Challenges and opportunities for increasing organic carbon in vineyard soils: perspectives of extension specialists

Abstract

Context description and research question: an increasing number of farmers are considering the impact of conservation practices on soil health to guide sustainable management of vineyards. Understanding impacts of soil management on soil organic carbon (SOC) is one lever for adoption of agroecological practice with potential to help maintain or improve soil health while building soc stocks to mitigate climate change (Amelung et al., 2020). Despite the potential of perennial cropping systems as c sinks, a major part of the world’s agricultural landscapes remains dominated by specialized practices and, although winegrowers understand how to improve soc, they face real or perceived challenges in adopting soil conservation practices. In this study, we analyzed extension specialists’ perceptions of the challenges and opportunities to maintain or increase soc in vineyard soils in two main wine producers, in France and in the united states. Our goal was to characterize current practices and better understand the challenges at the farm level (structural barriers, trade-offs, conflicts of interest, education and training) regulating adoption of practices favorable to SOC. The 4 contexts are usa-cool, usa-warm, f-cool and f-warm vineyards.
Method and theoretical background: to identify universal principles in vineyard soil management, we conducted exploratory semi-structured interviews in both warm and cool climate areas in france and in united states, to get some universal practices and challenges, not depending on climate variation. The results could then, be transposed to any other vineyard. We identified 16 extension specialists in each country; eight in cool climates and eight in warm climates. Our hypothesis was that the structure of the supply chain in each of the four regions (France/warm, France/cool, u.s./warm, u.s./cool) would impact barriers and levers for adoption. Results and discussion: we found seven soc-favorable practices already managed in france and usa, both in cool and warm climates. All extension specialists reported that cover crop, organic fertilization, tillage reduction, grazing, agroforestry, mulching and herbicide use reduction are already implemented by some winegrowers and should be further incentivized. We found details about cover crop characteristics including the surface area of cover crop, the diversification of spontaneous and sown the species in cover crop, and turning over the cover crop. Using compost or returning pruning residues to the soil were highlighted by interviewees as important practices for organic fertilization. We found economic, agronomic, educational, conflict of interest and structural challenges to practice adoption. 69% of the extension specialists mentioned the cost of the practice as the first challenge to adoption soc-favorable practice, and the potential negative impacts of yield. An agronomic challenge identified specifically was concerns over competition of cover crop with vine vigor. Education and training of winegrowers needed included knowledge to implement the practices at the field scale and systems redesign at the farm scale. Conflicts of interest included potential food safety issues associated with livestock grazing, particularly in table grape production. A first structural barrier identified included climate of the location of the vineyard for competition for water and nitrogen, which is a big issue with the actual change of the climate. A second structural barrier identified included planting density for agroforestry in protected designation vineyards and availability of organic fertilizers next to the farm. Greater emphasis on addressing the challenges to adoption of soc-favorable practices is urgently needed to inform national and regional agricultural policies in both countries.

Défis et opportunités pour l’augmentation du carbone organique dans les sols des vignobles : perspectives des conseillers viticoles

Description du contexte et question de recherche : Un nombre croissant de viticulteurs considèrent l’impact des pratiques de conservation sur la santé des sols pour guider la gestion durable des vignobles. La compréhension des impacts de la gestion des sols sur le carbone organique du sol (COS) est un levier pour l’adoption de pratiques agroécologiques susceptibles de contribuer au maintien ou à l’amélioration de la santé des sols tout en constituant des stocks de COS pour atténuer le changement climatique (Amelung et al., 2020). Malgré le potentiel des systèmes de cultures pérennes en tant que puits de carbone, une grande partie des paysages viticoles mondiaux reste dominée par des pratiques spécialisées et, bien que les viticulteurs comprennent comment améliorer le SOC, ils sont confrontés à des défis réels ou perçus dans l’adoption de pratiques de conservation des sols. Dans cette étude, nous avons analysé les perceptions des conseillers viticoles sur les défis et les opportunités de maintenir ou d’augmenter le SOC dans les sols viticoles de deux grands pays producteurs de vin, la France et les États-Unis. Notre objectif était de caractériser les pratiques actuelles et de mieux comprendre les défis au niveau de l’exploitation (barrières structurelles, compromis, conflits d’intérêts, éducation et formation) qui régulent l’adoption de pratiques favorables au COS. Les 4 cas d’étude sont les vignobles français et américain et en climat chaud et froid.
Méthode et contexte théorique : Afin d’identifier les principes universels de la gestion des sols viticoles, nous avons mené des entretiens semi-structurés dans des régions à climat chaud et froid, en France et aux Etats-Unis, afin d’obtenir des pratiques et des défis universels, non dépendants des variations climatiques. Les résultats pourraient alors être transposés à n’importe quel autre vignoble. Nous avons identifié 16 conseillers viticoles dans chaque pays, dont huit sous climat frais et huit sous climat chaud dans chaque pays. Notre hypothèse était que la structure de la chaîne d’approvisionnement dans chacune des quatre régions (France/chaud, France/froid, États-Unis/chaud, États-Unis/froid) aurait un impact sur les barrières et les leviers d’adoption.
Résultats et discussion : Nous avons trouvé sept pratiques favorables au COS déjà gérées en France et aux Etats-Unis, à la fois dans les climats frais et chauds. Tous les spécialistes de la vulgarisation ont indiqué que les cultures de couverture, la fertilisation organique, la réduction du travail du sol, le pâturage, l’agroforesterie, le paillage et la réduction de l’utilisation d’herbicides sont déjà mis en œuvre par certains viticulteurs et devraient être davantage encouragés. Nous avons trouvé des détails sur les caractéristiques des cultures de couverture, y compris la surface des cultures de couverture, la diversification des espèces spontanées et semées dans les cultures de couverture, et le retournement des cultures de couverture. L’utilisation de compost ou le retour au sol des résidus de taille ont été soulignés par les personnes interrogées comme des pratiques importantes pour la fertilisation organique. Nous avons trouvé des défis économiques, agronomiques, éducatifs, des conflits d’intérêts et des défis structurels à l’adoption des pratiques. 69% des spécialistes de la vulgarisation ont mentionné le coût de la pratique comme le premier défi à l’adoption d’une pratique favorable au COS, ainsi que les impacts négatifs potentiels sur le rendement. Un défi agronomique spécifiquement identifié était la concurrence des cultures de couverture avec la vigueur de la vigne. L’éducation et la formation des viticulteurs nécessaires comprenaient les connaissances nécessaires à la mise en œuvre des pratiques à l’échelle du champ et la reconception des systèmes à l’échelle de l’exploitation. Les conflits d’intérêts incluent les problèmes potentiels de sécurité alimentaire liés au pâturage du bétail, en particulier dans la production de raisin de table. Un premier obstacle structurel a été identifié, à savoir le climat de l’emplacement du vignoble pour la concurrence pour l’eau et l’azote, ce qui est un problème majeur avec le changement climatique actuel. Un deuxième obstacle structurel identifié est la densité de plantation pour l’agroforesterie dans les vignobles à appellation protégée et la disponibilité d’engrais organiques à proximité de l’exploitation. Il est urgent de mettre davantage l’accent sur les obstacles à l’adoption de pratiques favorables aux COS afin d’informer les politiques agricoles nationales et régionales dans les deux pays.

Retos y oportunidades para aumentar el carbono orgánico en los suelos de los viñedos: perspectivas de los especialistas en extensión.

Descripción del contexto y pregunta de investigación: Un número cada vez mayor de agricultores está considerando el impacto de las prácticas de conservación en la salud del suelo para orientar la gestión sostenible de los viñedos. Entender el impacto de la gestión del suelo sobre el carbono orgánico del suelo (COS) es una palanca para la adopción de prácticas agroecológicas con potencial para ayudar a mantener o mejorar la salud del suelo, al tiempo que se crean reservas de COS para mitigar el cambio climático (Amelung et al., 2020). A pesar del potencial de los sistemas de cultivo perennes como sumideros de C, una gran parte de los paisajes agrícolas del mundo sigue dominada por prácticas especializadas y, aunque los viticultores entienden cómo mejorar el SOC, se enfrentan a retos reales o percibidos a la hora de adoptar prácticas de conservación del suelo. En este estudio, analizamos las percepciones de los especialistas en extensión sobre los retos y las oportunidades para mantener o aumentar el SOC en los suelos de los viñedos de dos grandes productores de vino, en Francia y en Estados Unidos. Nuestro objetivo era caracterizar las prácticas actuales y comprender mejor los retos a nivel de explotación (barreras estructurales, compensaciones, conflictos de intereses, educación y formación) que regulan la adopción de prácticas favorables al SOC. Los 4 contextos son viñedos USA-cool, USA-warm, F-cool y F-warm.
Método y antecedentes teóricos: Para identificar principios universales en la gestión del suelo de los viñedos, realizamos entrevistas exploratorias semiestructuradas en zonas de clima cálido y frío de Francia y Estados Unidos, con el fin de obtener algunas prácticas y retos universales, no dependientes de la variación climática. Los resultados podrían trasladarse a cualquier otro viñedo. Identificamos 16 especialistas en extensión en cada país; ocho en climas fríos y ocho en climas cálidos. Nuestra hipótesis era que la estructura de la cadena de suministro en cada una de las cuatro regiones (Francia/clima cálido, Francia/clima frío, EE.UU./clima cálido, EE.UU./clima frío) influiría en los obstáculos y las palancas para la adopción.
Resultados y discusión: Encontramos siete prácticas favorables al SOC ya gestionadas en Francia y EE.UU., tanto en climas fríos como cálidos. Todos los especialistas en extensión informaron de que el cultivo de cobertura, la fertilización orgánica, la reducción del laboreo, el pastoreo, la agrosilvicultura, el acolchado y la reducción del uso de herbicidas ya son aplicados por algunos viticultores y deberían incentivarse más. Encontramos detalles sobre las características del cultivo de cobertura, incluida la superficie del cultivo de cobertura, la diversificación de las especies espontáneas y sembradas en el cultivo de cobertura, y el volteo del cultivo de cobertura. El uso de compost o la devolución al suelo de los restos de poda fueron destacadas por los entrevistados como prácticas importantes para la fertilización orgánica. Se encontraron retos económicos, agronómicos, educativos, de conflicto de intereses y estructurales para la adopción de prácticas. El 69% de los especialistas en extensión mencionaron el coste de la práctica como el primer reto para la adopción de la práctica favorable a la SOC, y los potenciales impactos negativos en el rendimiento. Un reto agronómico identificado específicamente fue la preocupación por la competencia del cultivo de cobertura con el vigor de la vid. La educación y la formación de los viticultores necesarias incluían conocimientos para aplicar las prácticas a escala de campo y el rediseño de los sistemas a escala de explotación. Entre los conflictos de intereses se incluyeron los posibles problemas de seguridad alimentaria asociados al pastoreo del ganado, especialmente en la producción de uva de mesa. Una primera barrera estructural identificada incluía el clima de la ubicación del viñedo para la competencia por el agua y el nitrógeno, que es un gran problema con el cambio actual del clima. Una segunda barrera estructural identificada incluía la densidad de plantación para la agrosilvicultura en los viñedos de la Denominación Protegida y la disponibilidad de fertilizantes orgánicos junto a la explotación. Es urgente hacer más hincapié en los retos que dificultan la adopción de prácticas favorables al SOC para informar las políticas agrícolas nacionales y regionales de ambos países.