Modelos Para Futuras Parcelas: Plantar Después de la Biorremediación

Penn State Extension se asocia con productores en un proyecto llamado "Modelos para el futuro" para brindar demostraciones en huertas a agricultores nuevos, jóvenes y de minorías.
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Las parcelas fueron apoyados por un subsidio del Programa de Desarrollo para Agricultores y Ganadores Principiantes del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA NIFA) para mostrar las mejores prácticas de manejo de vegetales, fruta pequeña y árboles frutales en granjas comerciales. El proyecto esta ahora en su año final, y nuestro equipo ha recopilado información de los cuatro sitios en la huerta.

Después de dos años de rotaciones con cultivos de cobertura biofumigante, los manzanos fueron plantados en tiras de pasto muerto entre los medios de la festuca endófita mejorada bien establecido. Foto: Tara Baugher, Penn State

Cuatro parcelas modelo se establecieron este año en huertos del centro y este de Pensilvania. De este a oeste, se establecieron sitios en Bedminster Orchard en Bucks County, Scholl Orchards en Berks County, Twin Springs Fruit Farm en Adams County y Rock Springs Orchard en Russel E. Larson Ag Research Center cerca de State College. Los huertos modelo se plantaron con dos cultivares resistentes a la roña de la manzana, GoldRush y CrimsonCrisp. Todos los árboles están en el patrón enano G.11, con la excepción del sitio en Rock Springs en el que se plantó CrimsonCrisp en M.9 Nic 29.

Antes de plantar los árboles, se sembraron cultivos de cobertura en todos los sitios, incluidos sorgo y colza. Se ha demostrado que los cultivos de cobertura seleccionados suprimen los nematodos parásitos de las plantas y mantienen la salud del suelo durante la rotación entre las plantaciones de huertos. En 2015, el sorgo fue sembrado como una cubierta de verano, y fue seguido de colza como una cubierta de invierno a finales de agosto o principios de septiembre. La colza se incorporó en abril de 2016, y se plantó una segunda cosecha de colza para el verano.

Entre cada plantación, el sorgo y la canola fueron cortadas con un cortacésped cultipack. Las variedades utilizadas (sorgo "Pioneer 877F" y canola "Dwarf Essex") tienen altas concentraciones de compuestos bio-fumigantes, y fueron elegidas para este proyecto para ayudar a disminuir la presión de los nematodos dentro de las plantaciones. Luego de dos años de biorremediación, se plantó una mezcla de festuca de crecimiento lento con endófito de crecimiento lento en el otoño de 2016. El césped bien establecido supera las malezas de hoja ancha que pueden servir como depósitos de virus asociados con el declive de los árboles.

Comparación de nematodos antes y después de dos años de cobertura vegetal

Los nematodos fitoparásitos transmiten virus, como el virus de la mancha anular del tomate, que causa declive y necrosis de la unión. Se tomaron muestras de nematodos antes y después de que se incorporaran los cultivos de cobertura. Después de dos temporadas de cultivo de cobertura en los sitios modelo, las poblaciones de parásitos nematodos en todos los sitios fueron cero (Tabla 1). Varios nematodos que se alimentan de las raíces, producen un retraso en el crecimiento de los árboles, y estos también se redujeron a cero. Durante el muestreo final, dos sitios de replantación adyacentes a los sitios modelo en Scholl Orchard y Rock Springs que permanecieron inactivos (en barbecho) también fueron muestreados para nematodos (datos no mostrados). Estos campos adyacentes contenían cada uno un alto número de nematodos daga, el vector principal para virus en frutales.

Tabla 1. Resultados del análisis de nematodos para las parcelas de manzanos "Modelos del futuro" después de la eliminación de la huerta/cultivo anterior y en varias etapas después de la biorremediación con los cultivos de cobertura sorgo de sorgo y canola. Nota: El nivel de tolerancia para nematodos daga es cero.

Nematodos por 100cc de tierra.

Parcela modelo

Fecha

Daga

Lesión

Espiral

Lanza

Anillo

Fijo

Atrofia

Bedminster

Apr-2015

10

0

5

10

5

0

0

Oct-2016

0

0

0

0

0

0

0

Rock Springs

Apr-2015

4

8

4

4

0

16

0

Sep-2016

0

0

10

10

0

0

10

Scholl

Apr-2015

0

0

5

10

5

0

0

Sep-2016

0

0

0

0

0

0

0

Twin Springs

Apr-2015

12

0

0

4

0

0

0

Sep-2016

0

0

0

0

0

0

0

Comparaciones de salud del suelo antes y después de dos años de cultivos de cobertura

La salud del suelo es la capacidad de un suelo para proporcionar un ambiente que sostenga y nutra las plantas, los microbios del suelo y los insectos beneficiosos (Servicio de Conservación de Recursos Naturales - USDA-NRCS, 2013). Un suelo sano necesita tener un buen nivel de tierra, profundidad y capacidad de retención de agua, pero que siga drenando bien. Los suelos saludables deben tener nutrientes adecuados, bajas cantidades de organismos patógenos y muchos organismos beneficiosos. La prueba de salud del suelo de Cornell examina muchos parámetros de salud del suelo, y los educadores enviaron muestras para la prueba de salud del suelo de Cornell antes y después de dos años de rotaciones con cultivos de cobertura (Moebius-Clune et al., 2016).

Los suelos de los huertos en las parcelas modelo comenzaron con salud buena a excelente con un par de excepciones (Tabla 2). La estabilidad agregada, la materia orgánica y el carbón activo comenzaron a disminuir y mejoraron mediante cultivos de cobertura antes de plantar en el sitio de la huerta Bedminster. La materia orgánica comenzó muy baja en el sitio de Rock Springs, pero no mejoró durante el corto período de tiempo. La investigación muestra que los ajustes de materia orgánica ocurren en un período de tiempo más largo, y continuaremos monitoreando los sitios modelo. La biomasa promedio agregada a cada parcela modelo, basada en el peso de muestras de 5 subparcelas, fue de 15,600 libras por acre.


En 2017 realizamos un estudio separado para comparar la salud del suelo de las parcelas modelo biorremediadas con los siguientes tratamientos en sitios de huertos comerciales: 1) sin rotación, 2) barbecho durante dos años, 3) cultivos agronómicos (maíz, soya) por dos años, o 4) composta antes de la siembra (4 sitios cada uno). En este estudio más amplio, la materia orgánica en las parcelas modelo fue más alta que en las parcelas "sin rotación" o en barbecho. La dureza de la superficie de la composta fue menor que todos excepto el tratamiento agronómico. El índice de proteína del suelo de la composta fue igual a los niveles de la parcela modelo pero más alto que el índice de los otros tratamientos. El índice de proteína del suelo es un indicador de la salud química y biológica del suelo, y está muy asociado con la salud general del suelo.

Tabla 2. Resultados de salud del suelo para las plantaciones de manzanos "Modelos para el futuro" al iniciar la preparación del sitio y después de la incorporación de varios cultivos de cobertura y las correcciones de suelo recomendadas.

Huerta

Año

AWC g/g

Dureza de la superficie psi

Dureza de la sub superficie psi

A S %

O M %

ACE Value

SR mg

Active C ppm

pH

Beminster

2015

0.27

198

289

23.2

3.6

-

-

383

5.4

2017

0.33

230

300

77.1

5.2

10

0.4

661

5.9

Rock springs

2015

0.19

200

300

17.7

2.3

-

-

382

5.7

2017

0.21

208

228

15.2

2.4

4.1

0.5

385

7.1

Scholl

2015

0.23

-

-

60.9

6.5

-

-

710

5

2017

0.26

133

281

42.6

5.2

9.8

0.9

527

6.1

Twin Springs

2015

0.34

266

300

62

6

12.7

0.68

878

5.8

2017

0.29

243

250

50.1

5.3

13

0.63

711

6.1

Clave para los valores

Capacidad de agua disponible (AWC)

Medida de porosidad del suelo. Es medida por la cantidad de agua mantenida por la muestra del suelo entre la capacidad del campo y el punto de marchitez aplicado a diferentes niveles de presión de aire. Es un indicador de que tan bien responderán los cultivos durante la sequía.

Dureza de la superficie

Medida de compactación en las 6 pulgadas superiores del suelo como se determina con un penetrómetro. Es indicador de la salud física y biológica del suelo. La alta dureza superficial puede restringir severamente la capacidad de las raíces para penetrar en el suelo.

Dureza subsuperficial

Similar a la dureza de la superficie, excepto a una profundidad de 6-18 pulgadas. La alta dureza del subsuelo puede evitar el enraizamiento profundo en el suelo.

Estabilidad agregada (AS)

Mide qué tan bien se mantiene el suelo bajo la lluvia u otras situaciones de lluvia rápida. Se mide el porcentaje de agregados del suelo (o migajas) que se mantienen unidos bajo una lluvia simulada. La buena estabilidad de los agregados ayuda a prevenir la formación de costras, escorrentía y erosión, y facilita la aireación, infiltración, almacenamiento de agua, germinación de semillas y salud de raíces y microbios.

Materia Orgánica (OM)

Una medida de material carbonoso en el suelo que es derivado de biomasa o biomasa. OM proporciona un grupo de liberación lenta para nutrientes, y promueve la resistencia a la sequía y la precipitación extrema.

Índice de proteína del suelo ACE (valor de ACE)

Mide las proteínas extraíbles del citrato autoclave en el suelo, que actúa como índice para las proteínas totales en el suelo. Es un indicador de la salud química y biológica del suelo y está asociado con la salud general del suelo.

Respiración del suelo (SR)

Una medida del dióxido de carbono liberado por el suelo, que indica el nivel de actividad metabólica de la comunidad microbiana del suelo. Esto influye en la acumulación de materia orgánica, así como en la formación y estabilización de agregados.

Carbon Activo (Active C)

Mide la porción de materia orgánica disponible como fuente de alimento para los microbios del suelo. El alto contenido de carbono activo se asocia con una gran población de microbios del suelo, lo que puede ayudar a mantener la resistencia a las enfermedades, el ciclo de nutrientes, los agregados y muchas otras funciones esenciales del suelo.

Establecimiento de huertos

Ahora que los sitios están en su último año, los árboles han sido plantados con un sistema de entrenamiento de huso alto. Para asegurarse de que los árboles están empezando bien, los líderes centrales de cada árbol son atados regularmente a un sistema de soporte de enrejado. Los árboles fueron explorados semanalmente a principios de junio para evitar daños y enfermedades causados ​​por ácaros, áfidos, chicharritas, escarabajos japoneses; así como las malezas que podrían reducir el crecimiento de los árboles durante esta importante fase de establecimiento. Para agilizar el proceso, los exploradores de huertos de Penn State utilizaron y evaluaron una aplicación móvil de exploración de huertos desarrollada en Penn State para este proyecto. La aplicación permite a los exploradores ingresar datos de exploración en una hoja de cálculo en su teléfono o tableta de manera que puedan compartirse fácilmente con otras personas que necesitan acceso a los datos. Las hojas también calculan automáticamente los promedios por bloque de todas las plagas y completan los resultados en una página. Estas características reducen la necesidad de realizar cálculos tediosos y la transferencia de datos a mano. Los exploradores de parcelas modelo encontraron la aplicación fácil de usar y dijeron que la aplicación agilizó el proceso, lo que les permitió monitorear los huertos en un período de tiempo más corto.

Los árboles recibieron dos aplicaciones de nitrato de calcio en la primavera y están bajo riego por goteo para promover un excelente crecimiento en los años de establecimiento. Los brotes vigorosos directamente debajo del líder se eliminaron para que el líder no tenga competencia al crecer. Esto permitirá que los árboles desarrollen una estructura óptima para la fructificación en los años siguientes.

Aulas vivientes

Las parcelas de "Modelos para el futuro" sirven como "aulas vivientes" donde los educadores y cultivadores de Penn State aprenden unos de otros. Agradecemos con especial aprecio a nuestros cooperadores productores: Jake Scholl, Brett Saddington, Michael y Jesse King, David Deardorff, Arturo Díaz, Anton Shannon, Lisa Miskelly, Joe Buzzelli, David y Art King, Alfonso Manzo, y Corey y Vicky McCleaf. Usando registros de productores de este proyecto, Lynn Kime desarrolló presupuestos interactivos para tomar decisiones sobre prácticas de replantación de huertos. Por ejemplo, la reducción de nematodos daga al nivel de tolerancia cero resultó en un ahorro económico de $1000 a $2000 por acre basado en el costo de nematicidas, y la adición de materia orgánica representó un beneficio económico potencial de $1030 por acre basado en los costos de composta y aplicación.

Puede encontrar información adicional sobre practicas de uso de cobertura vegetal y plantación, en un video de Penn State Extension.

Para obtener más información sobre sitios modelo y demostraciones de "salones vivientes" en su región, comuníquese con:

Este de Pennsylvania – Megan Chawner

Oeste de Pennsylvania – Lee Stivers or Bob Pollock

Centro de Pennsylvania – Tara Baugher or Rob Crassweller

Coordinador del proyecto – Marley Cassidy

Este proyecto cuenta con el apoyo de la Iniciativa de Investigación Agrícola y Alimentaria del Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura, Grant # 2015-70017-22852.

References

Moebius-Clune, B.N., D.J. Moebius-Clune, B.K. Gugino, O.J. Idowu, R.R. Schindelbeck, A.J. Ristow, H.M. van Es, J.E. Thies, H.A. Shayler, M.B. McBride, K.S.M Kurtz, D.W. Wolfe, and G.S. Abawi, 2016. Comprehensive Assessment of Soil Health – The Cornell Framework, Edition 3.2, Cornell University, Geneva, NY.

Natural Resources Conservation Services: Soil Health. 2013. Retrieved August 1, 2017

Authors