Agronomic challenges for organic crop husbandry

Näytä kaikki kuvailutiedot



Pysyväisosoite

http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-4302-4
Julkaisun nimi: Agronomic challenges for organic crop husbandry
Tekijä: Riesinger, Paul
Tekijän organisaatio: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Agricultural Sciences
Helsingin yliopisto, maatalous-metsätieteellinen tiedekunta, maataloustieteiden laitos
Helsingfors universitet, agrikultur-forstvetenskapliga fakulteten, institutionen för lantsbruksvetenskaper
Julkaisija: Helsingin yliopisto
Päiväys: 2010-05-28
Kieli: eng
Kuuluu julkaisusarjaan: URN:ISSN:1798-744X
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-4302-4
http://hdl.handle.net/10138/20730
Opinnäytteen taso: Artikkeliväitöskirja
Tiivistelmä: With respect to resource management and environmental impact, organic farming offers rationales for agricultural sustainability. However, agronomic productivity is usually higher with conventional farming. This work aimed at investigating two factors of major importance for the agronomic productivity of organic crop husbandry, nitrogen (N) supply through symbiotic N fixation (SNF) and weed occurrence. Perennial red clover-grass leys and spring cereal crops subjected to regular agricultural practices were studied on 34 organic farms located in the southern and the north-western coastal regions of Finland. Herbage growth, clover content as a proportion of the ley and extent of SNF in perennial leys, and the occurrence of weed species and weed-crop competition in spring cereal stands were related to climate conditions, soil properties, and management measures. The herbage accumulated from the first and the second cut of one- and two-year-old leys averaged 7.5 t DM ha-1 (SD ± 1.7 t DM ha-1); the clover content averaged 43.9% (SD ± 18.8%). Along with the clover content, herbage production decreased with ley age. Radiation use efficiency (RUE) correlated positively with clover proportion but despite low clover contents, three-year-old leys were still productive with regard to RUE. SNF in the accumulated annual growth of one- and two-year-old leys averaged 247.5 kg N ha-1 yr-1 (SD ± 114.4 kg N ha-1 yr-1). It was supposed that if red clover-grass leys constituted 40% of the rotation, then the mean N supply by SNF would be able to sustain two or three succeeding cereal crops (green manure and forage ley, respectively), yielding 3.0 to 4.0 t grain ha-1. Being a function of clover biomass, the SNF increased from the first to the second cut and thereafter declined with ley age. Coefficients of variation of clover contents (and SNF) between and within fields were around 50%, which was about twice as high as those of herbage production. The lower were the clover contents, the higher were the within-field variations of clover as a proportion of the ley. Low clover contents in one-year-old leys and increasing variability with ley age suggested that red clover growth was limited by poor establishment and poor overwintering. The proportions of clover in leys were lower and their variability was higher in the northwest than in the south. Soil properties, primarily texture and structure, had a major impact on clover proportion and herbage production, which largely explained regional differences in ley growth. Within-field variability of soil properties can be amended through site-specific measures, including drainage, liming, and applications of organic manures and mineral fertilizers. Overwintering and the persistence of leys can be improved by the choice of winter-hardy varieties, careful establishment and the appropriate harvest regime. Mean grain yields of spring cereal crops amounted to 3.2 t ha-1 in the south and 3.6 t ha-1 in the northwest. At 570 and 565 m-2 for the south and northwest respectively, mean weed densities did not differ between the regions, whereas the respective mean weed biomass of 697 and 1594 kg dry weight ha-1, respectively did differ. Weed abundance varied remarkably between single fields. The number of weed species was higher in the south than in the northwest. For example, Fumaria officinalis and Lamium spp. were found only in the south. Frequencies and abundances of Lapsana communis, Myosotis arvensis, Polygonum aviculare, Tripleurospermum inodorum, and Vicia spp. were higher in the south, whereas those of Elymus repens, Persicaria spp. and Spergula arvensis were higher in the northwest. The number of years since conversion to organic farming, i.e. long-term management, was one of the variables that explained the abundance of single weed species. E. repens was the weed species whose biomass increased most with the duration of organic farming. Another significant variable was crop biomass, which was affected by short-term management. The presence of different weed species was related to the duration of organic farming and to low crop yield. This finding demonstrated that it was not the organic farming regime per se, which resulted in high weed infestation and low yielding crops, but failures in the understanding and the management of organic farming systems. Successful weed control relies on farm- and field-specific long- and short-term management approaches. The agronomic productivity of ley and spring cereal crops managed by full-time farmers with an interest in organic farming was on the same level as of the mean for conventional farming. Given the many options for further improvements of the agronomic performance of organic arable systems, organic farming offers foundations for the development of sustainable agriculture. The main threat to the sustainability of farming in Finland, both conventional and organic, is the spatial separation of crop production and animal husbandry by region, along with the simplification of associated crop rotations.Ekologisk odling erbjuder modeller för hållbart lantbruk med avseende på resurshushållning och miljöeffekter. Produktiviteten i form av skördenivå för odlingsväxterna är dock vanligtvis högre vid konventionell odling. Detta arbete syftade till att undersöka två faktorer som har avgörande betydelse för produktionen vid ekologisk växtodling, kväveförsörjning genom symbiotisk fixering och ogräsförekomst. Rödklövergräsvallar och vårsädesgrödor, skötta enligt reguljär praxis, studerades på 34 ekologiska gårdar i Finlands södra och nordvästra kustzoner. Slåttervallarnas avkastning, klöverandelar och fixering av kväve (N), samt förekomsten av olika ogräsarter i vårsäd och konkurrensen mellan ogräs och stråsädesgröda relaterades till klimatförhållanden, markegenskaper och odlingsåtgärder. Första och andra årets vallar slogs två gånger, och gav sammanlagt en genomsnittlig skörd på 7,5 t ts ha-1 (SD = 1,5 t ts ha-1), med en klöverandel på 43,9 % (SD = 18,8 %). Då vallarnas ålder ökade, minskade klöverandelarna och därmed också avkastningen. Hur effektivt solenergin utnyttjades korrelerade positivt med klöverandel, men tredje årets vallar var, trots låga klöverhalter, fortfarande produktiva med avseende på instrålningsutnyttjandet. Symbiotisk fixering av kväve (SNF) i den sammanlagda årliga biomassabildningen för första och andra årets vallar uppgick i genomsnitt till 247,5 kg N ha-1 år-1 (SD = 114,4 kg N ha-1 år-1). Förutsatt att 40 % av växtföljden utgörs av rödklövergräsvallar verkade den genomsnittliga tillförseln av N genom SNF kunna försörja spannmål som följdfrukt under två eller tre år i rad (gröngödsling respektive foderskörd), med en avkastning på 3,0-4,0 t kärna ha-1. Som en funktion av klöverbiomassan ökade SNF från första till andra slåtter och minskade med vallålder. Variationskoefficienterna för klöverandelarna (och SNF) mellan och inom fälten låg omkring 50 %, ungefär dubbelt högre än för vallskörden. Ju lägre klöverandel, desto mera varierade klöverandelen inom fältet. Låga klöverhalter i första årets vallar och ökande variation med stigande vallålder antydde att rödklöverns tillväxt begränsades av bristfällig etablering och dålig övervintring. I nordväst var klöverandelarna lägre och variationen högre än i söder. Markegenskaper, främst textur och struktur, påverkade klöverhalten och vallskörden i betydande grad och förklarade i stor utsträckning också de regionala skillnaderna i vallarnas sammansättning och avkastning. Varierande markegenskaper inom fält kan åtgärdas genom att anpassa dränering, kalkning och gödsling. Vallarnas övervintring och uthållighet kan förbättras med hjälp av härdiga sorter, omsorgsfull etablering och lämpliga skördeintervall. De genomsnittliga kärnskördarna beräknades för vårsäd till 3,2 och 3,6 t ha-1 (söder, respektive nordväst). De södra och nordvästra kustregionerna skiljde sig inte från varandra med avseende på genomsnittlig ogrästäthet (570 respektive 565 plantor m-2) men med avseende på genomsnittlig ogräsbiomassa (697 respektive 1594 kg torrvikt ha-1). Ogräsmängderna varierade anmärkningsvärt mellan enstaka fält. Antalet ogräsarter var högre i söder än i nordväst. Jordrök och plister till exempel hittades bara i söder. Frekvenser och abundanser av harkål, förgätmigej, trampört, baldersbrå och vicker var högre i söder, medan kvickrot, pilört och spergel i större utsträckning förekom i nordväst. Antal år sedan omläggning till ekologisk odling, dvs. långsiktig odlingsplanering, visade sig vara en av de variabler som förklarade abundansen för olika ogräsarter. Kvickrot var den ogräsart vars biomassa ökade mest vid fortsatt ekologisk odling. En annan signifikant variabel, grödans torrvikt, visade hur de taktiska och operativa odlingsåtgärderna inverkade. Olika ogräsarter var relaterade till fortsatt ekologisk odling respektive till låg avkastning, vilket åskådliggör att högt ogrästryck och låg avkastning inte orsakas av ekologisk odling per se, utan av brister i förståelsen för, och skötseln av, ekologiska odlingssystem. Framgångsrik ogräsreglering förlitar sig på gårds- och fältspecifika strategiska, taktiska och operativa åtgärder. Produktionen av vall- och vårsädesgrödor på gårdar som sköttes av heltidslantbrukare med intresse för ekologisk odling var på samma genomsnittliga nivå som den är vid allmän konventionell odling. Eftersom många möjligheter står till buds att fortsättningsvis öka produktionen vid ekologisk växtodling, erbjuder ekologisk odling grunderna för att utveckla hållbart lantbruk. Det huvudsakliga hotet mot det hållbara jordbruket i Finland, både det konventionella och det ekologiska, är att växtodling och djurskötsel skiljs åt, med tillhörande förenkling av växtföljderna.
Avainsanat: agroekologia
Tekijänoikeustiedot: Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
agronomi.pdf 443.5KB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot