Intercropping of winter crops with perennial summer grasses in central Spain

Abstract

The intercropping of summer-growing perennial grasses with winter crops or "Pasture cropping" is a no-tillage technique that might adapt to the climatic conditions of the central region of Spain. This system would allow growing annual crops into perennial grasses when these become inactive to increase the overall productivity of the system (grass and/or grain) while improving several environmental features. The effects of such system on the establishment and production of winter crops, the behaviour of the perennial grasses, the development of weed populations and the levels of inorganic soil nitrogen were analyzed in order to determine its feasibility. Three cropping systems (Conventional cropping, pasture cropping with Cynodon dactylon and pasture cropping with Eragrostis curvula) were assessed over two winter crops (Barley and Vetch) during two years. There were no differences in the establishment of winter crops in any management assessed. In spite of this, pasture cropping reduced winter crops yields up to 50-60% in years with low rainfall in spring. Regarding weed control, pasture cropping showed a significant suppression on total weed density and biomass when rainfall was no limited. The growth of perennial grasses was limited by the severe drought conditions and high temperatures present during the summer in some of the study years. As a result, their summer dry biomass production was highly variable ranging from zero to approximately 6 Tons/ha. Pasture cropping management recorded a reduction in inorganic N content that ranged from 37% to 64% compared to conventional management, regardless of the perennial species used. In conclusion, the pasture cropping technique would not adapt to the environmental conditions of central Spain. Future work should be directed at investigating the effects of managing irrigation to avoid or reduce yield losses for competition between crop and pasture and the use of legume as a perennial crop instead a tropical grass.

El intercultivo de pastos perennes de verano con cultivos anuales de invierno o "Pasture Cropping", es una técnica de no laboreo que podría adaptarse a las condiciones climáticas de la región centro de España. Este sistema de producción permitiría la siembra de cultivos anuales sobre pasturas perennes cuando éstas últimas se vuelven inactivas, permitiendo incrementar la productividad global (forraje y/o grano) a la vez que se mejoran varios aspectos ambientales. Los efectos de este sistema en el establecimiento y la producción de cultivos de invierno, el comportamiento de las gramíneas perennes, el desarrollo de las poblaciones de malezas y los niveles de nitrógeno inorgánico del suelo fueron considerados para determinar la viabilidad del mismo. Se evaluaron tres sistemas de cultivo (Cultivo convencional, "Pasture Cropping" con Cynodon dactylon y "Pasture Cropping" con Eragrostis curvula) en dos cultivos de invierno (Cebada y Veza) durante dos años. No hubo diferencias en el establecimiento de los cultivos de invierno en ninguno de los manejos evaluados. A pesar de ello, el intercultivo de pastos redujo los rendimientos de los cultivos de invierno hasta un 50-60% en años con bajas precipitaciones en primavera. En cuanto al control de las malas hierbas, el sistema de “Pasture cropping” mostró una supresión significativa en la densidad total de malas hierbas y su biomasa cuando las precipitaciones no fueron limitantes. El crecimiento de los pastos perennes se vio restringido por las severas condiciones de sequía y las altas temperaturas presentes durante el verano en algunos de los años de estudio. Como resultado, su producción de materia seca en verano fue muy variable (desde cero hasta aproximadamente 6 Toneladas/ha). El intercultivo de pastos registró una reducción del contenido de N inorgánico que osciló entre el 37% y el 64% en comparación con el manejo convencional, independientemente de las especies perennes utilizadas. En conclusión, el sistema de "Pasture Cropping" no se adaptaría a las condiciones ambientales del centro de España. Futuros trabajos deberían dirigirse a investigar los efectos del riego deficitario para evitar o reducir las pérdidas de rendimiento por la competencia entre el cultivo y los pastos, como también al uso de legumbres como cultivo perenne en lugar de gramíneas tropicales.