Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

This study is laid out with the background of some of today’s biggest societal needs: climate change resilient agricultural systems, and food chains less reliant on fossil fuels and more irrepressible to political change. The interest for perennial incorporation into crop cycles is due to their dual use, in that they often can be harvested both for seed and straw. However, knowledge gaps concerning how perennial grasses function as pre-crops need filling before such crops can be fully utilized. Through a study design using carrot and beetroot as subsequent crops to KernzaTM (cropped for six consecutive years) comparison of pre-crop qualities with a conventional annual cereal crop cycle was made. Looking at soil parameters such as water content and organic matter content, where measurements were significantly higher for the perennial treatment with KernzaTM, pre-crop qualities seem high. However, the findings of this field study also show a significantly lower harvest weight of subsequent crops, compared with the harvest of subsequent crops following conventional cereal crops (referred to as the annual treatment). Bulk density and pH do not differ significantly between the treatments, although respiration is significantly higher in the perennial treatment. These results indicate that the soil processes following the use of perennial crops, and the effects of management such as termination timing and depth of tillage, have intricate ways of influencing subsequent crops, most likely in the establishment phase as well as harvest weight. Looking at the results of this field study, together with the literature study, it is still clear that KernzaTM needs more research focus as a pre-crop to be fully utilized in crop circles that include perennial cereals as well as annual crops for direct human consumption.

Denna studie tar sin utgångspunkt i några av dagens största samhällsbehov: jordbrukssystem som är resilienta under ett förändrat klimat och livsmedelskedjor som är mindre känsliga för politiska förändringar och mindre beroende av fossila bränslen. Intresset för att integrera perenner i växtrotationer beror på deras mångfaldiga användningsområden - de kan ofta skördas för både frö och halm. Det finns dock kunskapsluckor om hur perenna gräs, såsom KernzaTM, fungerar som förgrödor. Dessa luckor måste fyllas innan sådana grödor kan utnyttjas till fullo. Genom den här studien, där morötter och rödbetor odlas som efterföljande grödor efter KernzaTM (odlad under sex år i rad), jämfördes förgrödornas egenskaper med en konventionell växtföljd bestående av ettåriga spannmålsgrödor. Sett till jordparametrar som vattenhalt och halt av organiskt material, där mätningarna var betydligt högre för den perenna behandlingen med KernzaTM, verkar förgrödans egenskaper vara goda. Resultaten av denna fältstudie visar dock också en betydligt lägre skördevikt jämfört med de grödor som odlats efter annuella spannmålsgrödor. Bulkdensitet och pH skiljer sig inte signifikant mellan behandlingarna, men respirationen är signifikant högre i den perenna behandlingen. Dessa resultat indikerar att markprocesser efter inkorporering av perenna grödor och även effekter av skötselåtgärder (såsom tidpunkt för slutplöjning och även plöjningsdjup) har komplex påverkan på efterföljande grödor, troligen både under etableringsfasen och senare på skördevikten. Med tanke på resultaten från denna fältstudie, tillsammans med litteraturstudien, är det fortfarande tydligt att KernzaTM behöver mer forskningsfokus som förgröda för att kunna utnyttjas fullt ut i växtföljder som inkluderar perenna spannmål samt ettåriga grödor ämnade för direktkonsumtion.