بخشی از مقاله
چکیده
امروزه کشاورزی با چالش های متعددی از جمله خشکسالی و تخریب منابع خاک و آب به دلیل استفاده بی رویه از نهادهای کشاورزی مانند کودهای شیمیایی و سموم مواجه بوده، که تهدیدی جدی برای پاسخگویی به تقاضای آینده برای غذا است.خاک ورزی حفاظتی از جمله روش های پیشرفته ای است که اثرات آن بصورت تدریجی و عمدتا از طریق ایجاد تغییرات مختلف در خاک قابل مشاهده است.
این نوع خاک ورزی با حفظ بقایای گیاهی در سطح خاک باعث افزایش مواد آلی خاک شده و بطور قابل توجهی از آبشویی عناصر غذایی جلوگیری کرده و یکی از روش های مناسب تهیه بستر بذر جهت کاشت محصولات زراعی است که از مزایای آن می توان به کاهش فرسایش خاک،کاهش رواناب، حفظ ساختمان خاک، افزایش ماده آلی خاک، حفظ محیط زیست و کاهش هزینه های خاک ورزی اشاره نمود. سیستمهای بدون خاکورزی به علت افزایش پوشش بقایای گیاهی دربلندمدت باعث افزایش موادآلی خاک، افزایش رطوبت خاک وکاهش جرم مخصوص ظاهری خاک در اعماق پایین خاک می گردند. این نوع خاک ورزی با توجه به حفاظت از خاک و کاهش هزینه ها وتولید با ثبات محصولات زراعی ، گامی برای رسیدن به کشاورزی پایدار است .
.1 مقدمه :
خاک ورزی حفاظتی به روشی از خاکورزی گفته می شود که در آن ضمن به حداقل ر سیدن به هم خوردگی خاک، بعد از کا شت بذر پو شش حداقل 30 در صد از سطح خاک با بقایای گیاهی محصول قبل، حفظ شود .در خاکورزی حفاظتی معیار حفظ مقدار بقایای گیاهی در مزرعه، میزان پوشش سطح خاک می باشد نه وزن یا مقدار بقایا .به عبارت دیگر در خاکورزی حفاظتی علاوه بر مقدار بقایای گیاهی، نحوه توزیع آن در سطح مزرعه نیز از اهمیت فوق العادهای برخوردار است.
[1] خاکورزی حفاظتی تنها یک مفهوم نیست، بلکه مجموعهای از یک سری عملیات زراعی است کهمشخصاً برای حفاظت منابع آب و خاک، تأمین درآمد اقتصادی کشاورز، کاهش تخریب خاک و محیط زیست و حفظ منابع پایه ابداع و طرحریزی شده است.کشاورزی پایدار نیز، الگویی از تولید محصول کشاورزی است که حداقل سه مفهوم اساسی را در برداشته باشد اول،از نظر تولید، نظامی با ثبات و با حداقل خسارت به محیط زراعی و طبیعی باشد.دوم،به لحاظ اقتصادی،سود معقولی را برای تولید کننده فراهم نماید و سوم ، به لحاظ فرهنگی،قابل پذیرش و سازگار با فرهنگ و دانش بومی منطقه باشد.[14] با توجه به تعاریف ارائه شده برای کشاورزی پایدار و خاک ورزی حفاظتی می توان خاک ورزی حفاظتی را راهکار عملی برای رسیدن به کشاورزی پایدار دانست.
امروزه کشاورزی با چالش های متعددی از جمله خشکسالی و تخریب منابع خاک و آب به دلیل کشاورزی فشرده مواجه بوده، که تهدیدی جدی برای پاسخگویی به تقاضای آینده برای غذا است. سیستمهای خاکورزی متداول با توجه نوع بافت خاک منجر به توسعه سخت لایه شخم درعمق20 -30 سانتیمتر می شود درحالیکه درسیستمهای بدون خاک ورزی به علت افزایش پوشش بقایای گیاهی، دربلندمدت منجر به افزایش موادآلی خاک،افزایش رطوبت خاک وکاهش جرم مخصوص ظاهری خاک دراعماق پایین خاک می گردد.
تحقیقات محققین نشان داده است که فشردگی خاک میتوانداثرمنفی بررشدگیاه،آب ذخیره شده درخاک،کارایی استفاده آب توسط گیاه، ویژگیهای رشد ونموگیاه،توسعه وتوزیع ریشه درخاک،جذب موادغذایی توسط ریشه وعملکرد گیاه داشته باشد.فشردگی خاک درزمینهای کشاورزی عمدتا به وسیله عبورماشین آلات سنگین درطی عملیات خاکورزی،کاشت،کوددهی ودرنهایت برداشت ایجادمی شود.[11]
کنترل ترافیک زراعی یکی ازعوامل موثردرکاهش فشردگی خاک می باشد، زیرا پوشش خاک وکاهش خاکورزی ازمکانیزمهای موثرجهت کنترل فرسایش خاک و رواناب شناخته شده اند.شخم و بطورکلی خاکورزی فوایدی مانندتهیه بستر مناسب بذر برای جوانه زنی ورشدگیاه، مبارزه باعلفهای هرز،افزایش نفوذسنجی آب درخاک وتسریع فرایندهای تجزیه به دلیل مداخله فیزیکی ومخلوط کردن خاک وقراردادن خاکدانه هادرمعرض هوای آزاد دارد..[11] کشاورزی حفاظتی،به مجموعه ای از تکنیکها شامل نگهداری بقایای گیاهی درسطح خاک،تناوب زراعی،کاربردکودسبز،کنترل عبورومرور وسایل و ماشینهای کشاورزی و استفاده از بسترها یا پشته های عریض گفته می شود.
وقتی ترکیبی از این تکنیکها به کار برده می شود صرفه جویی در وقت و انرژی وتقویت منابع آب وخاک را سبب می گردد.انتظار می رود عملیات کشاورزی حفاظتی منجر به مزایایی شامل افزایش موادآلی خاک،کاهش فرسایش در اراضی دیم، نگهداری بیشتررطوبت خاک،کاهش علفهای هرز،کاهش تردد ماشین آلات،کاهش مصرف سوخت،احیاءاراضی کم بازده وتعدیل دمای خاک درمزرعه گردد .کشاورزی حفاظتی با گذاشتن میزان مناسبی از بقایای گیاهی روی سطح خاک ، رعایت تناوب زراعی مناسب ، الگوی کشت اقتصادی بر تولید پایدارمحصولات کشاورزی توأم باسودمندی تاکید دارد.
.2 انواع خاک ورزی حفاظتی
خاک ورزی حفاظتی شامل سیستم بدون شخم یا بی خاک ورزی، حداقل خاک ورزی ، خاک ورزی کاهشی و خاک ورزی پشته ای است. در روش بی خاکورزی، خاک از زمان برداشت محصول قبلی تا کاشت محصول بعدی، دست نخورده باقی می ماند مگر جهت قراردادن بذر و کود در داخل خا ک. در روش حداقل خاک ورزی در این روش خاک ورزی، جهت تهیه بستر بذر از حداقل عمیات خا کورزی استفاده می شو د .در این سیستم خاکورزی به منظور کاهش انرژی مصرفی، حفظ ساختمان خاک و رطوبت خاک تعداد عملیات و یا شدت انجام عملیات کاهش می یابد .در این روش پس از کاشت، 15 تا 30 درصد سطح خاک با بقایای گیاهی پوشیده می شو د.
در این روش خاک ورزیمعمولاً تعداد و شدت عملیات خا کورزی نسبت به خاک ورزی مرسوم کاهش و بقایای گیاهی با خاک مخلوط می گرددمعمولاً. جهت کنترل علفهای هرز از علفکشها در مراحل رشد محصول استفاده می شود. در این روش خاک ورزی، خاک از زمان برداشت محصول تا زمان کاشت گیاه بعدی، به جز برای اضافه نمودن عناصر غذایی دست نخورده باقی می ماند. تهیه بستر بذر در زمان کاشت و با استفاده از انواع پنجه غازی، شیار بازکن ، کولتیواتور و یا ردیف ساز انجام می گردد.[4]
.3 مزایا و معایب استفاده از خاک ورزی حفاظتی
از مزایای خاک ورزی حفاظتی می توان به افزایش میزان نفوذپذیری خاک، کاهش رواناب، کاهش زمان لازم برای اتمام عملیات تهیه زمین و کاشت ، کاهش مصرف سوخت،کاهش فشردگی خاک،افزایش مواد آلی خاک، کاهش تبخیر از سطح خاک و افزایش عملکرد محصول در مناطق دیم اشاره نمود. خاک ورزی حفاظتی شدت نفوذآب درخاک را به طورمتوسط از 3/33 به 4/12 سانتیمتردرساعت به میزان %25 افزایش می دهد.[13] این نوع خاک ورزی ضمن افزایش نفوذپذیری آب ، باعث کاهش رواناب انتهایی در حدود %36 می شود که مزیت قابل توجه این روش می باشد. ازطرفی کشاورزی حفاظتی به طور متوسط نفوذعمقی آب به زیرمنطقه توسعه ریشه را حدود 54 درصدافزایش می دهد.[2]
زمان لازم برای اتمام عملیات تهیه زمین و کاشت در خاکورزی حفاظتی به میزان 61/8 درصد درمقایسه با روش خاکورزی مرسوم کاهش می یابد.[5] استفاده از شخم حفاظتی مصرف سوخت از 12,4 تا 25,3 لیتر در هکتار کاهش می دهد در نتیجه نیاز به انرژی برای 23,6 تا 42,8 درصد نسبت به روش کشت معمولی کاهش می یابد.[19] تحقیقات نشان داد که باقی ماندن بقایای گیاهی زراعی در سطح خاک و وجود ریشه های انبوه سطحی گیاهان زراعی در خاک به میزان دو سوم در مقایسه با زمین بدون پوشش و عاری از مواد یاد شده، فشردگی خاک را کاهش می دهد.[22]
بررسی روش های مختلف خاک ورزی نشان داده است که در سیستمهای بدون خاک ورزی و خاک ورزی حداقل میزان مواد آلی خاک نسبت به خاک ورزی مرسوم افزایش داشته است.[18] بازگشت مواد آلی به خاکها می تواند باعث برطرف کردن عدم تعادل مواد غذایی در خاکها گردد .تعادل مواد غذایی در خاک از استفاده بی رویه از کودهای شیمیایی جلوگیری کرده و باعث کاهش خطرات آلودگی خاک و آب شده و در نتیجه باعث افزایش سلامت و کیفیت محصولات زراعی را در پی خواهد داشت. [20]
بدلیل وجود بقایا در سطح خاک ، تبخیر آب کاهش می یابد.[7] حفظ بقایای محصول قبلی و برگردانی کمتر بقایا موجب ایجاد پوشش در سطح خاک و جلوگیری از تبخیر سطحی و حفظ رطوبت خاک می شود.[9]میزان ذخیره رطوبت در سیستم بدون خاکورزی بیشتر از خاکورزی مرسوم می باشد که به خاطر داشتن منافذ ماکرو و کاهش سطح جریان آب در سطح خاک به دلیل وجود بقایای گیاهی و مالچ می باشد.[12]بدون هیچگونه عملیات خاک ورزی، افزایش مالچ برروی خاک موجب افزایش آب در دسترس به میزان 18 تا 35 درصد می شود.[16]
انجام عملیات خاک ورزی حفاظتی باعث افزایش عملکرد محصول در مناطق دیم می شود . انجام این روش باعث افزایش افزایش عملکرد دانه گندم و نخود در شرایط دیم شده است.[17]بررسی تأثیر روشهای خاکورزی برخصوصیات فیزیکی خاک وعملکرد و اجزای عملکردگندم دیم نشان داده است که،عملکرد دانه درکشت با گاوآهن قلمی به دلیل افزایش رطوبت خاک و بهبود خواص فیزیکی خاک در مقایسه با سایر روشهای خاکورزی - شخم باگاوآهن برگردان دار - دارای بیشترین مقدار می باشد.
[14] در مطالعه ای تأثیر روشهای خاکورزی و مقادیر بقایای ذرت بررشد،عملکرد واجزای عملکردگندم بررسی گردید و نشان داد که حداکثرعملکرد دانه در تیمارخاک ورزی کاهش یافته به دست می آید که دلیل آن افزایش درصدکربن آلی ونیتروژن خاک درتیمارخاک ورزی کاهش ذکرشدکه با افزایش مقادیر بقایا ، افزایش یافت. در مطالعه دیگری تاثیر خاک ورزی حفاظتی بر میزان پروتئین دانه گندم بهاره مثبت گزارش شده است.[23]
