Μελέτη εναλλακτικών μεθόδων κατεργασίας του εδάφους σε συστήματα αμειψισποράς ζαχαρότευτλων, καλαμποκιού και βαμβακιού

Abstract

Objective of the present study was to investigate the opportunities for adoption of low input methods of tillage under the Greek climatic conditions. For this purpose on the Farm of the University, in the region of Velestino, a three year experiment was established with five methods of tillage combined with four different rotations including crops of sugar beet, corn and cotton. The five methods of tillage were: 1). Conventional tillage including ploughing at a depth of 25-30 cm, 2) reduced tillage with heavy cultivator at a depth of 20-25 cm, 3) reduced tillage with a power harrow at a depth of 10-12 cm, 4) reduced tillage with disk harrow at a depth of 7-8 cm and 5) no-tillage, including direct planting and weed destruction with glyphosate application, before crop emergence. The experiment was conducted on two fields and included four replications.During the three year period, measurements were taken concerning the soil physical and mechanical properties, the weed infestation, the progress of crop emergence and crop development and the final yields. In addition, by means of a draft - forward speed - PTO torque and speed recording system, mounted on a field tractor, the absorbed power and the consumed energy for each operation was estimated.The results indicate that in the reduced tillage methods and especially the no-tillage there is a dramatic increase of weeds. The soil at the conservation tillage methods presented increased dry bulk density, and increased penetration resistance and shear strength. Τhe reduced tillage methods presenting greater water content. An exception was found in the method of no-tillage when alive weeds took up the soil surface. In this case the method presented lower moisture regimes and a slight decrease in the range of the day to night soil temperature variation.Seed emergence at the reduced tillage methods and especially at no-tillage was poor because a conventional planter was used for seeding resulting on ineffective seed coverage. The existence of a greater moisture content in the conservation tillage treatments enhanced seed emergence on years with poor rainfall.Crop development at the conservation tillage methods was also reduced. Main causes for this was the compacted soil layer at the root zone as well as the increased weed competition.As a result of the reduced development and the reduced emergence, there was a yield reduction in the conservation tillage methods for all of the three crops. Compared to conventional tillage, yield reduction in the heavy cultivator method was at the rate of 4,7-8,6%. In the method of power harrow yield reduction of 23,6-37,1% was found while in the method of disk harrow yield losses were 22,7-37,2% and in the method of no-tillage 33,3-52,5%. The energy inputs for soil tillage were relatively small (4,3-5,9%) compared to the total inputs during a growing period. As a result, the margins for energy savings are limited. However this energy is originated almost exclusively from diesel fuel which is a high fluctuating price input. Reduced tillage resulted in reduced fuel consumption. Fuel savings with the heavy cultivator method were 16-25%, with the power harrow 25-36%, with the disk harrow 32-50% and with no tillage 48-75%.

Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνήσει τη δυνατότητα εφαρμογής συστημάτων αειφορικής διαχείρισης του εδάφους κάτω από τις Ελληνικές κλιματολογικές συνθήκες. Για το σκοπό αυτό εγκαταστάθηκε στο Αγρόκτημα του Π.Θ. στην περιοχή του Βελεστίνου ένα τριετές πείραμα στο οποίο μελετήθηκαν πέντε μέθοδοι κατεργασίας του εδάφους σε συνδυασμό με συστήματα αμειψισποράς που περιελάμβαναν καλλιέργειες καλαμποκιού, βαμβακιού και ζαχαροτεύτλων. Οι μέθοδοι κατεργασίας που μελετήθηκαν ήταν: 1) Συμβατική κατεργασία με όργωμα σε βάθος 25-30 cm, 2) μειωμένη κατεργασία με βαρύ καλλιεργητή σε βάθος 20-25 cm, 3) μειωμένη με περιστροφικό σκαπτικό με κατακόρυφα ελάσματα σε βάθος 10-12 cm, 4) μειωμένη κατεργασία με δισκοσβάρνα σε βάθος 7-8 cm και 5) ακαλλιέργεια, απ’ ευθείας σπορά δηλαδή και καταστροφή της βλάστησης με glyphosate πριν το φύτρωμα της καλλιέργειας. Το πείραμα εγκαταστάθηκε σε δύο αγρούς και περιελάμβανε 4 επαναλήψεις. Κατά την διάρκεια του πειράματος μετρήθηκαν οι μηχανικές και φυσικές ιδιότητες του εδάφους, η προσβολή από τα ζιζάνια, το φύτρωμα, η πορεία της ανάπτυξης και οι τελικές αποδόσεις των καλλιεργειών ενώ επιπλέον με ένα σύστημα δυναμομέτρησης που προσαρμόστηκε στον γεωργικό ελκυστήρα μετρήθηκε η απορροφόμενη ισχύς και υπολογίστηκε η κατανάλωση ενέργειας κατά τις διάφορες καλλιεργητικές επεμβάσεις. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι για τις μεθόδους μειωμένης κατεργασίας και ιδίως για την ακαλλιέργεια υπήρχε μια δραματική αύξηση των ζιζανίων. Επίσης το έδαφος στις μεθόδους μειωμένης κατεργασίας παρουσίαζε αυξημένη ξηρή φαινομενική πυκνότητα, αυξημένη αντίσταση στην διείσδυση και αυξημένη αντοχή στην διάτμηση. Στην περιοχή της σποροκλίνης οι μέθοδοι μειωμένης κατεργασίας διατηρούσαν μια πιο υγρή επιφάνεια. Εξαίρεση αποτέλεσε η μέθοδος της ακαλλιέργειας στην οποία όταν υπήρχε μεγάλος αριθμός ζιζανίων διαπιστώθηκε ελάττωση της εδαφικής υγρασίας ενώ παρατηρήθηκε επίσης μείωση του ημερήσιου εύρους διακύμανσης της θερμοκρασίας.Στις μεθόδους μειωμένης κατεργασίας και ιδίως στην ακαλλιέργεια το φύτρωμα ήταν μειωμένο διότι δεν υπήρχε ικανοποιητική κάλυψη του σπόρου. Το γεγονός όμως αυτό οφείλονταν στο ότι για την σπορά χρησιμοποιήθηκε μια συμβατική μηχανή σποράς. Η ύπαρξη ενός υψηλότερου επιπέδου εδαφικής υγρασίας ευνόησε την ταχύτερη έναρξη του φυτρώματος κατά τις χρονιές όπου μετά την σπορά δεν σημειώθηκε βροχόπτωση. Η ανάπτυξη των καλλιεργειών στις μεθόδους μειωμένης κατεργασίας ήταν μειωμένη σχετικά με την συμβατική. Το γεγονός αποδίδεται στην αυξημένη συμπύκνωση του εδάφους η οποία δυσχέραινε την ανάπτυξη των ριζών και στον ανταγωνισμό από τα ζιζάνια. Τέλος, για τις μεθόδους μειωμένης κατεργασίας υπήρξε μείωση των αποδόσεων. Σε σχέση με την συμβατική κατεργασία η μείωση της απόδοσης στην μέθοδο του βαρύ καλλιεργητή κυμαίνονταν από 4,7-8,6%, στην μέθοδο του περιστροφικού σκαπτικού με κατακόρυφα ελάσματα από 23,6-37,1%, στην μέθοδο της δισκοσβάρνας από 22,7-37,2% και στην μέθοδο της ακαλλιέργειας από 33,3-52,5%. Από την ανάλυση των ενεργειακών ισοζυγίων για κάθε καλλιέργεια διαπιστώθηκε ότι το μερίδιο των ενεργειακών εισροών που αντιστοιχεί στην κατεργασία του εδάφους ήταν μικρό (4,3-5,9%) σε σχέση με τις συνολικές ενεργειακές εισροές στο χωράφι κατά την διάρκεια μιας καλλιεργητικής περιόδου. Ως εκ τούτου, τα περιθώρια για εξοικονόμηση ενέργειας ήταν περιορισμένα. Εντούτοις η ενέργεια που χρησιμοποιείται για αυτή προέρχεται αποκλειστικά από άμεση κατανάλωση πετρελαίου στο χωράφι. Με την μείωση της εντατικότητας της κατεργασίας προέκυψε σημαντική εξοικονόμηση πετρελαίου. Με τη μέθοδο του βαρύ καλλιεργητή η εξοικονόμηση ήταν της τάξης του 16-25%, με τη μέθοδο του περιστροφικού σκαπτικού 25-36%, με τη μέθοδο της δισκοσβάρνας 32-50% και με την μέθοδο της ακαλλιέργειας 48-75%.