بخشی از مقاله
چکیده
در کشاورزي سنتی،کشاورزان معمولاً از ادوات شخم جهت بهبود ساختار خاك و کنترل علفهاي هرز استفاده میکنند. اما در واقع این عملیات سبب آسیب به ساختمان خاك و کاهش حاصلخیزي خاك در درازمدت میگردد. با این حال، در سیستمهاي کشاورزي حفاظتی، عملیات شخم، کاهش یافته و یا به طور کامل حذف میگردد. استفاده از این سیستم بدلیل فواید متعددي از جمله محافظت از منابع آب و خاك، بهبود حاصلخیزي خاك، حفاظت خاك از فرسایش و کاهش نیاز کارگري، در سطح جهان گسترش فراوانی یافته است. سیستم کشاورزي حفاظتی بدلیل اثرات ترکیبی حاصل از کاهش یا حذف شخم، حفظ بقایاي گیاهی بر سطح خاك و بکارگیري تناوبهاي زراعی متنوعتر منجر به تغییرات در جوانهزنی، سبزشدن و رشد علفهاي هرز شده و تراکم و تنوع علفهاي هرز را در چنین سیستمی دستخوش تغییر میسازد. افزایش اتکا به مصرف علفکشها و کشت گیاهان زراعی مقاوم به علفکش منجر به ظهور بیوتیپهاي مقاوم به علفکش خواهند شد و لذا علفهايهرز خصوصاً در سالهاي اولیه تغییر به سمت سیستم کشاورزي حفاظتی، مشکلات عدیدهاي را ایجاد خواهند کرد که نیاز به اتخاذ استراتژيهاي ویژهاي خواهد داشت. این مقاله به بررسی اکولوژي و پویایی جمعیت علفهاي هرز در سیستمهاي کشاورزي حفاظتی پرداخته و عملیات مدیریتی مؤثر در این راستا را تشریح مینماید.
واژههاي کلیدي: پویایی جمعیت علفهاي هرز، شکار بذر، کشاورزي پایدار، مدیریت تلفیقی علفهاي هرز.
مقدمه
کشاورزي مرسوم به دلیل تخریب زمین و شرایط اقلیمی غیرمطمئن با معضلات جدي روبرو است. کشاورزي مرسوم در زمینهاي زراعیاساساً به شخم زمین به عنوان عملیات اصلی متکی است . - FAO 2013 - براي شخم مزایاي متعددي همچون نرم شدن خاك، بهبود تهویه، کنترل علفهاي هرز، بهبود وضعیت نگهداري آب خاك و بهبود کلی شرایط براي کاشت بعدي بذر گیاهان زراعی قائلیم. در فرآندی شخم معمولاً زمین دست نخورده برگردانده شده و در این عمل علفهاي هرز نیز از طریق دفن شدن، بریده شدن، قطعه قطعه شدن و یا قرار دادن اندامهاي زیرزمینی شان در معرض خشکی، دچار نابودي میشوند . - Baker et al. 2007 - با این وجود، امروزه دانشمندان به مشکلات زیادي در سیستمهاي زراعی برخوردهاند که حاصل شخم گسترده و فراگیر بوده است.
شخم معمول باعث تجزیه و از بین بردن مواد آلی خاك از طریق معدنی شدن - علیالخصوص در مناطق گرم - و به تبع آن زوال خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاك میگردد. اثرات فیزیکی شخم همچنین بطور نامناسبی ساختمان خاك را دچار دگرگونی ساخته و منجر به کاهش نفوذ آب در خاك و گسترش فرسایش خاك از طریق رواناب و ایجاد سخت لایه در ذیل لایه شخم میگردد - Johansen et al. . - 2012 چنین معضلاتی کشاورزان و محققین را به سمت استراتژي منطقی کاهش شخم و دستکاري زمین هاي زراعی سوق داده است. اولین قدم در این خصوص بدنبال فرسایش شدید زمینهاي زراعی در پهندشت هاي آمریکا در دهه1930 برداشته شد.
کشاورزان آمریکایی شروع به ترك شخم زدن سنتی کرده و به جاي آن، بقایاي گیاهی را در سطح خاك باقی گذارده و بذر محصول بعدي را در داخل بقایا کاشتند. کشاورزان آمریکاي جنوبی نیز که با همین معضلات روبرو شده بودند، کشت گیاهان پوششی و استفاده از تناوبهاي زراعی متنوع را در دستور کار قرار دادند. مجموعه این تلاشها منجر به ظهور کشاورزي حفاظتی به عنوان راهکاري که هم پایدار و دوستدار محیط زیست بوده و هم سود اقتصادي کشاورز را در درازمدت تامین نماید گردید. طبق تعریف فائو - FAO 2013 - کشاورزي حفاظتی سه رکن اصلی به شرح ذیل داشته و بطور فزایندهاي رو به گسترش است:
1 - اجراي شخم حفاظتی و یا به عبارتی به حداقل رساندن و یا حذف خاكورزي مکانیکی - بدین منظور باید روشی براي خاكورزي انتخاب کرد که میزان پوشش سطح خاك از %30 کمتر نباشد - .
- 2 حفظ پوشش دائمی در سطح خاك علیالخصوص با گیاهان پوششی و بقایاي گیاهی
- 3 متنوع ساختن برنامه تناوبهاي زراعی
کشاورزي حفاظتی مزایاي متعددي دارد. این سیستم زراعیاصولاً بر مبناي بهبود فرآیندهاي بیولوژیکی در تعاملات بالا و زیر سطح خاكهاي زراعی است، از جمله کاهش شخم خاك به یک حداقل قطعی و رساندن میزان مصرف نهادههایی همچون کودهاي آلی و شیمیایی به سطحی بهینه که با فرآیندهاي بیولوژیکی تداخل ایجاد نکرده و یا موجب آسیب به آنها نگردد . - Friedrich et al. 2009 - کشاورزي حفاظتی معمولا نسبت به سیستمهاي رایج از طریق بهبود وضعیت عملیات زراعی همچون اجراي به موقعتر عملیات زراعی در درازمدت عملکردهاي بهتري را ارائه داده و مبنایی براي کشاورزي پایدار فراهم میسازد.در این روش بدلیل افزایش تنوع سیستم و تحریک فرآیندهاي بیولوژیکی در داخل و روي سطح خاك، و همچنین بدلیل کاهش فرسایش و آبشویی، میزان استفاده از کودهاي شیمیایی و آفتکشها - از جمله علفکشها - در درازمدت کاهش مییابد.
منابع آبی خاك در این سیستم بدلیل نفوذ بهتر آب و کاهش رواناب سطحی، بهبود مییابد. برآوردهاي فعلی نشان میدهد نیروي کارگري در این روش تا 50 درصد کاهش مییابد و به کشاورزان اجازه صرفهجویی در وقت، ماشینآلات و سوخت را میدهد . - Friedrich et al. 2012 - در کشاورزي رایج، شخم برگردان یکی از روشهاي عمده کنترل علفهاي هرز است. کشاورزان در این روش، خاك را مرتباً شخم میزنند تا علفهاي هرز را سرکوب کرده و مزرعه پاکی قبل از کشت محصول بعدي داشته باشند. این روش شخم بذور ببسیاري از علفهاي هرز را دفن میکند، اما بطور همزمان بذور بسیاري را به سطح خاك در جایی که میتوانند جوانه بزنند منتقل میکند.سیستم کشاورزي حفاظتی در درازمدت به روشهاي متعددي تراکم علفهاي هرز را کاهش میدهد.
انتخاب روش بدون شخم یا شخم حداقل در این سیستم با برهم زدن کمتر خاك، بذور کمتري را به سطح خاك آورده و محیط نامساعدي را براي جوانهزنی بذور علفهاي هرز ایجاد میکند - Baral . - 2012 همچنین حفظ پوشش دائمی بر سطح خاك - بقایاي گیاهی و گیاهان پوششی - علفهاي هرز را خفه نموده و از رشد آنها جلوگیري میکند. به علاوه بقایاي گیاهی از طریق ممانعت از تماس مناسب بذور علفهاي هرز با سطح خاك از جوانهزنی آنها ممانعت میکند. همچنین متنوع ساختن تناوبهاي زراعی در کشاورزي حفاظتی چرخه زندگی علفهايهرز را که اکثراً همراه با محصولات زراعی خاص هستند مختل نموده و در نهایت از رشد آنها جلوگیري مینماید.با وجود تمام مزایاي ذکر شده براي کشاورزي حفاظتی، علفهاي هرز در سیستمهاي کشاورزي حفاظتی مشکلی عمده علیالخصوص در سالهاي اولیه انتخاب سیستم حفاظتی هستند و لازم است این چالشها با توجه به گسترش سیستم کشاورزي حفاظتی در کشور با دقت و توجه بیشتري مورد بررسی قرار بگیرد.
تأثیر کشاورزي حفاظتی بر اکولوژي بذر علفهاي هرز و پویایی جمعیت آنها
فشار انتخاب حاصل از اتخاذ عملیات مدیریتی جدید اعم از کاربرد یک روش شخم، سیستم کشت، تناوب، گیاه پوششی، علفکش و غیرو در یک سیستم زراعیمعمولاً منجر به تغییراتی در ترکیب و یا تراکم گونههاي هرز شده و بتدریج سبب حذف گونههاي حساس به آن عملیات و رشد و گسترش گونههاي باقیمانده میگردد - Manley et . - al. 2002; Orloff et al. 2009 البته این تغییرات معمولاً در بازة زمانی طولانی رخ خواهند داد. در ذیل تغییرات در پویایی جمعیت علفهاي هرز بدلیل انتخاب سیستم کشاورزي حفاظتی به تفکیک عوامل دخیل در این سیستم مورد بحث قرار میگیرند:
الف - خاكورزي:
حذف شخم از سیستم تولید زراعی نه تنها یک روش مهم مدیریت علف هرز را حذف میکند بلکه محیطی که در آن رشد میکنند را هم دچار تغییر میکند و این در نهایت منجر به تغییراتی در فلور علفهاي هرز و تنوع زیستی سیستم خواهد شد . - Samarajeewa et al. 2005; Thomas et al. 2004; Young and Thorne 2004 - با این وجود میزان و نوع این تغییرات، بسته به منطقه، سابقه مصرف علفکش در زمین، گونه علف هرز و گیاه زراعی، اقلیم و عملیات زراعی تغییر میکند . - Chauhan et al. 2012 - تبدیل سیستم شخم راجی به بدون شخم معمولاً تراکم علفهاي هرز و تنوع گونهاي را افزایش میدهد. معمولاً علفهاي هرز چندساله و یکسالههاي با بذور ریز، که نزدیک سطح خاك جوانه میزنند، گونههاي غالب در سیستم بدون شخم هستند. در مقابل، علفهاي هرز یکسالهاي که از اعماق مختلف میتوانند سبز شوند، گونههاي غالب در شخم سنتی و رایج هستند . - Manley et al. 2002 -
در سیستمهاي شخم کاهشی، جوامع علفهايهرز معمولاً مشتمل بر علفهاي چمنی یکساله و چندساله، گونههایی که بذرشان با باد منتقل میشود و گیاهان زراعی خودرو بوده و در مقابل تراکم گونههاي دولپه به شدت کاهش مییابد. افزایش تراکم گونههاي چندساله در سیستم حفاظتی طبیعی به نظر میرسد چراکه این گیاهان نیاز به محیطهاي با دستکاري کم و پایدارتر دارند - Samarajeewa et al. 2005; Sosnoskie et al. 2006 - ، در حالی که شخم برگردان موجب قطع بخشهاي هوایی و زیزمینی این گونهها میشود.در سیستمهاي کشاورزي حفاظتی، بذور علفهاي هرز در نزدیک سطح خاك باقی میمانند و این منجر به تغییر در ترکیب گونهاي علفهاي هرز خواهد شد.
بذوري که در سطح خاك باقی میمانند دو سرنوشت را تجربه خواهند کرد: جوانهزنی و شکار شدن. در حالی که احتمال رخ دادن این دو سرنوشت در سیستمهایی که بذور در اعماق دفن میشوند به شدت کاهش مییابد . - Fenner and Thompson 2005 - به علاوه بذوري که روي سطح خاك یا در نزدیک سطح خاك باقیبمانند معمولاً نرخ مرگ بیشتري داشته و زودتر قابلیت حیات را از دست میدهند . - Ebrahimi and Eslami 2012; Eslami 2011; Peachey and Mallory-Smith 2011 - شخم حفاظتی معمولاً دماي خاك را در اوایل فصل رشد در مقایسه با شخم سنتی کاهش میدهد و با توجه به واکنش متفاوت بذور گونههاي مختلف به دماي خاك و عمق دفن به لحاظ جوانهزنی و استقرار، طبیعی است که ترکیب گونهاي این سیستمها متفاوت باشند . - Chauhan et al. 2012 -
ب - گیاهان پوششی و بقایاي گیاهان زراعی
قرار دادن گیاهان پوششی و بقایاي آنها به عنوان جزئی اصلی از سیستمهاي حفاظتی میتواند پویایی جمعیت علفهاي هرز را تحت تأثیر قرار دهد و بقایاي گیاهان زراعی به عنوان مالچ در این سیستمها جوانهزنی و سبزشدن بذور علفهاي هرز را متأثر خواهد ساخت . - Chauhan 2012; Chauhan and Abugho 2012 - مکانیزمهاي
