Βελτιστοποίηση της καλλιεργητικής πρακτικής της ψευδοσποράς και συγκριτικές αξιολογήσεις της εφαρμογής της σε φυτά μεγάλης καλλιέργειας

Abstract

Μια από τις «υποτιμημένες» στο παρελθόν αλλά πλέον υποσχόμενες μεθόδους διαχείρισης ζιζανίων στα φυτά μεγάλης καλλιέργειας αποτελεί η καλλιεργητική πρακτική της ψευδοσποράς. Η ψευδοσπορά περιλαμβάνει την προετοιμασία του αγρού για σπορά με τις συνηθισμένες πρακτικές εδαφοκατεργασίας, την άρδευση όπου αυτή είναι αναγκαία και τη μηχανική ή χημική καταπολέμηση των ζιζανίων μετά από ένα χρονικό διάστημα κάποιων ημερών ή εβδομάδων. Σκοπός της Διδακτορικής Διατριβής ήταν η βελτιστοποίηση της καλλιεργητικής πρακτικής της ψευδοσποράς καθώς και συγκριτικές αξιολογήσεις της εφαρμογής της σε φυτά μεγάλης καλλιέργειας. Η παρούσας μελέτη περιλάμβανε τρεις κύριες πειραματικές ενότητες: α) διετή (2020–2022) πειραματισμό αγρού σε μονοκαλλιέργειες και συγκαλλιέργειες λόλιου (Lamium multiflorum Lam.) και Αλεξανδρινού τριφυλλιού (Trifolium alexandrinum L.) στη Δυτική Ελλάδα, β) διετή (2021–2023) πειραματισμό αγρού στην καλλιέργεια του σκληρού σιταριού (Triticum durum Desf.) σε δυο διαφορετικές περιοχές στη Στερεά Ελλάδα (Δομοκός και Αλίαρτος) και γ) διετή (εαρινές καλλιεργητικές περίοδοι 2022 και 2023) πειραματισμό αγρού στην καλλιέργεια του κενάφ (Hibiscus cannabinus L.) στον πειραματικό αγρό του Εργαστηρίου Γεωργίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών. Στην πρώτη πειραματική ενότητα, πραγματοποιήθηκε διπαραγοντικό πείραμα αγρού όπου ο παράγοντας της ψευδοσποράς κατατάχθηκε στα κύρια τεμάχια ενώ ο παράγοντας της συγκαλλιέργειας στα υποτεμάχια. Στα κύρια τεμάχια της ψευδοσποράς, ο έλεγχος των ζιζανίων πραγματοποιήθηκε με επιφανειακή εδαφοκατεργασία αλλά σε διαφορετικούς χρόνους. Συγκεκριμένα, τα ζιζάνια ελέγχθηκαν μηχανικά είτε μία είτε δύο εβδομάδες από την αρχική προετοιμασία της σποροκλίνης. Στα τεμάχια της συγκαλλιέργειας, μελετήθηκαν πέντε αναλογίες των συγκαλλιεργούμενων ειδών δηλαδή λόλιου και Αλεξανδρινού τριφυλλιού οι οποίες ήταν: 0:100, 25:75, 50:50, 75:25 και 100:0. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η καθυστέρηση του ελέγχου των ζιζανίων, άρα και της σποράς της καλλιέργειας, για δύο αντί μιας εβδομάδας μείωσε σημαντικά την πυκνότητα των ζιζανίων ως και 81% συγκριτικά με τον αμεταχείριστο μάρτυρα οδηγώντας σε αυξημένες αποδόσεις σε χορτομάζα. Ακόμη, φαίνεται πως η αύξηση της αναλογίας του λόλιου στις συγκαλλιέργειες λειτούργησε συνεργιστικά με την ψευδοσπορά περιορίζοντας τη πυκνότητα και τη βιομάζα ανταγωνιστικών ζιζανίων όπως η αγριοβρώμη (Avena sterilis L.) και το άγριο σινάπι (Sinapis arvensis L.). Επιπλέον, η ψευδοσπορά συνέβαλλε στη διατήρηση αποδεκτής παραγωγής βιομάζας και από το Αλεξανδρινό τριφύλλι στις υπό μελέτη συγκαλλιέργειες. Παρατηρήθηκαν ακόμη στατιστικά σημαντικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των παραγόντων της ψευδοσποράς και της συγκαλλιέργειας (p ≤ 0,05). Στην δεύτερη πειραματική ενότητα, ερευνήθηκαν οι διαφορετικές μέθοδοι εφαρμογής της ψευδοσποράς σε συνδυασμό με εφαρμογή εκλεκτικού ζιζανιοκτόνου νωρίς μεταφυτρωτικά για διαχείριση ζιζανίων στο σκληρό σιτάρι. Για την ψευδοσπορά πραγματοποιήθηκε έλεγχος ζιζανίων είτε με επιφανειακή εδαφοκατεργασία είτε με εφαρμογή glyphosate τόσο στη συνιστώμενη (720 g a.e ha−1) όσο και σε μειωμένη δόση (540 g a.e ha−1). Διαπιστώθηκε πως στα πειραματικά τεμάχια της ψευδοσποράς, η εφαρμογή glyphosate στη μειωμένη δόση οδήγησε σε εξαιρετικά επίπεδα ελέγχου των ζιζανίων (≥ 90%) χωρίς να υπολείπεται συγκριτικά με την επέμβαση όπου το ζιζανιοκτόνο εφαρμόστηκε στη συνιστώμενη δόση. Ακόμη, υψηλή ήταν η αποτελεσματικότητα της ψευδοσποράς με επιφανειακή εδαφοκατεργασία, ιδιαίτερα όμως όταν συνδυάστηκε με εφαρμογή εκλεκτικού ζιζανιοκτόνου μεταφυτρωτικά νωρίς. Οι παραπάνω συνδυασμοί οδήγησαν και στις βέλτιστες στρεμματικές αποδόσεις (≥ 5.000 kg ha−1). Τα συμπεράσματα αυτά ήταν κοινά και στις δύο περιοχές (Δομοκός και Αλίαρτος) όπου η ζιζανιοχλωρίδα αποτελούταν κυρίως από ετήσια πλατύφυλλα ζιζάνια. Στην τρίτη πειραματική ενότητα, πραγματοποιήθηκε διπαραγοντικό πείραμα αγρού όπου ο παράγοντας της ψευδοσποράς κατατάχθηκε στα υποτεμάχια ενώ ο παράγοντας των αποστάσεων μεταξύ των γραμμών σποράς της καλλιέργειας του κενάφ στα κύρια τεμάχια. Στα υποτεμάχια της ψευδοσποράς, ο έλεγχος των ζιζανίων πραγματοποιήθηκε μόνο με εφαρμογή του μη εκλεκτικού ζιζανιοκτόνου glyphosate αλλά σε διαφορετικούς χρόνους. Συγκεκριμένα, τα ζιζάνια ελέγχθηκαν είτε 3 είτε 6 εβδομάδες από την αρχική προετοιμασία της σποροκλίνης. Οι δύο αποστάσεις μεταξύ των γραμμών της καλλιέργειας ήταν 60 cm και 30 cm. Σημαντικές ήταν οι επιδράσεις και των δύο παραγόντων στις παραμέτρους των ζιζανίων και της καλλιέργειας που μελετήθηκαν (p ≤ 0,05). Οι εφαρμογές glyphosate στα υποτεμάχια της ψευδοσποράς και στις 2 περιπτώσεις περιόρισαν κατά τουλάχιστον 50% τη πυκνότητα και τη βιομάζα των ζιζανίων και έδειξαν υψηλή αποτελεσματικότητα ακόμη και εναντίον δυσεξόντωτων πολυετών ζιζανίων όπως η πορφυρή κύπερη (Cyperus rotundus L.) και ο γερμανός (Solanum elaeagnifolium Cav.). Οι μέγιστες αποδόσεις του κενάφ σε βιομάζα παρατηρήθηκαν για τα τεμάχια της ψευδοσποράς όταν η ζιζανιοκτονία έγινε 3 εβδομάδες μετά τη προετοιμασία της σποροκλίνης (≥ 15 t ha−1). Ακόμη, ο συνδυασμός ψευδοσποράς με μειωμένες αποστάσεις μεταξύ των γραμμών (30 cm αντί 60 cm) αύξησε την τελική πυκνότητα της φυτείας αυξάνοντας το ποσοστό επιτυχίας της εγκατάστασης της καλλιέργειας σε επίπεδα άνω του 75%. Τα αποτελέσματα όλων των παραπάνω ενοτήτων δείχνουν πως η μέθοδος της ζιζανιοκτονίας και η χρονική στιγμή που αυτή πραγματοποιείται μπορούν να καθορίσουν την επιτυχία της ψευδοσποράς. Σε κάθε περίπτωση όμως, βέλτιστα αποτελέσματα επιτυγχάνονται όταν η ψευδοσπορά συνδυάζεται είτε με άλλες καλλιεργητικές πρακτικές που αυξάνουν την ανταγωνιστικότητα των καλλιεργειών όπως η μείωση των αποστάσεων μεταξύ των γραμμών της καλλιέργειας, η συγκαλλιέργεια κ.α. είτε με λελογισμένη χρήση εκλεκτικών ζιζανιοκτόνων. Τα αποτελέσματα της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής ενδέχεται να συμβάλλουν ενεργά στη βελτιστοποίηση της καλλιεργητικής πρακτικής της ψευδοσποράς για διαχείριση ζιζανίων σε φυτά μεγάλης καλλιέργειες. Για την επίτευξη αυτού του σκοπού όμως απαιτείται περαιτέρω πειραματισμός πεδίου σε ένα ευρύτερο φάσμα καλλιεργειών, ζιζανίων και εδαφοκλιματικών συνθηκών.

One of the most “underestimated” in the past but very promising methods of weed management in field crops is the false/stale seedbed cultural practice. False/stale seedbed includes seedbed preparation with common tillage practices, irrigation where necessary and mechanical or chemical weed control after a while of some days or weeks. Afterwards, crop sowing follows. The aim of this Doctoral Thesis was the optimization of the false/stale seedbed cultural practice and comparative evaluations of its implementation in field crops. The current study included three experimental modules: (a) two-year (2020–2022) field experimentation in monocultures and intercrops of annual ryegrass (Lamium multiflorum Lam.) and Berseem clover (Trifolium alexandrinum L.) in Western Greece, (b) two-year (2021–2023) field experimentation in durum wheat (Triticum durum Desf.) on two different experimental sites in Central Greece (Domokos and Aliartos) and (c) two-year (spring growing seasons of 2022 and 2023) field experimentation in kenaf (Hibiscus cannabinus L.) on the experimental field of Laboratory of Agronomy of Agricultural University of Athens. In the first experimental module, a two-factor field trial was conducted where the factor of false seedbed was assigned to the main plots and the factor of intercropping was assigned to the subplots. In false seedbed main plots, weed control was carried with shallow tillage but in different timings. Specifically, weeds were controlled mechanically either one or two weeks after the initial seedbed preparation. In intercropping subplots, five ratios of intercropped species i.e. annual ryegrass and Berseem clover were studied which were: 0:100, 25:75, 50:50, 75:25 and 100:0. Results showed that the delay of weed control, and therefore the delay of sowing, for two instead of one week significantly reduced weed density up to 81% compared to the untreated control leading to increased forage yield. In addition, it seems that the increase of the ratio of annual ryegrass in the intercrops displayed synergistic effects with false seedbed suppressing the density and biomass of competitive weeds as sterile oat (Avena sterilis L.) and wild mustard (Sinapis arvensis L.). Moreover, false seedbed contributed to the maintenance of acceptable biomass production from Berseem clover in the intercrops that were studied. Significant interactions were also observed between the factors of false seedbed and intercropping (p ≤ 0.05). In the second experimental module, different methods of false/stale seedbed implementation were studied in combination with early post-emergence application of a selective herbicide in durum wheat. In false seedbed, weed control was carried either by shallow tillage or by the application of the non-selective herbicide glyphosate at the recommended (720 g a.e ha−1) and the reduced application rate (540 g a.e ha−1). It was found that in false seedbed plots, glyphosate applied at the reduced rate leaded to excellent weed control levels (≥ 90%) without being inferior to the glyphosate treatment at the recommended field rate. Moreover, the efficacy of false seedbed (with shallow tillage) was high, and especially when it was combined with early post-emergence application of the selective herbicide. These above combinations leaded to optimal yields per unit area (≥ 5.000 kg ha−1). These results were common on both sites (Domokos and Aliartos) where weed flora included mainly annual broadleaf weeds. In the third experimental module, a two-factor field trial was conducted where the factor of stale seedbed was assigned to subplots while the factor of kenaf row spacing was assigned to the main plots. In stale seedbed subplots, weeds were controlled with glyphosate at two different timings. In particular, weeds were sprayed either three or six weeks after the initial seedbed preparation. The two row spacings were 60 cm and 30 cm. Significant were the effects of both factors on weed and crop parameters that were studied (p ≤ 0.05). Glyphosate applications on stale seedbed subplots in both the cases reduced weed density and biomass by at least 50% and showed high efficacy even on troublesome perennial weeds as purple nutsedge (Cyperus rotundus L.) and silverleaf nightshade (Solanum elaeagnifolium Cav.). Kenaf highest yields were observed for stale seedbed plots where weed control was carried out 3 weeks after seedbed preparation (≥ 15 t ha−1). Furthermore, the combination of stale seedbed with reduced row spacing (30 cm instead of 60 cm) increased the final density of the stand increasing the percentage of crop establishment success in levels above 75%. The results of all above experimental modules show that the method and the timing of weed control are crucial for the success of false/stale seedbed. In any case, optimal results are achieved when false/stale seedbed is combined either with other cultural practices that increase crop competitiveness as narrow row spacing, intercropping etc. or with sustainable use of selective herbicides. The findings of this Doctoral Thesis can actively contribute to the optimization of the false/stale seedbed cultural practice for weed management in field crops. However, further field experimentation is required on a broader range of crops, weeds and soil-climatic conditions is required.