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,

Dumitru MANOLE3, Marian LIXANDRU1

1- Institutul de Cercetare-Dezvoltare pentru Protecţia Plantelor

2- Academia de Stiinte Agricole si Silvice3- SC Sportagra Srl, Amzacea

Harta de ariditate

UNEP World Atlas of Desertification, 1997

Hiper-arid

Arid

Semi-arid

Cald sub-umid

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

Agricultura conservativă

Arătură mecanică

“Arătură” biologică

Actiunea biotei din sol

Agricultură

convenţională

conţinut

ridicat

de materie

organică

reducerea

conţinutului

de materie organică

Materie organică sol = Rezistenţă mărită la secetă

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.

Tulpini de microorganisme

antagoniste faţă de

fitopatogeni , cu capacitate

de mineralizare a

materialului vegetal

Materiale pro-compost

supresivStimulare

antagonişti

Mulci

vegetal

Mulci

bioactivAntagonişti

Pachetul de “culturi verzi”

din cadrul măsurilor de

agromediu, incluse în cadrul

schemei de plată unică pe

suprafaţă (SAPS)

Mulciul vegetal bioactiv - inclusiv facilitarea

accesării fondurilor europene

130 EUR/ha

Culturile verzi (mazărea,

mazărichea, rapiţa, muştarul,

lupinul şi sulfina) trebuiesc

semănate imediat după

recoltarea culturii principale.

Riscuri fitosanitare asociate materialului vegetal de pe sol

infec

-tate

GRAU

Seminte

PORUMB

Stadiul

plantulă

sept/nov

Boli ale coletului si

radacinii

Peritecii şi sporodochii produse

pe resturile plantelor gazdă

AscosporiMacroconidii

Dispersare inocul

Dispersia potenţială de

la grâu la porumb

Producere de

ascospori şi

macroconidii

(iulie/august)

Anteza

(iunie)

Infecţia şi

colonizarea

spicului de grâu şi

a ştiuletelui de

porumb

Mătăsire

(august)

Umplere şi

maturare bob

(sfârşit august /

octombrie)

Producere ascospori si

macroconidii pe stiuleti

infectaţi, frunze sfâşiate

şi tulpini

Boli ale plantulei de porumb

(mai / iunie)

Miceliu cu macronidii

clamidosporale –

supravieţuire scurtă în

sol

La

maturitate

(iulie)

Ciclul de viata al

ciupercilor

toxigene din

grupul

Aspergillus

section flavi

Supravetuire ca

scleroti (3 ani) si

Conidii (1 an) în sol si

în resturile vegetale

Vânt si insecte

boabe stiuleti resturi vegetale

Temperatura

Umiditate

matase

A. flavus

suprafata sol

miceliu scleroti

Boabe

infectate

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

Cultura în mulci

bioactiv

Tehnologieform

are

cultura succesivaMulci

bioactiv

Descompunere glucozinolati crucifere

S-C6H11O5

R – C

NOSO-3

S -

R – C

N -

+

Glucose

+ HSO-4

R-N=C=S

Isotiocianat

R-C N

Nitril & Sulf

R-S-C N

Tiocianat

H2O

Mirozinază

Metil isotiocianat – compus

activ format prin hidroliza

Copyright ©2004 by the National Academy of Sciences

Kumar, Vinod et al. (2004) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 10535-10540

Un model schematic prin care mulciul de mazariche paroasa stimuleaza cresterea, dezvoltarea si sistemul de aparare din plantele cultivate în acest sistem alternativ

siderofori, acizi

organici

form

are

sim

bio

ze,

fixare

azo

t,

so

lub

iliz

are

fo

sfo

r

compusi adezivi si/sau

hidrofobi

stim

ulare

producere

fito

hormoni

protectie

activ

are

SA

R IS

R

nutriti

e

formare sol

plante

Efectele

multiple ale

micro-

organismelor

utilizate

pentru

formarea

mulciului

bioactiv

Reducere costuri – creştere profit

Porumb mulci bioactiv intensiv

UM (kg., tona,

etc.)Nr. unitati Pret unitar Total

UM (kg., tona,

etc.)Nr. unitati Pret unitar Total

Venituri

Produs principal (boabe porumb) kg 5000 0.12 600 kg 5500 0.12 660

Produs secundar 1 (tulei de porumb) kg 7500 0.005 37.5 kg 7500 0.003 22.5

Produs secundar 2 0 0

Subventii / ha suma forfetara 1 210 210 suma forfetara 1 80 80

Total 847.5 762.5Costuri directe

Samanta kg 50 1.2 60 kg 25 1.25 31.25

Ingrasaminte kg 100 0.15 15 kg 400 0.15 60

Pesticide (inclusiv biopreparate) kg 6 5.5 33 kg 8 5.5 44

Alte consumuri materiale suma forfetara 1 32 32 suma forfetara 1 8 8

Arat nr. ori / an 1 25 25 nr. ori / an 1 25 25

Cultivat nr. ori / an 2 8.75 17.5 nr. ori / an 1 8.75 8.75

Semanat nr. ori / an 2 8.5 17 nr. ori / an 1 8.5 8.5

Aplicare ingrasaminte nr. ori / an 1 7.5 7.5 nr. ori / an 3 7.5 22.5

Recoltare, transport nr. ori / an 1 19 19 nr. ori / an 1 19 19

Alte lucrari mecanice nr. ori / an 2 7.5 15 nr. ori / an 4 7.5 30

Irigatii nr. ori / an 1 9.5 9.5 nr. ori / an 3 9.5 28.5

Forta de munca directa ore 12 1.5 18 ore 8 1.5 12

Alte costuri directe suma forfetara 1 28 28 suma forfetara 1 28 28

Total 296.5 325.5

Indicatori

Marja bruta / ha 551 437Cost pe unitatea de produs 0.0593 0.0592

24

- Samanta (+inocul plante leguminoase)

- Biopreparate formare mulci bioactiv;

- Echipamente agricole adecvate

Aplicarea sistemului tehnologic

propus:

Planta de cultura “verde”

recomandata

- Leguminoase – premergătoare

pentru porumb si floarea-soarelui

- Crucifere pentru soia si fasole (mai

ales in zone infestate)

Selectare leguminoasa

– 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

Rezistenta la iernare:

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

lucrăriRotaţia

culturilorMenţinere

resturi

vegetale

Sistem de cultivare a

plantelor în mulci bioactivAsolament –

incluzând

culturi de

protectie

Materiale pro-

compost

supresiv

Mulci

vegetal

Bioproduse cu

antagonişti

Asolament incluzând culturi de protecţie

Număr

solă

Anul

1/5Anul 2 Anul 3 Anul 4 Anul 5/1

I grâu mazărefloarea-

soareluimăzăriche porumb rapiţă

legumin

oasă

II rapiţălegumi-

noasăgrâu mazăre

floarea-

soarelui

măză-

richeporumb

III măzăriche porumb rapiţălegumi-

noasăgrâu mazăre

floarea-

soarelui

IV mazărefloarea-

soareluimăzăriche porumb rapiţă

legumi-

noasăgrâu

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

Covor vegetal

permanent pe sol

Plantecu

sistemeradicularedezvoltate

Protectie la impact

Reducere spalarii nutrientilor

Eroziune:Controlata princovor vegetal si

radacini

Aerare sol

Incorporare C

Structura:Imbunatire prin

activitate radacinisi biologica

Reducerecompetitie

Combatere buruieni

Alelopatie

Pompe biologice:

Extractia si recircularea nutrientilor si a apei datorita sistemului radicular

Reducerea pierderilor

denutrienti

(si poluare redusa)

Reducereapierderilor

de apa sinutrienti

Cresterearezervei de apa

Nutritia plantelor:Crestereabiodisponi-

bilitatiinutrientilor

sia apei

MineralizareaMO

SolubilizareanutrientilorFixare N

Imbunatire prin mezo-faunaStabilizare prin miceliu

Stabilitate crescuta

Cresterea umiditatiiReducerea temperaturii

Continut MO crescut

Habitat penru micro-organisme

Flux apa si aer

Flux O2 crescut

Furnizare de MO

Preservarehabitat

Activitatebiologicala crescuta

Surse energeticeSimbioze

White and Rice, 2009

Plant C

SOM SOM

CO2 CO2

FungiFungi

Micro-aggregates

No-Till = Lower disturbance

Soil MacroaggregateSoil Macroaggregate

Tillage = Higher disturbance

Plant C

SOM SOM

CO2 CO2

FungiFungi

Micro-aggregates

No-Till = Lower disturbance

Soil MacroaggregateSoil Macroaggregate

Tillage = Higher disturbance

Plant C

SOM SOM

CO2 CO2

FungiMicrobes

Micro-aggregates

No-Till = Lower disturbance

Soil MacroaggregateSoil Macroaggregate

Tillage = Higher disturbance

Microbes

Determinarea glomalinei

din sol

Extractia proteinelor de tip glomalina

din materia organica a solului

Sol

GlomalinaSediment

Amestec de acizi

humici si acizi

fulvici

sediment

glomalina

recalcitrantasol residual

Acizi humici Acizi fulvici

extractie tampon citrat

extractie NaOH

solubil mediu acidprecipitare mediu acid

extractie tampon citrat

Aspectul tuburilor de centrifugă cu sol înainte şi după

efectuarea operaţiilor de extracţie

Determinarea proteinei cu reactiv

Bradford

Influenţa glomalinei asupra

stabilităţii agregatelor de solS

tabili

tate

agre

gate

Glomalina totala (mg/g agregat)

Utilizarea

durabilă

resurselor

naturale

Mulci

vegetal

Asolament

– incluzând

culturi de

protectie

Materiale

pro-

compost

supresiv

Sistem de cultivare în mulci bioactiv -

producţii sigure în zone aride

Bioproduse

cu

antagonişti