Transcript Cultură mulci bioactiv

APLICAREA SISTEMULUI DE AGRICULTURĂ ALTERNATIVĂ PE
BAZĂ DE MULCI VEGETAL BIOACTIV IN CONDITIILE SPECIFICE
ZONELOR CALDE SI IN CURS DE ARIDIZARE DIN SUDUL ROMANIEI
Florin OANCEA1, Tiberiu MUREŞAN1,2,
Marian LIXANDRU1
1- Institutul de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Plantelor
2-
Academia de Stiinte Agricole si Silvice
Harta de ariditate
Hiper-arid
Arid
Semi-arid
Cald sub-umid
UNEP World Atlas of Desertification, 1997
Aridizarea zonelor din sudul României
Agricultura conservativă –
soluţie pentru zonele aride
Agricultura conservativă
este o combinaţie a unor
tehnologii de conservare a
resurselor:
1.Fără arătură / semănat direct
2.Menţinerea solului acoperit
cu resturi vegetale
Agricultură convenţională
Agricultura conservativă
Materie organică sol = Rezistenţă mărită la secetă
Actiunea biotei din sol
reducerea
conţinutului
de materie organică
“Arătură” biologică
Arătură mecanică
conţinut
ridicat
de materie
organică
Tehnologie larg utilizată în SUA
• Cultura verde
de protecţie
în timpul iernii
(eng. cover
crop) este
convertită în
mulci vegetal
Avantaj faţă de utilizarea
culturilor de protecţie ca
îngraşământ verde - mulciul
vegetal reduce imobilizarea N
mineral datorita aportului de
material cu raport C:N mare
cultura de protectie
Dezvoltare cultură succesivă
mulcire cultura protectie
Insămânţare cultură succesivă
Culturi verzi de protecţie
convertite în mulci.
Mulci
vegetal
Tulpini de microorganisme
antagoniste faţă de
fitopatogeni , cu capacitate
de mineralizare a
materialului vegetal
Antagonişti
Materiale pro-compost
supresiv
Stimulare
antagonişti
Mulci
bioactiv
Mulciul vegetal bioactiv - inclusiv facilitarea
accesării fondurilor europene
Pachetul de “culturi verzi”
din cadrul măsurilor de
agromediu, incluse în cadrul
schemei de plată unică pe
suprafaţă (SAPS)
Culturile verzi (mazărea,
mazărichea, rapiţa, muştarul,
lupinul şi sulfina) trebuiesc
semănate imediat după
recoltarea culturii principale.
130 EUR/ha
Riscuri fitosanitare asociate
materialului vegetal de pe sol
PORUMB
GRAU
Dispersia potenţială de
la grâu la porumb
Producere de
ascospori şi
macroconidii
(iulie/august)
Seminte
infec
-tate
Anteza
(iunie)
La
maturitate
(iulie)
Mătăsire
(august)
Infecţia şi
colonizarea
spicului de grâu şi
a ştiuletelui de
porumb
Producere ascospori si
macroconidii pe stiuleti
infectaţi, frunze sfâşiate
şi tulpini
Dispersare inocul
Ascospori
Stadiul
plantulă
sept/nov
Umplere şi
maturare bob
(sfârşit august /
octombrie)
Macroconidii
Peritecii şi sporodochii produse
pe resturile plantelor gazdă
Boli ale coletului si
radacinii
Miceliu cu macronidii
clamidosporale –
supravieţuire scurtă în
sol
Boli ale plantulei de porumb
(mai / iunie)
Ciclul de viata al
ciupercilor
toxigene din
grupul
Aspergillus
section flavi
A. flavus
matase
Boabe
infectate
Vânt si insecte
Supravetuire ca
scleroti (3 ani) si
Conidii (1 an) în sol si
în resturile vegetale
Temperatura
Umiditate
miceliu
scleroti
suprafata sol
boabe
resturi vegetale
Utilizarea de antagonişti
Concomitent cu formarea mulciului
vegetal se adaugă şi microorganisme
antagoniste fitopatogenilor pentru a se
elimina riscul ca materialul vegetal
depus pe sol să se constituie într-o
sursă de inocul primar
Mulciul bioactiv
Prin transformarea culturilor verzi în mulci vegetal şi
tratarea cu microorganisme selecţionate care accelerează
mineralizarea materialului vegetal se formează pe
suprafaţa solului un mulci bioactiv, din care sunt eliberate
treptat ingrediente active care activează o serie de alte
gene valoroase din punct de vedere agrochimic, inclusiv
a celor implicate în activarea sistemică a răspunsului de
apărare din plante.In paralel cu accelerarea mineralizării
materialului vegetal microorganismele selecţionate au şi o
acţiune antagonistă faţă de fitopatogeni .
Cultură mulci bioactiv
• Prin soluţia propusă culturile verzi (de
protecţie în timpul iernii) sunt
transformate primăvara într-un mulci
vegetal bioactiv care are efecte
multiple, inclusiv în protecţia şi nutriţia
plantelor de cultură succesive.
• Această soluţie permite ca plata
compensatorie pentru pachetul de
culturi verzi, măsura de agro-mediu,
să se regăsească în marja brută a
culturii ulterioare
Avantaje pentru cultura
succesivă
• Efectele benefice
cumulate ale
mulciul vegetal
bioactiv se
cuantifică într-un
spor de recoltă în
condiţiile reducerii
cheltuielilor
Ingrediente mulci
bioactiv
Tehnologie formare
Mulci
bioactiv
cultura succesiva
Cultura în mulci
bioactiv
Descompunere glucozinolati crucifere
S-C6H11O5
S
H2O
R–C
NOSO 3
R-N=C=S
Isotiocianat
+ HSO-4
R–C
Mirozinază
N
R-CN
Nitril & Sulf
-
+
Glucose
-
R-S-CN
Tiocianat
Metil isotiocianat – compus
activ format prin hidroliza
Un model schematic prin care mulciul de mazariche paroasa stimuleaza cresterea, dezvoltarea si
sistemul de aparare din plantele cultivate în acest sistem alternativ
Kumar, Vinod et al. (2004) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 10535-10540
Copyright ©2004 by the National Academy of Sciences
iti
e
nu
tr
form
ie
SAR
ct
ISR
e
ul
ar
l
so
u
im
e
pu
si
hi ade
dr zi
of vi
ob si
/sa
i
st
ar
co
m
vare
a c ti
e
ot
pr
plante
rm
fo
Efectele
multiple ale
microorganismelor
utilizate
pentru
formarea
mulciului
bioactiv
are
fixa simbio
re a
ze ,
solu
z
o
biliz
a r e t,
fosf
or
siderofori, acizi
organici
e
c
du
o
pr
f
e
r
m
r
ho
o
it
i
n
o
Reducere costuri – creştere profit
Porumb mulci bioactiv
UM (kg., tona,
Nr. unitati Pret unitar
etc.)
Venituri
Produs principal (boabe porumb)
Produs secundar 1 (tulei de porumb)
Produs secundar 2
Subventii / ha
Total
Costuri directe
Samanta
Ingrasaminte
Pesticide (inclusiv biopreparate)
Alte consumuri materiale
Arat
Cultivat
Semanat
Aplicare ingrasaminte
Recoltare, transport
Alte lucrari mecanice
Irigatii
Forta de munca directa
Alte costuri directe
Total
kg
kg
suma forfetara
5000
7500
0.12
0.005
1
210
intensiv
UM (kg., tona,
etc.)
Total
600
37.5
0
210
kg
kg
suma forfetara
Nr. unitati
Pret unitar
Total
5500
7500
0.12
0.003
1
80
847.5
kg
kg
kg
suma forfetara
nr. ori / an
nr. ori / an
nr. ori / an
nr. ori / an
nr. ori / an
nr. ori / an
nr. ori / an
ore
suma forfetara
50
100
6
1
1
2
2
1
1
2
1
12
1
1.2
0.15
5.5
32
25
8.75
8.5
7.5
19
7.5
9.5
1.5
28
60
15
33
32
25
17.5
17
7.5
19
15
9.5
18
28
296.5
660
22.5
0
80
762.5
kg
kg
kg
suma forfetara
nr. ori / an
nr. ori / an
nr. ori / an
nr. ori / an
nr. ori / an
nr. ori / an
nr. ori / an
ore
suma forfetara
25
400
8
1
1
1
1
3
1
4
3
8
1
1.25
0.15
5.5
8
25
8.75
8.5
7.5
19
7.5
9.5
1.5
28
31.25
60
44
8
25
8.75
8.5
22.5
19
30
28.5
12
28
325.5
Indicatori
Marja bruta / ha
Cost pe unitatea de produs
551
437
0.0593
0.0592
Aplicarea sistemului tehnologic
propus:
- Samanta (+inocul plante leguminoase)
- Biopreparate formare mulci bioactiv;
- Echipamente agricole adecvate
24
Planta de cultura “verde”
recomandata
- Leguminoase – premergătoare
pentru porumb si floarea-soarelui
- Crucifere pentru soia si fasole (mai
ales in zone infestate)
Selectare leguminoasa
Rezistenta la iernare:
– Mazariche de toamna
= 1;
» Grau = 1
– Mazare de toamna =
4,25
– Lupin alb (de toamna)
= 5,85
Cantatitatea de biomasa
– Mazariche de toamna
= 37,8 tone/ha;
– Mazare de toamna =
22,6 tone/ha
– Lupin alb (de toamna)
= 25,2 tone/ha
Culturi leguminoase
Măzăriche de toamnă
Lupin alb
Formarea mulciului din
culturile verzi de protectie
in timpul iernii
- Tocare
(culturi
crucifere)
- Tavalugire + erbicidare
(culturi leguminoase)
Mulcire cultura
matura prin
tavalugire
Mulcire timpurie prin
erbicidare
Tavălugire
Tavălugire + erbicidare
Insamântare
Agricultura
Conservativă
Reducere
lucrări
Menţinere
resturi
vegetale
Rotaţia
culturilor
Bioproduse cu
antagonişti
Materiale procompost
supresiv
Mulci
vegetal
Asolament –
incluzând
culturi de
protectie
Sistem de cultivare a
plantelor în mulci bioactiv
Asolament incluzând culturi de protecţie
Număr Anul
solă 1/5
I
Anul 2
grâu
Anul 3
mazăre
II
rapiţă
leguminoasă
III
măzăriche
porumb
IV
mazăre
floareamăzăriche porumb
soarelui
grâu
rapiţă
Anul 4
mazăre
leguminoasă
floareamăzăriche porumb
soarelui
grâu
rapiţă
floareasoarelui
Anul 5/1
rapiţă
măzăporumb
riche
mazăre
leguminoasă
legumin
oasă
floareasoarelui
grâu
Echipamentul multifunctional AU
- utilizare pentru bioconversia substratului epuizat în biopreparat
– compost supresiv pe bază de Trichoderma spp.
Substrat epuizat tratat cu tulpini de
Trichoderma producatoare de:
- hidrolaze care degradeaza celuloza,
chitina si beta-glucanul;
-oxidaze care degradeaza lignina;
Bioprodus bogat in acizi humici /
fulvici si huminici (substante cu rol in
nutritia plantelor si in ameliorarea
calitatii solului) si in biomasa de
ciuperci antagoniste patogenilor
plantelor de cultura
Fara
aratura
Alelopatie
Protectie la impact
Reducere spalarii
nutrientilor
Covor
vegetal
permanent
pe sol
Eroziune:
Controlata prin
covor vegetal si
radacini
Preservare
habitat
Cresterea umiditatii
Reducerea temperaturii
Continut MO crescut
Activitate
biologicala crescuta
Flux O2 crescut
Furnizare de MO
Plante
cu
sisteme
radiculare
dezvoltate
ogice:
Habitat penru microorganisme
Flux apa si aer
Aerare sol
Incorporare C
Stabilitate
crescuta
Reducerea
pierderilor
de apa si
nutrienti
Combatere
buruieni
Surse energetice
Simbioze
Mineralizarea
MO
Solubilizarea
nutrientilor
Fixare N
Imbunatire prin mezo-fauna
Stabilizare prin miceliu
Structura:
Imbunatire prin
activitate radacini
si biologica
Cresterea
rezervei
de apa
Extractia si recircularea nutrientilor si a apei datorita sistemului radicular
Reducere
competitie
Nutritia
plantelor:
Cresterea
biodisponibilitatii
nutrientilor
si
a apei
Reducerea
pierderilor
de
nutrienti
(si poluare
redusa)
Tillage = Higher
disturbance
CO2
No-Till = Lower
disturbance
CO2
Plant C
Microbes
Fungi
Fungi
Microbes
Microaggregates
SOM
Soil Macroaggregate
White and Rice, 2009
SOM
Soil Macroaggregate
Determinarea glomalinei
din sol
Extractia proteinelor de tip glomalina
din materia organica a solului
Sol
extractie tampon citrat
Sediment
Glomalina
extractie NaOH
Amestec de acizi
humici si acizi
fulvici
sediment
precipitare mediu acid
solubil mediu acid
extractie tampon citrat
Acizi humici
Acizi fulvici
glomalina
recalcitranta
sol residual
Aspectul tuburilor de centrifugă cu sol înainte şi după
efectuarea operaţiilor de extracţie
Determinarea proteinei cu reactiv
Bradford
Stabilitate agregate
Influenţa glomalinei asupra
stabilităţii agregatelor de sol
Glomalina totala (mg/g agregat)
Sistem de cultivare în mulci bioactiv producţii sigure în zone aride
Asolament
– incluzând
culturi de
protectie
Mulci
vegetal
Bioproduse
cu
antagonişti
Materiale
procompost
supresiv
Utilizarea
durabilă
resurselor
naturale