 450b (ab 1. Juli 2021)
(Vorbehaltlich des Ministerbeschlusses der Defra über die Zukunft des AHDB-Gartenbaus)
Die Projektmanagementgruppe (PMG), bestehend aus John Chinn von Cobrey Farm, Phil Langley von Gs Sandfields Farm Ltd., Tim Casey von J & V Casey & Son Ltd. und der unabhängigen Beraterin Claire Donkin sind der Ansicht, dass diese Arbeit fortgesetzt werden sollte für die nächsten 3 Jahre, da es wichtig ist, die Ernte zu überwachen, während sie in die Spitzenphase der kommerziellen Produktion reift. Der Versuch hat diese Phase der Erntereife und der wirtschaftlichen Produktion, die typischerweise zwischen den Jahren 4-7 auftritt, noch nicht erreicht (Abbildung 3). Dies ist die wichtigste Amortisationszeit für Züchter. Folglich müssen die Auswirkungen der jährlichen Neuaufstellung auf Standlebensdauer und Rentabilität weiterhin überwacht und die wirtschaftlichen Auswirkungen bewertet werden. Die Ansicht der PMG wurde im September 2020 vom technischen Ausschuss Forschung und Entwicklung der AGA unterstützt.
Abbildung 3. FV450 / FV450a / FV450b-Projektzeitplan, der die bisherigen Aktivitäten und den Zeitraum der entscheidenden Phase der kommerziellen Reife anzeigt.
Ziel ist es, weiterhin die Auswirkungen von BMPs auf Spargelertrag, Bestandsdauer, Krankheitshäufigkeit und Bodengesundheit zu bewerten. Die Arbeiten umfassen eine kritische Bewertung der Rolle der Kompostanwendung von PAS 100 bei der Ertragssteigerung; eine vollständige Bewertung der physikalischen, chemischen und biologischen Indikatoren des Bodens und der Verteilung des Speicherwurzelprofils, um optimale Bedingungen für die Vermehrung von Speicherwurzeln zu identifizieren. Schwellenwerte für den Durchdringungswiderstand, die die Wurzeldehnung begrenzen, werden quantifiziert, und Sortenunterschiede in der Wurzelarchitektur und den Erträgen werden weiterhin bewertet.
Das Projekt wird auf der Grundlage einer Kosten-Nutzen-Analyse den kosteneffektivsten BMP ermitteln, was die Verbesserung des Spargelertrags und der Bodengesundheit während der sechsjährigen kommerziellen Erntezeit anbelangt. Dies wird es Spargelbauern ermöglichen, fundierte Entscheidungen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit der Einführung von BMP im Kontext der Wirtschaftlichkeit ihres eigenen landwirtschaftlichen Betriebs zu treffen.
Es besteht auch die Absicht, ausgewählte BMPs durch die Einrichtung von 3-5 replizierten Satellitenstandorten praktisch auf andere Anbaustandorte auszuweiten. Im Rahmen des Projekts wird auch die potenzielle Rolle von Hafer als alternative Begleitfrucht anstelle von Roggen untersucht, um einen Überwinterungs- / Erosionsschutz zu bieten.
Weitere Informationen
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Das Team
Grace Choto
Knowledge Exchange Manager – Feldgemüse (Blattsalate, Kräuter und Gemüsespezialitäten)Siehe vollständige Biografie
Kim Parker
Pflanzenschutzwissenschaftler: KrankheitenSiehe vollständige Biografie