بخشی از مقاله
چکیده
اکثر تلاشهاي انجام شده براي بهبود کشاورزي در دهه هاي اخیر، بر پایه دستورزي هاي پتانسیل ژنتیکی گیاهان زراعی استوار بوده و به بهبود عملیات زراعی و سیستم هاي تولید، توجه کمتري شده است. در واقع، عملکرد از طریق اصلاح ارقام و افزایش مصرف انرژي و نهاده ها شامل کودها و سموم شیمیایی و مصرف بیشتر آب افزایش یافته است. هر چند در دو دهه گذشته، به دلیل افزایش هزینه هاي اقتصادي و زیست محیطی، روند استفاده از این استراتژي که بیش از حد به نهاده هاي ورودي وابسته است، رو به کاهش است.
سیستم مدیریت فشرده کشت برنج - SRI - 1 که در حدود 30 سال قبل در ماداگاسکار توسعه یافته است، یک روش شناسی اگرواکولوژیک براي افزایش بهره وري در اکوسیستم هاي فاریاب برنج، از طریق بهبود مدیریت گیاه، خاك، آب و عناصر غذایی با هدف افزایش بهره وري زمین، نیروي انسانی و سرمایه در تولید برنج می باشد. در این روش نهاده هاي تولید از جمله بذر، کودهاي شیمیایی، آب و سوخت مورد نیاز براي پمپاژ آب کاهش می یابند در حالی که عملکرد افزایش می یابد.
افزایش عملکرد محصول برنج تحت سیستم مدیریت فشرده کشت، حاصل بهبود تعداد زیادي از خصوصیات و فاکتورهاي مرتبط با افزایش عملکرد و کیفیت محصول است که بطور خلاصه در قالب یافته هاي زراعی، فیزیولوژیکی، بیولوژیکی و اقتصادي-زیست محیطی مطرح می گردد. براي توسعه و بومی سازي نتایج تحقیقات دانشمندان و فعالیت کشاورزان در اجراي روش SRI، توجه به مشارکت جمعی و تبادل اطلاعات بر فعالیتهاي خاص و فردي ارجحیت دارد. این مقاله مروري است بر تحقیقات علمی انجام شده در مورد نتایج استفاده از متدولوژي SRI در سراسر جهان، از آسیا، آفریقا و آمریکاي لاتین.
مقدمه
به منظور افزایش عملکرد گیاهان زراعی در واحد سطح، الگوهاي متفاوتی اجرا گردید بطوري که اکثر تلاشهاي انجام شده براي بهبود کشاورزي در دهه هاي اخیر، بر پایه دستورزي هاي پتانسیل ژنتیکی گیاهان زراعی استوار بوده و به بهبود عملیات زراعی و سیستم هاي تولید، توجه کمتري شده است. البته رهیافت اصلاح ژنتیکی گیاهان نقش قابل توجهی در تولید غذا و رفع گرسنگی در سراسر جهان داشته و به انقلاب سبز شهرت یافت.
در دهه 1960 الگوي "انقلاب سبز" موج نوینی در عرصه تولید محصولات زراعی ایجاد نمود که اساس آنرا اصلاح و معرفی ارقام پرمحصول از طریق تکنیک هاي دورگ گیري و استفاده بیشتر از کودها و سموم شیمیائی تشکیل میداد . - uphoff, 2006 - در واقع، عملکرد از طریق اصلاح ارقام و افزایش مصرف انرژي و نهاده ها شامل کودها و سموم شیمیایی و مصرف بیشتر آب افزایش یافته است. هر چند در دو دهه گذشته، به دلیل افزایش هزینه هاي اقتصادي و زیست محیطی، روند استفاده از این استراتژي که بیش از حد به نهاده هاي ورودي وابسته است، رو به کاهش است. بر این اساس، سوالی که در اینجا قابل طرح می باشد این است که براي بهینه سازي محیط رشد گیاهان زراعی و اعمال تغییرات چه کاري می توان انجام داد.
گیاه برنج به عنوان یکی از غلات مهم و منابع اصلی غذا در بسیاري از کشورهاي دنیا خصوصا قاره پهناور آسیا، سالهاي متمادي است که دستخوش تغییرات ژنتیکی و به نژادي جهت افزایش عملکرد، کیفیت و مقاومت شده است . بطوري که تولید بذور اصلاح شده پرمحصول با ریخته ارثی جدید همواره مد نظر بوده و متاسفانه دیدگاههاي مدیریت مزرعه بر پایه دانش اکوفیزیولوژي گیاه برنج به دست فراموشی سپرده شده است .
با وجود در اختیار داشتن بذور پرمحصول برنج، کشت و کار گیاه برنج و تولید این محصول با هدف افزایش عملکرد در اکثر مناطق شالیزاري کشور ما ایران از مشکلات و معضلات زیادي در نوع نگاه و مدیریت کشت برخوردار است. متخصصین زراعت و علم مدیریت مزرعه رهیافت جدیدي را در مسیر افزایش تولید و عملکرد گیاهان زراعی معرفی نمودند. این رهیافت، استفاده از الگوهاي مدیریت تلفیقی1 در تولید و افزایش عملکرد گیاهان زراعی است. بطوري که امروزه در دنیا، علم مدیریت مزرعه و شناخت توام فاکتورهاي اکولوژیکی و فیزیولوژیکی موثر بر رشد محصولات زراعی همراه با درکی درست از پتانسیل واقعی و توان تولید در گیاهان زراعی، با ملحوظ نگهداشتن حفظ محیط زیست و کشاورزي پایدار، توجه دانشمندان و کشاورزان زیادي را در سراسر جهان به خود جلب کرده است . - Uphoff, 2005 -
افزایش تولید برنج در قالب سیستم مدیریت فشرده کشت - SRI - ، که در حدود 30 سال قبل براي اولین بار توسط یک کشیش و مروج فرانسوي بنام هنري د لاولانی2 در سال 1983 در ماداگاسکار توسعه یافته است، یک روش شناسی اگرواکولوژیک براي افزایش بهره وري در اکوسیستم هاي فاریاب برنج، از طریق بهبود مدیریت گیاه، خاك، آب و عناصر غذایی با هدف افزایش بهره وري زمین، نیروي انسانی و سرمایه در تولید برنج می باشد. در این روش نهاده هاي تولید از جمله بذر، کودهاي شیمیایی، آب و سوخت مورد نیاز براي پمپاژ آب کاهش می یابند در حالی که عملکرد افزایش می یابد. این سیستم افزایش تولید برنج در حال حاضر به صدها کشاورز در سراسر جهانخصوصاً - کشورهاي آسیاي جنوب شرقی - کمک کرده است تا عملکرد مزرعه خود را حتی تا دو برابر افزایش دهند.
اصول و قواعد سیستم مدیریت فشرده کشت برنج
روش SRI با یک فلسفه اولیه آغاز میشود و آن این است که گیاه برنج یک موجود زنده است که ظرفیت رشد و تولید بالایی دارد. این ظرفیت در صورتی قابل حصول است که ما بتوانیم شرایط ایدهآلی را براي رشد آن ایجاد نماییم. اجراي این روش نیاز به مهارتهاي مدیریتی بالا در زمینه فاکتورهاي تولید و شناخت دقیق مراحل رشد، فنولوژي، مورفولوژي و فیزیولوژي گیاه برنج دارد و در یک نکته، مدیریت تلفیق دانش در کشت برنج میباشد که افزایش عملکردي بین 50 تا 100 درصد را در پی خواهد داشت . - Anthofer, 2004 - اصول و قواعد اجراي سیستم مدیریت فشرده کشت برنج عبارتند از :
• نشاکاري گیاهچه هاي جوان 12 تا 15 روزه در مرحله 3 تا 3/5 برگی قبل از شروع رشد فیلوکرون3 چهارم . - Nemoto et al. 1995 - براي پرورش نشا در این سیستم، از غرقابی دائم خزانه و ایجاد حالت احیاء اجتناب می شود و نشاها بصورت جعبه اي و یا داپوگ1 و بصورت هوازي پرورش می یابند - البته در مناطق سرد می توان از نشاهاي 4 برگه و 25 تا 30 روزه استفاده کرد - .
• نشاکاري سریع گیاهچه هاي برنج حداکثر در فاصله 30 دقیقه بعد از کندن از خزانه بطوري که در همه مراحل کندن و انتقال، حداقل آسیب به گیاهچه ها وارد شود و نشاکاري با عمق کم 1 تا 2 سانتیمتر به شکلی که نوك ریشه گیاهچه هاي نشاکاري شده از خاك بیرون نیاید. در این شرایط، شوك نشاکاري حداقل است.
• نشاکاري تنها یک نشا در کپه بصورت مربعی و با فاصله 25×25 سانتیمتر - البته در خاکهاي فقیر تعداد نشا به 2 تا 3 عدد و فاصله کشت به 20×20 سانتیمتر قابل تغییر است - .
• استفاده از حداقل آب و اجراي آبیاري متناوب در طول دوره رشد رویشی گیاه با حفظ رطوبت مزرعه در طول روز و اجتناب از خشک شدن سطح خاك. حفظ لایه نازکی از آب به ارتفاع 1 تا 2 سانتیمتر بعد از تشکیل خوشه اولیه تا 15 روز قبل از برداشت و سپس زهکشی مزرعه
• کنترل علفهاي هرز با استفاده از روتاري وجین 10 تا 12 روز بعد از نشاکاري و تکرار آن تا زمانی که پوشش کانوپی گیاه کامل شود. با اجراي این روش، علاوه بر اینکه علفهاي هرز جوان به زیر خاك رفته و تجزیه می شوند، هوادهی خاك و خروج گازهاي مضر نیز به خوبی انجام می شود.
• استفاده از کمپوست و کودهاي آلی به تنهایی و یا در ترکیب با کودهاي شیمیایی. البته سیستم کشت SRI، یک سیستم کشت ارگانیک نیست اما نتایج نشان داد که استفاده از کمپوست در این سیستم باعث بهبود رشد و افزایش عملکرد محصول گردید.
مقالات و گزارشات زیادي بر این نکته تاکید کردند که روش SRI می تواند اثرات متقابل ژنوتیپ-محیط را بطور موثري به نمایش بگذارد. نتیجه این اثرات متقابل در گیاه برنج، ایجاد فنوتیپ هاي بارور و قوي می باشد. این اثرات می تواند بر روي مورفولوژي اندام هوایی و ریشه، خصوصیات فنولوژیک، فیزیولوژیک، رشد و عملکرد گیاه برنج مشاهده و اندازه گیري شود . - Horie et al, 2005; Mishra et al., 2006; Stoop , 2011 - همانطوري که اشاره گردید، عناصر اصلی در اجراي روش SRI را کاهش مصرف آب، کاهش جمعیت گیاهی، نشاکاري نشاهاي جوان و استفاده از مواد آلی تشکیل می دهند که در این بخش به مرور تحقیقات انجام گرفته در خصوص موارد فوق می پردازیم.
کاهش مصرف آب
براي سالیان متمادي این عقیده غالب بود که برنج کشت شده در شالیزارهاي غرقابی یک گیاه آبزي بوده و تحت شرایط غرقابی دائم بهتر رشد می کند . - DeDatta, 1981 - اعتقاد به این امر موجب شد تا کشاورزان سعی کنند مصرف آب را براي کشت برنج به حداکثر برسانند و به دو حقیقت مهم توجهی نداشته باشند. اول اینکه ریشه هاي گیاه برنجی که تحت شرایط بی هوازي رشد می کنند به خوبی توسعه نیافته و غیرطبیعی می شوند.
ریشه هایی که در این شرایط رشد می کنند قبل از بلوغ دچار پوسیدگی می شوند و کارایی آنها در جذب آب و عناصر غذایی کاهش شدیدي می یابد . - Kirk and Bouldin, 1991 - دوم اینکه تحت شرایط غیرهوازي، باکتریها و میکروارگانیسم هاي خاك از نظر تعداد و تنوع کاهش می یابند. تحت شرایط بی هوازي، باکتریها و قارچهاي هوازي تثبیت کننده نیتروژن، و حل کننده فسفات و نیز قارچهاي میکوریزایی که منافع زیادي براي گیاهان دارند، قادر به فعالیت نیستند.
