Freezing cover crops (phacelia, buckwheat, sunflower) (Michael Strauch)

Freezing winter cover crops (Allemagne)

Abfrierende Zwischenfrüchte

Description

Freezing winter cover crops are planted to cover the soil rather than for the purpose of being harvested. They improve soil structure, diversify cropping systems, suppress weeds and pests, and prevent nutrient loss.

In general, cover crops are divided into summer and winter cover crops. They can be used as fodder or as a biogas substrate. However, when left in the field, cover crops support the formation of humus and serve as a source of nutrients for the following crop. Winter cover crops can be divided into winter-hardy and freeze-killed (freezing) cover crops. Choosing the appropriate cover crop depends on its purpose and its position in the crop rotation. Cover crops from the brassica/cruciferous family should be avoided in rotations with oilseed rape (because of increased risk of pests such as clubroot, Sclerotinia or Verticillium), while buckwheat and phacelia are difficult to control in crop rotations with sugar beet. Crops that are used as main crops in a given crop rotation should not be used as cover crops.
Compared to pure stands, mixed stands have the advantage of higher biomass production, rooting density, biodiversity, weed suppression and nutrient availability for the following main crop. Mixed seeds should include at least five types of plant species, including shallow- and deep-rooted species, varieties of freezing and hardy crops that will last over the winter, mycorrhizal species (e.g. phacelia, sunflower) and ruderal species (e.g. legumes, brassica), as well as high growing and soil shading species. Alternatively, monocrops of yellow mustard or oil radish can be grown. However, in this case, ecological benefits are not as high as with mixed stands (LfULG, 2010).
Where appropriate, winter cover crops should be established through direct sowing or mulch sowing. They should be sown immediately after the main crop is harvested (to make maximum use of the remaining growing season and soil moisture). However, delayed sowing (10-14 days) after harvest and stubble cultivation can be beneficial to permit the suppression of weeds and volunteer grain seedlings. Seeding density should be high enough to ensure weed suppression and sufficient biomass development, but not too high, as seed is the main cost of this technology.
To maximize benefits of cover crops, seedbed preparation for the following main crop should be done as late as possible, to avoid mineralization and leaching of nutrients - ideally in combination with the first tillage, for example with the application and incorporation of farm manure at the end of February.
In this documentation we focus on freezing winter cover crops (a mixture of phacelia, buckwheat and sunflower) sown in August/September before the following spring crop (maize). The cover crop is left in the field as ground cover for the winter. It freezes during this period. In spring, the remaining crop residues are worked into the soil by deep tillage. The farmer in our example doesn’t apply this management practice for short-term economic reasons or to fulfill cross-compliance requirements - but rather for the beneficial impact on soil structure, such as reduced bulk density.

Lieu

Lieu: Kodersdorf, Saxony, Allemagne

Nbr de sites de la Technologie analysés: 2-10 sites

Géo-référence des sites sélectionnés
  • 14.85748, 51.22362
  • 14.78104, 51.22869

Diffusion de la Technologie: répartie uniformément sur une zone (approx. 0,1-1 km2)

Dans des zones protégées en permanence ?: Non

Date de mise en oeuvre: 2017; il y a moins de 10 ans (récemment)

Type d'introduction
Overview of field and cover crop (Felix Witing)
In the foreground fennel as freezing cover crop. (Felix Witing)

Classification de la Technologie

Principal objectif
  • améliorer la production
  • réduire, prévenir, restaurer les terres dégradées
  • préserver l'écosystème
  • protéger un bassin versant/ des zones situées en aval - en combinaison avec d'autres technologies
  • conserver/ améliorer la biodiversité
  • réduire les risques de catastrophes
  • s'adapter au changement et aux extrêmes climatiques et à leurs impacts
  • atténuer le changement climatique et ses impacts
  • créer un impact économique positif
  • créer un impact social positif
L'utilisation des terres
Les divers types d'utilisation des terres au sein du même unité de terrain: Non

  • Terres cultivées
    • Cultures annuelles: céréales - orge, céréales - maïs, céréales - seigle, céréales - blé d'hiver, cultures fourragères - graminées
    Nombre de période de croissance par an: : 1
    Est-ce que les cultures intercalaires sont pratiquées? Non
    Est-ce que la rotation des cultures est appliquée? Oui

Approvisionnement en eau
  • pluvial
  • mixte: pluvial-irrigué
  • pleine irrigation

But relatif à la dégradation des terres
  • prévenir la dégradation des terres
  • réduire la dégradation des terres
  • restaurer/ réhabiliter des terres sévèrement dégradées
  • s'adapter à la dégradation des terres
  • non applicable
Dégradation des terres traité
  • érosion hydrique des sols - Wt: perte de la couche superficielle des sols (couche arable)/ érosion de surface, Wg: ravinement/ érosion en ravines
  • érosion éolienne des sols - Et: perte de la couche superficielle des sols (couche arable), Ed: déflation et déposition
  • dégradation chimique des sols - Cn: baisse de la fertilité des sols et réduction du niveau de matière organique (non causée par l’érosion)
  • dégradation physique des sols - Pc: compaction, Pk: scellage et encroûtement , Ps: affaissement des sols organiques, tassement des sols
  • dégradation biologique - Bc: réduction de la couverture végétale, Bh: perte d’habitats, Bq: baisse de la quantité/ biomasse, Bs: baisse de la qualité et de la composition/ diversité des espèces, Bl: perte de la vie des sols, Bp: augmentation des insectes nuisibles (ravageurs)/ maladies, baisse des prédateurs
  • dégradation hydrique - Hs: changement de la quantité d’eau de surface
Groupe de GDT
  • système de rotation (rotation des cultures, jachères, agriculture itinérante)
  • Amélioration de la couverture végétale/ du sol
  • gestion intégrée de la fertilité des sols
Mesures de GDT
  • pratiques agronomiques - A1: Couverture végétale/ du sol, A2: Matière organique/ fertilité du sol , A6: Gestion des résidus des cultures (A 6.5: Résidus retenus)

Dessin technique

Spécifications techniques
None
Author: Verband der Landwirtschaftskammern 2012 (translated from German into English by Michael Strauch)

Mise en œuvre et entretien : activités, intrants et coûts

Calcul des intrants et des coûts
  • Les coûts sont calculés : par superficie de la Technologie (taille et unité de surface : 1 ha)
  • Monnaie utilisée pour le calcul des coûts :
  • Taux de change (en dollars américains - USD) : 1 USD = 0.91 €
  • Coût salarial moyen de la main-d'oeuvre par jour : 18.70€ per hour
Facteurs les plus importants affectant les coûts
Seeds are the most relevant cost of this technology.
Activités de mise en place/ d'établissement
n.a.
Activités récurrentes d'entretien
  1. tillage (Calendrier/ fréquence: autumn, after harvest of preceding crop)
  2. sowing (Calendrier/ fréquence: autumn, right after/ a few days after tillage)
  3. mulching/seedbed preparation for the main crop (Calendrier/ fréquence: spring, before main crop of the year is planted)
Intrants et coûts de l'entretien (per 1 ha)
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (€) Coût total par intrant (€) % des coût supporté par les exploitants des terres
Matériel végétal
seeds ha 1,0 65,4 65,4
Autre
sowing costs (incl. labour, machinery, diesel) ha 1,0 68,4 68,4
Coût total d'entretien de la Technologie 133.8
Coût total d'entretien de la Technologie en dollars américains (USD) 147.03

Environnement naturel

Précipitations annuelles
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1000 mm
  • 1001-1500 mm
  • 1501-2000 mm
  • 2001-3000 mm
  • 3001-4000 mm
  • > 4000 mm
Zones agro-climatiques
  • humide
  • subhumide
  • semi-aride
  • aride
Spécifications sur le climat
Précipitations moyennes annuelles en mm : 775.0
Nom de la station météorologique : https://whh-kliwes.de/mapview
LGP: 209 (https://www.umwelt.sachsen.de/dauer-der-vegetationsperiode-30631.html)
Pentes moyennes
  • plat (0-2 %)
  • faible (3-5%)
  • modéré (6-10%)
  • onduleux (11-15%)
  • vallonné (16-30%)
  • raide (31-60%)
  • très raide (>60%)
Reliefs
  • plateaux/ plaines
  • crêtes
  • flancs/ pentes de montagne
  • flancs/ pentes de colline
  • piémonts/ glacis (bas de pente)
  • fonds de vallée/bas-fonds
Zones altitudinales
  • 0-100 m
  • 101-500 m
  • 501-1000 m
  • 1001-1500 m
  • 1501-2000 m
  • 2001-2500 m
  • 2501-3000 m
  • 3001-4000 m
  • > 4000 m
La Technologie est appliquée dans
  • situations convexes
  • situations concaves
  • non pertinent
Profondeurs moyennes du sol
  • très superficiel (0-20 cm)
  • superficiel (21-50 cm)
  • modérément profond (51-80 cm)
  • profond (81-120 cm)
  • très profond (>120 cm)
Textures du sol (de la couche arable)
  • grossier/ léger (sablonneux)
  • moyen (limoneux)
  • fin/ lourd (argile)
Textures du sol (> 20 cm sous la surface)
  • grossier/ léger (sablonneux)
  • moyen (limoneux)
  • fin/ lourd (argile)
Matière organique de la couche arable
  • abondant (>3%)
  • moyen (1-3%)
  • faible (<1%)
Profondeur estimée de l’eau dans le sol
  • en surface
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Disponibilité de l’eau de surface
  • excès
  • bonne
  • moyenne
  • faible/ absente
Qualité de l’eau (non traitée)
  • eau potable
  • faiblement potable (traitement nécessaire)
  • uniquement pour usage agricole (irrigation)
  • eau inutilisable
La qualité de l'eau fait référence à: eaux de surface
La salinité de l'eau est-elle un problème ?
  • Oui
  • Non

Présence d'inondations
  • Oui
  • Non
Diversité des espèces
  • élevé
  • moyenne
  • faible
Diversité des habitats
  • élevé
  • moyenne
  • faible

Caractéristiques des exploitants des terres appliquant la Technologie

Orientation du système de production
  • subsistance (auto-approvisionnement)
  • exploitation mixte (de subsistance/ commerciale)
  • commercial/ de marché
Revenus hors exploitation
  • moins de 10% de tous les revenus
  • 10-50% de tous les revenus
  • > 50% de tous les revenus
Niveau relatif de richesse
  • très pauvre
  • pauvre
  • moyen
  • riche
  • très riche
Niveau de mécanisation
  • travail manuel
  • traction animale
  • mécanisé/ motorisé
Sédentaire ou nomade
  • Sédentaire
  • Semi-nomade
  • Nomade
Individus ou groupes
  • individu/ ménage
  • groupe/ communauté
  • coopérative
  • employé (entreprise, gouvernement)
Genre
  • femmes
  • hommes
Âge
  • enfants
  • jeunes
  • personnes d'âge moyen
  • personnes âgées
Superficie utilisée par ménage
  • < 0,5 ha
  • 0,5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1 000 ha
  • 1 000-10 000 ha
  • > 10 000 ha
Échelle
  • petite dimension
  • moyenne dimension
  • grande dimension
Propriété foncière
  • état
  • entreprise
  • communauté/ village
  • groupe
  • individu, sans titre de propriété
  • individu, avec titre de propriété
Droits d’utilisation des terres
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
Droits d’utilisation de l’eau
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
Accès aux services et aux infrastructures
santé

pauvre
bonne
éducation

pauvre
bonne
assistance technique

pauvre
bonne
emploi (par ex. hors exploitation)

pauvre
bonne
marchés

pauvre
bonne
énergie

pauvre
bonne
routes et transports

pauvre
bonne
eau potable et assainissement

pauvre
bonne
services financiers

pauvre
bonne

Impact

Impacts socio-économiques
Production agricole
en baisse
en augmentation

qualité des cultures
en baisse
en augmentation

risque d'échec de la production
en augmentation
en baisse

dépenses pour les intrants agricoles
en augmentation
en baisse

revenus agricoles
en baisse
en augmentation

diversité des sources de revenus
en baisse
en augmentation

charge de travail
en augmentation
en baisse

Impacts socioculturels
Impacts écologiques
ruissellement de surface
en augmentation
en baisse

humidité du sol
en baisse
en augmentation


reffering to soils in winter

couverture du sol
réduit
amélioré

perte en sol
en augmentation
en baisse

compaction du sol
en augmentation
réduit

matière organique du sol/ au dessous du sol C
en baisse
en augmentation

espèces étrangères envahissantes
en augmentation
réduit

diversité des habitats
en baisse
en augmentation


wildlife observed by farmer

contrôle des animaux nuisibles/ maladies
en baisse
en augmentation


natural pest disease-> increased diversity in crop rotation

impacts de la sécheresse
en augmentation
en baisse

Impacts hors site
inondations en aval (indésirables)
en augmentation
réduit


Due to reduced surface runoff.

pollution des rivières/ nappes phréatiques
en augmentation
réduit

sédiments (indésirables) transportés par le vent
en augmentation
réduit


Due to improved soil cover.

Analyse coûts-bénéfices

Bénéfices par rapport aux coûts de mise en place
Bénéfices par rapport aux coûts d'entretien
Rentabilité à court terme
très négative
très positive

Rentabilité à long terme
très négative
très positive

No implementation costs, only maintenance costs.

Changement climatique

Changements climatiques progressifs
changing weather conditions augmente

pas bien du tout
très bien
Extrêmes climatiques (catastrophes)
canicule

pas bien du tout
très bien
sécheresse

pas bien du tout
très bien

Adoption et adaptation de la Technologie

Pourcentage d'exploitants des terres ayant adopté la Technologie dans la région
  • cas isolés/ expérimentaux
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Parmi tous ceux qui ont adopté la Technologie, combien d'entre eux l'ont fait spontanément, à savoir sans recevoir aucune incitation matérielle ou aucun paiement ?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
Nombre de ménages et/ou superficie couverte
72.7 ha
La Technologie a-t-elle été récemment modifiée pour s'adapter à l'évolution des conditions ?
  • Oui
  • Non
A quel changement ?
  • changements/ extrêmes climatiques
  • évolution des marchés
  • la disponibilité de la main-d'œuvre (par ex., en raison de migrations)

Conclusions et enseignements tirés

Points forts: point de vue de l'exploitant des terres
  • Improvement of the soil structure.
  • Diversification of the cropping system.
Points forts: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clé
  • Reduction of wind and water erosion.
  • Mitigate the loss of soluble nutrients.
  • Suppress weeds and pests.
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue de l'exploitant des terrescomment surmonter
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clécomment surmonter
  • Potential lack of soil moisture in spring because of water use of the cover crops in autumn/winter.
  • Lack of nutrients because of nutrient uptake by plants in winter. This weakness only applies to cover crops that are harvested and not to those that are left on the field and incorporated into soil.

Références

Compilateur
  • Michael Strauch
Editors
  • Felix Witing
  • Mona Pauer
Examinateur
  • William Critchley
  • Rima Mekdaschi Studer
Date de mise en oeuvre: 22 juin 2021
Dernière mise à jour: 10 août 2023
Personnes-ressources
Description complète dans la base de données WOCAT
Données de GDT correspondantes
La documentation a été facilitée par
Institution Projet
Références clés
  • Verband der Landwirtschaftskammern 2012: Zwischenfrüchte für Futternutzung und Gründüngung: https://www.landwirtschaftskammer.de/riswick/pdf/fb-zwischenfruechte-2012.pdf
Liens vers des informations pertinentes disponibles en ligne
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