Επίδραση καλλιεργητικών πρακτικών στο έδαφος και στην ποικιλότητα της χλωρίδας συμβατικών και οργανικών αμπελώνων

Abstract

Soil sustainable management and soil fertility, weed species diversity and decomposition of grapevine (Vitis vinifera L.) residues were studied in organic and conventional vineyards in northern Greece, over a period of 2 years. Organic soil management practices included the addition of cattle manure and the use of tillage for weed control. Conventional soil management practices included the addition of synthetic fertilizers and the use of herbicides for weed control. Soil physical properties (aggregation, aggregate stability, clay dispersion, total porosity, water-holding capacity, air-holding capacity, bulk density), chemical properties (organic matter, total N, ΝΟ3-, Olsen P, pH, CaCO3, exchangeable cations K+, Na+, Ca++ and Mg++, Electrical Conductivity, water-soluble ions K+, Na+, Ca++, Mg++, NO3- Cl-, HCO3-, and CO32-, Cation Exchange Capacity), biological properties (microbial respiration rate) and nutrient concentrations in grapevine tissues (tissue analysis) were measured. Weed species diversity was described by Shannon index. Mass loss, total C and nutrient (total Ν, Ρ, Κ, Ca, Mg, Mn, Fe, B and Zn) release rates from grapevine residues were also evaluated. Organic vineyards had a higher soil pH and CaCO3 content, enhanced soil aggregation, macroaggregation, aggregate stability, water-holding capacity and microporosity and decreased clay dispersion ratio, while the risk of soil ΝΟ3- leaching was lower. Conventional vineyards had a higher soil organic matter and Ν, Ρ and Κ contents, decreased soil bulk density and increased soil total porosity, air-holding capacity and macroporosity. The nutritional status of grapevines was similar between the two farming systems. Shannon index was higher in organic than in conventional vineyards. Mass loss and nutrient (except for total K, Zn and B) release rates were higher in grapevine leaf residues than stem residues. In the organic farming system, mass loss and nutrient release (except for total Fe) rates were higher in leaf residues of conventional origin than in organic origin. At the organic farming system, nutrient release was synchronized with grapevine’s annual growth cycle, while at the conventional farming system, nutrients continued being released when grapevine was dormant.

Στην παρούσα εργασία, μελετήθηκε η πιθανή επίδραση του οργανικού και συμβατικού καλλιεργητικού συστήματος στην αειφορική διαχείριση και παραγωγική ικανότητα του εδάφους, στην ποικιλότητα της χλωρίδας και στην αποικοδόμηση των φυτικών υπολειμμάτων αμπελιού (Vitis vinifera L.) σε αμπελώνες. Ο πειραματισμός έγινε σε οργανικούς και συμβατικούς αμπελώνες της Β. Ελλάδας και διήρκεσε 2 έτη. Οι οργανικές καλλιεργητικές πρακτικές περιλάμβαναν την προσθήκη κοπριάς και την κατεργασία ως πρακτική ζιζανιοκτονίας, ενώ οι συμβατικές καλλιεργητικές πρακτικές την εφαρμογή ανόργανων λιπασμάτων και συνθετικών ζιζανιοκτόνων. Προσδιορίστηκαν φυσικές ιδιότητες (κατανομή μεγέθους συσσωματωμάτων, σταθερότητα συσσωματωμάτων στη διαβροχή, διασπορά αργίλου, ολικό πορώδες, υδατοχωρητικότητα, αεροχωρητικότητα και φαινομενική πυκνότητα), χημικές ιδιότητες (οργανική ουσία, ολικό Ν, ΝΟ3-, Olsen P, pH, CaCO3, ανταλλάξιμα κατιόντα K+, Na+, Ca++ και Mg++, Ειδική Ηλεκτρική Αγωγιμότητα, υδατοδιαλυτά ιόντα K+, Na+, Ca++, Mg++, NO3- Cl-, HCO3-, και CO32-, Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων) και βιολογικές ιδιότητες (ρυθμός αναπνοής της μικροβιακής βιομάζας) του εδάφους, καθώς και η περιεκτικότητα των φυτικών ιστών του αμπελιού σε θρεπτικά στοιχεία (φυλλοδιαγνωστική). Ο δείκτης ποικιλότητας χλωρίδας προσδιορίστηκε με τη συνάρτηση του Shannon. Προσδιορίστηκαν επίσης η απώλεια βάρους και οι ρυθμοί ελευθέρωσης των στοιχείων C, Ν, Ρ, Κ, Ca, Mg, Mn, Fe, B και Zn από υπολείμματα αμπελιού. Το οργανικό καλλιεργητικό σύστημα διατήρησε το εδαφικό pH υψηλό, βελτίωσε την περιεκτικότητα του εδάφους σε CaCO3, τη συσσωμάτωση, το ποσοστό των μακροσυσσωματωμάτων, τη σταθερότητα των συσσωματωμάτων στη διαβροχή, την υδατοχωρητικότητα και το ποσοστό των πόρων μεγέθους 1-30 μm, ενώ περιόρισε τη διασπορά της αργίλου και τον κίνδυνο έκπλυσης των ΝΟ3- του εδάφους. Το συμβατικό καλλιεργητικό σύστημα διατήρησε το ποσοστό της οργανικής ουσίας και τα επίπεδα του εδάφους σε Ν, Ρ και Κ υψηλά, περιόρισε τη φαινομενική πυκνότητα και βελτίωσε το ολικό πορώδες, την αεροχωρητικότητα και το ποσοστό των πόρων μεγέθους >30μm του εδάφους. Η θρέψη των πρέμνων δεν διέφερε μεταξύ των καλλιεργητικών συστημάτων. Ο δείκτης ποικιλότητας ζιζανίων Shannon ήταν υψηλότερος στο οργανικό από το συμβατικό καλλιεργητικό σύστημα. Οι ρυθμοί απώλειας βάρους και ελευθέρωσης όλων των στοιχείων (εκτός των Κ, Zn και Β) ήταν υψηλότεροι στα υπολείμματα φύλλων σε σχέση με τα υπολείμματα κληματίδων του αμπελιού. Στο οργανικό καλλιεργητικό σύστημα, οι ρυθμοί απώλειας βάρους και ελευθέρωσης όλων των στοιχείων (εκτός του Fe) ήταν υψηλότεροι στα υπολείμματα φύλλων συμβατικής προέλευσης από τα υπολείμματα φύλλων οργανικής προέλευσης. Στο οργανικό καλλιεργητικό σύστημα, η ελευθέρωση των στοιχείων ήταν συγχρονισμένη με τον ετήσιο κύκλο ανάπτυξης του αμπελιού, ενώ στο συμβατικό καλλιεργητικό σύστημα, η ελευθέρωση των στοιχείων συνεχίστηκε και στην περίοδο λήθαργου του αμπελιού.