Dekkavling -Cover crop

I landbruket er dekkvekster planter som er plantet for å dekke jorden i stedet for å bli høstet . Dekkvekster håndterer jorderosjon , jordfruktbarhet , jordkvalitet, vann, ugress , skadedyr , sykdommer, biologisk mangfold og dyreliv i et agroøkosystem – et økologisk system som forvaltes og formes av mennesker. Dekkvekster kan være en avling utenfor sesongen plantet etter innhøsting av kontantavlingen . De kan vokse over vinteren.

Jorderosjon

Selv om dekkvekster kan utføre flere funksjoner i et agroøkosystem samtidig, dyrkes de ofte med det eneste formålet å forhindre jorderosjon . Jorderosjon er en prosess som uopprettelig kan redusere produksjonskapasiteten til et agroøkosystem. Dekkvekster reduserer jordtap ved å forbedre jordstrukturen og øke infiltrasjonen, beskytte jordoverflaten, spre regndråpeenergi og redusere hastigheten på vannets bevegelse over jordoverflaten. Tett dekkbevoksning bremser fysisk ned nedbørshastigheten før den kommer i kontakt med jordoverflaten, og forhindrer jordsprut og eroderende overflateavrenning . I tillegg hjelper enorme rotnettverk av dekkvekster med å forankre jorda på plass og øke jordporøsiteten, og produsere egnede habitatnettverk for jordmakrofauna. Det holder berikelsen av jorda god de neste årene.

Forvaltning av jordfruktbarhet

En av de viktigste bruksområdene for dekkvekster er å øke jordens fruktbarhet. Disse typer dekkvekster omtales som " grønngjødsel ". De brukes til å håndtere en rekke makronæringsstoffer og mikronæringsstoffer i jorden . Av de ulike næringsstoffene har påvirkningen som dekkvekster har på nitrogenhåndteringen fått mest oppmerksomhet fra forskere og bønder, fordi nitrogen ofte er det mest begrensende næringsstoffet i planteproduksjonen.

Ofte dyrkes grønngjødselvekster i en bestemt periode, og pløyes deretter under før de når full modenhet for å forbedre jordens fruktbarhet og kvalitet. Stilkene som er igjen blokkerer jorda fra å bli erodert.

Grønngjødselavlinger er ofte belgfrukter , noe som betyr at de er en del av ertefamilien, Fabaceae . Denne familien er unik ved at alle artene i den setter belger, som bønner, linser, lupiner og alfalfa . Belgvekster er typisk høye i nitrogen og kan ofte gi den nødvendige mengden nitrogen for planteproduksjon. I konvensjonell landbruk tilføres dette nitrogenet vanligvis i form av kjemisk gjødsel. Denne kvaliteten på dekkvekster kalles gjødselerstatningsverdi.

En annen egenskap som er unik for belgvekster, er at de danner symbiotiske forhold med de rhizobielle bakteriene som befinner seg i belgrotknuter. Lupiner nodules av jordmikroorganismen Bradyrhizobium sp. (Lupinus). Bradyrhizobia påtreffes som mikrosymbionter i andre belgfrukter ( Argyrolobium , Lotus , Ornithopus , Acacia , Lupinus ) av middelhavsopprinnelse. Disse bakteriene omdanner biologisk utilgjengelig atmosfærisk nitrogengass ( N
₂) til biologisk tilgjengelig ammonium ( NH⁺
₄) gjennom prosessen med biologisk nitrogenfiksering .

Før Haber-Bosch-prosessen kom, en energikrevende metode utviklet for å utføre industriell nitrogenfiksering og lage kjemisk nitrogengjødsel, oppsto det meste av nitrogen som ble introdusert til økosystemer gjennom biologisk nitrogenfiksering. Noen forskere mener at utbredt biologisk nitrogenfiksering, oppnådd hovedsakelig gjennom bruk av dekkvekster, er det eneste alternativet til industriell nitrogenfiksering i arbeidet med å opprettholde eller øke fremtidige matproduksjonsnivåer. Industriell nitrogenfiksering har blitt kritisert som en uholdbar kilde til nitrogen for matproduksjon på grunn av dens avhengighet av fossil energi og miljøpåvirkningene forbundet med bruk av kjemisk nitrogengjødsel i landbruket. Slike utbredte miljøpåvirkninger inkluderer tap av nitrogengjødsel i vannveier, som kan føre til eutrofiering (næringsstoffbelastning) og påfølgende hypoksi (oksygenmangel) av store vannmasser.

Et eksempel på dette er i Mississippi Valley-bassenget, hvor årevis med lasting av gjødselnitrogen i vannskillet fra landbruksproduksjon har resultert i en årlig hypoksisk "død sone" utenfor Mexicogolfen som nådde et område på over 22 000 kvadratkilometer i 2017 Den økologiske kompleksiteten til livet i havet i denne sonen har blitt mindre som en konsekvens.

I tillegg til å bringe nitrogen inn i agroøkosystemer gjennom biologisk nitrogenfiksering, brukes typer dekkvekster kjent som " fangvekster " for å beholde og resirkulere jordnitrogen som allerede er tilstede. Fangvekstene tar opp overskuddsnitrogen som er igjen fra gjødsling av forrige avling, og forhindrer at det går tapt gjennom utlekking , eller gassformig denitrifikasjon eller fordampning .

Fangvekster er typisk hurtigvoksende ettårige kornarter som er tilpasset for å fjerne tilgjengelig nitrogen effektivt fra jorda. Nitrogenet som er fiksert i ettervekstbiomasse slippes tilbake i jorda når etterveksten er innarbeidet som grønngjødsel eller på annen måte begynner å brytes ned.

Et eksempel på bruk av grønngjødsel kommer fra Nigeria, hvor dekkveksten Mucuna pruriens (fløyelsbønne) har vist seg å øke tilgjengeligheten av fosfor i jorda etter at en bonde har påført bergfosfat.

Jordkvalitetsforvaltning

Dekkvekster kan også forbedre jordkvaliteten ved å øke nivåene av organisk materiale i jorda gjennom tilførsel av dekkvekstbiomasse over tid. Økt organisk materiale i jorda forbedrer jordstrukturen , samt vann- og næringsholding og bufferkapasitet til jord. Det kan også føre til økt karbonbinding i jord , som har blitt fremmet som en strategi for å hjelpe til med å kompensere for økningen i atmosfæriske karbondioksidnivåer.

Jordkvaliteten styres for å gi optimale forhold for avlinger å blomstre. De viktigste faktorene for jordkvalitet er jordsalting , pH , mikroorganismebalanse og forebygging av jordforurensning .

Vannforvaltning

Ved å redusere jorderosjon reduserer dekkvekster ofte også både hastigheten og mengden vann som drenerer fra åkeren, noe som normalt vil utgjøre miljørisiko for vannveier og økosystemer nedstrøms. Dekkvekstbiomasse fungerer som en fysisk barriere mellom nedbør og jordoverflaten, slik at regndråper jevnt og trutt kan sive ned gjennom jordprofilen. Også, som nevnt ovenfor, resulterer dekkvekst av rotvekst i dannelsen av jordporer, som i tillegg til å forbedre jordens makrofaunahabitat gir veier for vann til å filtrere gjennom jordprofilen i stedet for å drenere av feltet som overflatestrøm. Med økt vanninfiltrasjon kan potensialet for lagring av jordvann og opplading av akviferer forbedres.

Rett før dekkvekster blir drept (ved slik praksis, inkludert klipping, jordbearbeiding, disking, rulling eller påføring av ugressmidler) inneholder de en stor mengde fuktighet. Når dekkveksten inkorporeres i jorda, eller etterlates på jordoverflaten, øker det ofte jordfuktigheten. I agroøkosystemer hvor det er mangel på vann til avlingsproduksjon, kan dekkvekster brukes som mulch for å spare vann ved å skyggelegge og avkjøle jordoverflaten. Dette reduserer fordampning av jordfuktighet. I andre situasjoner prøver bøndene å tørke ut jorda så raskt som mulig inn i plantesesongen. Her kan langvarig bevaring av jordfuktighet være problematisk.

Mens dekkvekster kan bidra til å spare vann, kan de i tempererte områder (spesielt i år med nedbør under gjennomsnittet) trekke ned vannforsyningen i jorda om våren, spesielt hvis de klimatiske vekstforholdene er gode. I disse tilfellene, rett før avlingsplanting, står bønder ofte overfor en avveining mellom fordelene med økt dekkvekst og ulempene med redusert jordfuktighet for kontantvekstproduksjon den sesongen. Forholdet mellom karbon og nitrogen er balansert med denne applikasjonen.

Ugrasbehandling

Dekkavling i South Dakota

Tykke dekkkulturbestander konkurrerer ofte godt med ugras i dekkvekstperioden, og kan hindre de fleste spirede ugressfrø i å fullføre livssyklusen og formere seg. Hvis dekkveksten flates ned på jordoverflaten i stedet for å innarbeides i jorden som grønngjødsel etter at veksten er avsluttet, kan den danne en nesten ugjennomtrengelig matte. Dette reduserer lystransmisjonen til ugrasfrø drastisk, noe som i mange tilfeller reduserer ugressfrøets spiringshastighet. Videre, selv når ugrasfrø spirer, går de ofte tom for lagret energi for vekst før de bygger den nødvendige strukturelle kapasiteten for å bryte gjennom dekkvekstens mulchlag . Dette kalles ofte kvelningseffekten for dekkavlinger .

Noen dekkvekster undertrykker ugress både under vekst og etter døden. Under vekst konkurrerer disse dekkvekstene kraftig med ugress om tilgjengelig plass, lys og næringsstoffer, og etter døden kveler de den neste ugressskyllingen ved å danne et mulchlag på jordoverflaten. For eksempel fant forskere at når man bruker Melilotus officinalis (gul søtkløver) som en dekkvekst i et forbedret brakksystem (hvor en brakkperiode med vilje forbedres av en rekke forskjellige forvaltningspraksis, inkludert planting av dekkvekster), kun ugrasbiomasse. utgjorde mellom 1–12 % av total stående biomasse ved slutten av dekkvekstsesongen. Videre, etter avslutning av dekkavlingen, undertrykte de gule søtkløverrestene ugresset til nivåer 75–97 % lavere enn i brakksystemer (ingen gul søtkløver).

En dekkvekst av Jordbearbeidingsreddik tidlig i november

I tillegg til konkurransebasert eller fysisk ugrasbekjempelse, er visse dekkvekster kjent for å undertrykke ugress gjennom allelopati . Dette skjer når visse biokjemiske dekkveksterforbindelser brytes ned som tilfeldigvis er giftige for eller hemmer frøspiring av andre plantearter. Noen velkjente eksempler på allelopatiske dekkvekster er Secale cereale (rug), Vicia villosa (håret vikker), Trifolium pratense (rødkløver), Sorghum bicolor (sorghum-sudangrass) og arter i familien Brassicaceae , spesielt sennep . I en studie ble det funnet at rester av rugdekkeavlinger hadde gitt mellom 80 % og 95 % kontroll av bredbladet ugress i tidlig sesong når det ble brukt som mulch under produksjon av forskjellige kontantvekster som soyabønner , tobakk , mais og solsikke .

I en studie fra 2010 utgitt av Agricultural Research Service (ARS), undersøkte forskere hvordan rugsåningshastigheter og plantemønstre påvirket produksjonen av dekkvekster. Resultatene viser at planting av flere pund per acre med rug økte dekkvekstens produksjon samt reduserte mengden ugress. Det samme gjaldt da forskerne testet såmengder på belgfrukter og havre; en høyere tetthet av frø plantet per dekar reduserte mengden ugress og økte utbyttet av belgfrukt- og havreproduksjon. Plantemønstrene, som enten bestod av tradisjonelle rader eller rutemønster, så ikke ut til å ha nevneverdig innvirkning på dekkvekstens produksjon eller på ugrasproduksjonen i noen av dekkvekstene. ARS-forskerne konkluderte med at økte såhastigheter kan være en effektiv metode for ugrasbekjempelse.

Sykdomsbehandling

På samme måte som allelopatiske egenskaper til dekkvekster kan undertrykke ugress, kan de også bryte sykdomssykluser og redusere populasjoner av bakterie- og soppsykdommer, og parasittiske nematoder. Arter i familien Brassicaceae , som sennep, har i vid utstrekning vist seg å undertrykke populasjoner av soppsykdommer gjennom frigjøring av naturlig forekommende giftige kjemikalier under nedbrytningen av glukosinoladeforbindelser i plantecellevevet deres.

Skadedyrbekjempelse

Noen dekkvekster brukes som såkalte "fellevekster", for å tiltrekke skadedyr bort fra verdiavlingen og mot det skadedyret ser på som et mer gunstig habitat. Fellekulturområder kan etableres innenfor avlinger, innenfor gårder eller innenfor landskap. I mange tilfeller dyrkes felleavlingen i samme sesong som matavlingen som produseres. Det begrensede arealet som okkuperes av disse felleavlingene kan behandles med et plantevernmiddel når skadedyr trekkes til fellen i stort nok antall til å redusere skadedyrbestandene. I noen organiske systemer kjører bønder over felleavlingen med et stort vakuumbasert redskap for fysisk å trekke skadedyrene fra plantene og ut av åkeren. Dette systemet har blitt anbefalt for bruk for å hjelpe til med å kontrollere lygus insekter i økologisk jordbærproduksjon. Et annet eksempel på felleavlinger er nematode-resistent hvit sennep ( Sinapis alba ) og reddik ( Raphanus sativus ) . De kan dyrkes etter en hovedavling (korn) og fangnematoder, for eksempel betecystenematoden og den colombianske rotknutenematode. Når de vokser, klekkes nematoder og tiltrekkes av røttene. Etter å ha kommet inn i røttene kan de ikke reprodusere seg i roten på grunn av en overfølsom motstandsreaksjon fra planten. Derfor er nematodebestanden kraftig redusert, med 70–99 %, avhengig av art og dyrkingstid.

Andre dekkvekster brukes til å tiltrekke naturlige rovdyr av skadedyr ved å imitere elementer av deres habitat. Dette er en form for biologisk kontroll kjent som habitatforsterkning, men oppnås ved bruk av dekkvekster. Funn om forholdet mellom tilstedeværelse av dekkvekster og rovdyr-skadedyrpopulasjonsdynamikk har vært blandet, noe som tyder på behovet for detaljert informasjon om spesifikke dekkvekstertyper og forvaltningspraksis for å best mulig utfylle en gitt integrert plantevernstrategi . For eksempel er rovmidden Euseius tularensis (Congdon) kjent for å hjelpe til med å kontrollere skadedyret sitrustrips i sitrushager i Sentral-California. Forskere fant at planting av flere forskjellige belgfrukter (som klokkebønner, ullpodvikke, New Zealand hvitkløver og østerrikske vintererter) ga tilstrekkelig pollen som fôringskilde til å forårsake en sesongmessig økning i E. tularensis- populasjoner, som med god timing kan potensielt introdusere nok rovpress til å redusere skadedyrpopulasjoner av sitrustrips.

Mangfold og dyreliv

Selv om dekkvekster vanligvis brukes til å tjene et av de ovenfor omtalte formålene, forbedrer de ofte samtidig gårdens habitat for dyreliv. Bruken av dekkvekster tilfører minst en dimensjon til av plantemangfold til en kontant avlingsrotasjon. Siden dekkavlingen vanligvis ikke er en verdifull avling, er forvaltningen vanligvis mindre intensiv, og gir et vindu med "myk" menneskelig innflytelse på gården. Denne relativt "hands-off" forvaltningen, kombinert med den økte heterogeniteten på gården produsert av etablering av dekkvekster, øker sannsynligheten for at en mer kompleks trofisk struktur vil utvikle seg for å støtte et høyere nivå av dyrelivsmangfold.

I en studie sammenlignet forskerne artropoder- og sangfuglarters sammensetning og feltbruk mellom konvensjonelle og dekkebearbeidede bomullsfelt i det sørlige USA. De dekkebearbeidede bomullsfeltene ble plantet til kløver, som ble stående for å vokse mellom bomullsradene gjennom den tidlige bomullsvekstsesongen (strimmelavling). I løpet av trekk- og hekkesesongen fant de at sangfugltettheten var 7–20 ganger høyere i bomullsfeltene med integrert kløverdekkvekst enn i de konvensjonelle bomullsfeltene. Overflod av leddyr og biomasse var også høyere i kløverdekkebearbeidede felt gjennom store deler av hekkesesongen for sangfugler, noe som ble tilskrevet en økt tilførsel av blomsternektar fra kløveren. Kløverdekkeavlingen forbedret habitatet for sangfugler ved å gi dekning og hekkeplasser, og en økt matkilde fra høyere leddyrbestander.

Se også

Referanser

Videre lesning

SARE National. Emne: Dekkvekster. [1]
Midtvestens dekkekulturråd. [2] Ressurser for dyrkere, forskere og lærere.
Clark, Andy, red. (2007). Managing Cover Crops Profitably (PDF) (3. utgave). Beltsville, Maryland: Sustainable Agriculture Network.
Giller, KE; Cadisch, G. (1995). "Fremtidens fordeler ved biologisk nitrogenfiksering: En økologisk tilnærming til landbruk". Plante og jord (historisk arkiv) . 174 (1–2): 255–277. doi : 10.1007/bf00032251 . S2CID 24604997 .
Hartwig, NL; Ammon, HU (2002). "50-årsjubileum - Invitert artikkel - Dekkvekster og levende mulch". Ugressvitenskap . 50 (6): 688–699. doi : 10.1614/0043-1745(2002)050[0688:aiacca]2.0.co;2 .
Hill, EC; Ngouajio, M.; Nair, MG (2006). "Differensielle responser fra ugress og grønnsaksvekster på vandige ekstrakter av hårete vikker og kuært". HortSci . 31 (3): 695–700. doi : 10.21273/HORTSCI.41.3.695 .
Lu, YC; Watkins, KB; Teasdale, JR; Abdul-Baki, AA (2000). "Dekkvekster i bærekraftig matproduksjon". Matanmeldelser Internasjonalt . 16 (2): 121–157. doi : 10.1081/fre-100100285 . S2CID 28356685 .
Snapp, SS; Swinton, SM; Labarta, R.; Mutch, D.; Svart, JR; Leep, R.; Nyiraneza, J.; O'Neil, K. (2005). "Evaluering av dekkvekster for fordeler, kostnader og ytelse innenfor avlingssystemnisjer". Agron. J . 97 : 1–11. doi : 10.2134/agronj2005.0322a .
Thomsen, IK; Christensen, BT (1999). "Nitrogenbevarende potensial for påfølgende raigrasfangvekster i kontinuerlig vårbygg". Jordbruk og forvaltning . 15 (3): 195–200. doi : 10.1111/j.1475-2743.1999.tb00088.x .

Eksterne linker

[3] "Cover Crops," Cyclopedia of American Agriculture , v. 2, red. av LH Bailey (1911). En kort leksikonartikkel, tidlig primærkilde om varianter og bruk av dekkvekster.

Languages

In other projects