نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 گروه زراعت، دانشگاه شهید باهنر کرمان
2 گروه زراعت- دانشگاه شهید باهنر کرمان
3 اصلاح نباتات- پژوهشکده باغبانی- دانشگاه شهید باهنر کرمان
چکیده
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
In order to study the effects of different methods of tillage and residue management of barley on silage yield and yield components of corn S.C. 704, an experiement was carried out during two year (2008-2010), at Kerman Natural Resources and Agriculture research station, Based on a split plot design in randomized complete block in three replications. The experiment treatments included three levels of residue management 1- half of the residue, 2 - complete conservation of residue, 3- remnants of residue as the main factor and tillage systems in three levels 1- conventionaltillage, 2- conservation tillage, 3- no tillage Were as a subsidiary factor. The results showed that tillage system had significant effect on plant height, total dry weight, grain number per ear, grain number per row, ear length and dry forage yield. Levels residue at 5% level had significant effect on the number of grains per ear and ear length. No-tillage system had the highest 16.56 ton/ha forage yield and between levels of residue, complete conservation of residue produced the highest 19.66 ton/ha forage yield. In general resultsindicatethatnotillagesystem and complete conservation of residue hadthe most influence onyield components ofcorn
کلیدواژهها [English]
مقدمه
از اجزای مهم و تفکیک ناپذیری که امروزه در توسعه کشاورزی نوین مد نظر میباشد کشاورزی پایدار است. در کشاورزی پایدار بر ثبات عملکرد در طولانی مدت با کمترین تأثیر نامطلوب بر محیط تأکید میشود (دادنیا و خدابنده 1379). طرفداران کشاورزی پایدار در پی ایجاد تغییراتی عمده در روند کشاورزی متعارف هستند. برخی از این تغییرات شامل همسو نمودن فعالیتهای کشاورزی با فرایندهای بوم شناختی، عدم بکار گیری بی رویه نهاده ها و مواد شیمیایی، افزایش تولید محصولات کشاورزی با بهره گیری از پتانسیل زیست شناختی و ژنتیکی گونههای مختلف، تقویت و بهبود چرخههای زیستشناختی در طبیعت، تقویت و افزایش دراز مدت حاصلخیزی خاکها، حفاظت از تنوع ژنتیکی موجود، کاهش یا حذف کامل کودهای شیمیایی، سموم گیاهی، هورمونهای گیاهی و دامی است (مسکرباشی و همکاران 1385). برای سالهای متمادی توجه اصلی پژوهشگران زراعت به انجام عملیات خاکورزی در راستای دستیابی به کشاورزی پرتولید بوده است. از اوایل دهه 1970 میلادی پژوهش در مورد انواع روشهای خاکورزی، فاصله ردیف، میزان مصرف بهینه کود، میزان مناسب بذر و باقی گذاردن پسماندها آغاز شده است (ارکولی و همکاران 2008). خاکورزی اولیه یکی از عملیاتهای پر انرژی در کشاورزی است که به طوری50 درصد انرژی کل را به خود اختصاص داده است (قادری و همکاران 1382). با توجه به بحران انرژی در عصر حاضر و ضرورت توجه به افزایش کارآیی مصرف انرژی در تمام بخشهای تولید، استفاده از روشهای کم خاکورزی جزو اولویتهای تحقیقات دنیا میباشد. کرن و جانسون (1993) و هامبلین (1980) گزارش دادند، کاربرد سیستمهای خاک ورزی حفاظتی به ویژه شخم قلمی و بی خاک ورزی نسبت به سیستم خاکورزی مرسوم منجر به افزایش مواد آلی، پایداری خاکدانه و افزایش تخلخل خاک میشود. توماس و همکاران (2007) گزارش دادند میانگین عملکرد ذرت تحت سیستم بیخاکورزی 12 درصد بیشتر از روش مرسوم بوده است. رمرودی و همکاران (1389) تأثیر خاکورزیهایمختلف را بر خصوصیات فیزیکی خاک مورد بررسی قرار داد و نتیجه گرفت که استفاده از وسایل خاکورزی باعث تغییر در ساختمان خاک از طریق خرد کردن خاکدانهها، تغییر در ساختار و یا اندازه خلل و فرج و نظم و ترتیب ذرات خاک شده و همه این تغییرات باعث تغییر در سایر خصوصیات فیزیکی خاک میگردد. نتایج یک بررسی نشان داد که عملکرد ماده خشک ذرت تحت تأثیر سیستمهای خاکورزی قرار نگرفت، اما بیشترین ماده خشک تولید شده از سیستمهای خاکورزی متداول در مقایسه با سیستم های خاکورزی حفاظتی حاصل شد (بیرت و همکاران 2002). بالا و همکاران (2002) اثر روشهای مختلف خاکورزی را روی کارآیی مصرف انرژی فرایندهای تولید چند محصول بررسی کردند و دریافتند که این ضریب برای محصول ذرت در خاکورزی سنتی کمترین و در کم خاکورزی بیشترین مقدار است. کاوامنسان و الکسی (2006) گزارش نمودند واکنش زیتودهی ذرت به سیستمهای خاکورزی مختلف برای تمام سطوح نیتروژن معنیدار شد و بیشینهی عملکرد دانه با 182 کیلوگرم نیتروژن به دست آمد. حفظ پسماندها در سطح خاک منجر به بهبود وضعیت نگهداری رطوبت در خاک میشود. نتایج برخی پژوهشها نشان داده که کاربرد پسماندها در سطح خاک منجر به حفظ 50 تا 80 میلی متر ذخیره رطوبتی بیشتر (از آب باران) میشود. باقی گذاشتن پسماندها در سطح خاک میتواند تعداد روزهای مرطوب خاک و نیز تعداد درجه روزهای مرطوب خاک را افزایش داده و در افزایش عملکرد گندم مؤثر باشد (استوت و همکاران 1990). بر طبق پژوهشهای انجام شده، وجود پسماندها در سطح خاک میتواند افزون بر تأثیر مفید در نگهداری رطوبت خاک، موجب بهبود بازدهی مصرف آب، کاهش دمای خاک، کاهش تبخیر و روان آب و در نهایت، افزایش عملکرد گندم و ذرت شود (داو 1987، گارسیا و همکاران 1988، کوچران و همکاران 1982 و امانلو و همکاران 1390). لارسون و همکاران (1978) گزارش نمودند که پسماند غلات 40، 10، و 80 درصد عناصر غذایی نیتروژن، فسفر و پتاسیم مورد نیاز جهت گیاه ذرت را فراهم مینمایند. آندرساندر و ریجر(1985) بیان کردند که زمان لازم برای خشک شدن خاک با افزودن مقداری از پسماندهای گیاهی افزایش پیدا میکند و با افزایش میزان کلش گندم میزان آب ذخیرهای در خاک بالا رود. البته بسته به زمان و فصل سال یا آب و هوا وجود کاه و کلش در سطح مزرعه برای رشد غلات مفید یا مضر خواهد بود. سوزاندن پسماندهای گیاهی از طریق کاهش ماده آلی خاک، موجب افزایش وزن مخصوص ظاهری و کاهش نفوذ پذیری خاک به خصوص در طولانی مدت میگردد و به دنبال آن نقصان رشد گیاه مشاهده میشود (1985). دادو و وارینگتون(1983) گزارش نمودند در شرایطی که پسماندهای گیاهی سوزانده میشوند افزایش سریعی در مقدار نیتروژن، پتاسیم و فسفر خاک مشاهده میشود، آثار فیتوتوکسیک پسماندهای گیاهی وجود ندارد و تماس کافی بذرها با خاک سبب بهبود وضعیت سبز و استقرار گیاهچه میشود. از طرفی پوسیدگی پسماندهای گیاهی در شرایط حفظ پسماندها، سبب افزایش عناصر غذایی در نیمه دوم فصل رشد میگردد.
با توجه به نقش کم تحقیقات در زمینه کشاورزی پایدار هدف از انجام این پژوهش بررسی روشهای مختلف خاکورزی و مدیریت پسماندهای جو بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت بود.
مواد و روشها
آزمایش در دو سال زراعی (1387-1386 و 1388-1387) در مزرعه پژوهشی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی کرمان واقع در کیلومتر 10 جاده زرند- کرمان (با عرض جغرافیایی 25 و 55 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 53 درجه و 29 دقیقه شرقی و ارتفاع 1754 متری از سطح دریا) اجرا گردید. خاک محل آزمایش دارای بافت رسی شنی، pH معادل 8 و ECمعادل 4/2 دسی زیمنس بر متر بود. آزمایش به صورت کرتهای یکبار خرد شده در قالب بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار که در آن کرتهای اصلی مدیریت پسماندهای جو در سطوح نصف بقایا، حفظ بقایا و جمع آوری بقایای جو و عامل فرعی شامل خاکورزی در سطوح خاکورزی معمول و رایج، خاکورزی حفاظتی و کمینه و بدون خاکورزی اجرا شد. در شهریور ماه سال 1386 زمین مورد آزمایش جهت کشت جو یکبار توسط گاوآهن برگرداندار شخم و سپس جهت تسطیح ماله زده شد. پس از تسطیح کودپاشی انجام گرفت. کودهای پایه شامل 60 کیلوگرم در هکتار فسفر و 120 کیلوگرم در هکتار نیتروژن به صورت فسفات آمونیوم و اوره داده شدند که تمامی فسفر و نیمی از نیتروژن قبل از کاشت و نیم دیگر به صورت کود سرک، در فصل بهار به زمین داده شد. جهت اعمال تیمارهای مربوط به عامل اصلی (مدیریت پسماندهای جو) به شرح ذیل اقدام گردید. در تیمار نصف پسماندها، نصف کلش موجود به طور یکنواخت در سطح کرت پخش گردید. در تیمار حفظ پسماندها جو، تمام کلش موجود به طور یکنواخت در سطح کرت پخش گردید. در تیمار جمع آوری پسماندها، کلش موجود به وسیله کارگر به طور کامل جمع آوری و از زمین خارج گردید. تیمارهای خاکورزی به روش زیر اجرا شد. خاکورزی مرسوم شامل شخم عمیق خاک توسط گاوآهن برگرداندار (عمق شخم٣٠ سانتیمتر همراه با دو دیسک سبک به منظور تسطیح زمین و خرد کردن کلوخه های خاک). خاکورزی حفاظتی شامل شخم سطحی توسط دیسک (عمق شخم ١٥ سانتیمتر) همراه با دو دیسک سطحی سبک پس از شخم به منظور تسطیح زمین و خرد کردن کلوخه های خاک. رقم مورد استفاده ذرت هیبرید سینگل کراس 704 بود و تاریخ کاشت نیمه اول خرداد ماه با تراکم 95240 بوته در هکتار و با فواصل ردیف 15×70 سانتیمتر در نظر گرفته شد. هر کرت فرعی شامل 5 خط با فواصل 70 سانتیمتر و طول 20 متر و هر کرت اصلی شامل 15 خط (5/10 متر در 20 متر) بود. صفات مورد ارزیابی شامل ارتفاع بوته، وزن خشک بوته، تعداد ردیف در بلال، تعداد دانه در ردیف بلال، تعداد دانه در بلال، طول بلال و عملکرد علوفه خشک بود. در پایان تجزیههای آماری با استفاده از نرم افزار SAS و مقایسات میانگین با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد انجام گرفت.
نتایج و بحث
تیمار خاکورزی تأثیر بسیار معنیداری بر ارتفاع بوته داشت (P<0/01) (جدول1). بیشترین ارتفاع بوته با میانگین 264 سانتیمتر مربوط به تیمار بدون خاکورزی و کمترین آن با میانگین4/239 سانتیمتر مربوط به خاکورزی کمینه و خاکورزی مرسوم بود (جدول2). سطوح مختلف بقایا تأثیر معنیداری بر ارتفاع بوته نداشت (جدول1). تیمار بدون خاکورزی به احتمال فراوان، از طریق کاهش فشردگی خاک، افزایش مواد آلی خاک و افزایش عمق توسعه ریشه نقش مؤثری در افزایش ارتفاع بوته داشتهاند. برخی از پژوهشگران رشد اندامهای هوایی را تابعی از رشد ریشهها میدانند (روزبه و هیبت 1381)، که بهبود محیط رشد ریشه سبب افزایش جذب و در نتیجه افزایش رشد قسمتهای هوایی شده است. از طرفی کابرد پسماندها به این دلیل که میتواند مانع اتلاف شدید رطوبت خاک شود، فرصت کافی برای استفاده ریشهها از نیتروژن خاک را فراهم میآورد (کوک و هاگلاند 1991) که منجر به افزایش ارتفاع بوته میگردد. نجفی نژاد و همکاران (2007) در بررسی اثر سیستمهای خاکورزی بر عملکرد ذرت نتایج مشابهی بدست آوردند وزن خشک بوته تحت تأثیر تیمار خاکورزی قرار گرفت. به طوری که تیمار خاکورزی در سطح احتمال یک درصد تأثیر معنیداری بر وزن خشک بوته ذرت داشت (جدول 1). بیشترین وزن خشک کل با میانگین 36/544 گرم مربوط به تیمار بدون خاکورزی و کمترین آن با میانگین 48/375 گرم مربوط به خاکورزی مرسوم بود که با خاک ورزی حداقل اختلاف آماری معنیداری نداشت (جدول 2). سطوح مختلف بقایا تأثیر معنیداری بر وزن خشک بوته نداشت (جدول 1). در مطالعات یداوار (1997) بیشترین وزن خشک گیاه برنج در تیمارهایی حاصل شد که پسماندهای گیاهی حفظ شد و عمل سوزاندن و حذف پسماند باعث کاهش چشمگیری در وزن ساقه و وزن خشک شد. افزایش وزن خشک در این آزمایش به احتمال فراوان،به دلیل حفظ مواد آلی و بهبود ساختمان خاک و جلوگیری از آبشویی عناصر در نتیجه عملیات بدون خاکورزی بوده است که موجب افزایش فتوسنتز و افزایش ارتفاع ساقه و در نهایت وزن خشک گیاه شده است.
تعداد ردیف دانه در بلال یکی از صفات مهم در تعیین عملکرد ذرت دانهای محسوب میگردد. تجزیه واریانس دادهها نشان داد که تیمار خاکورزی در سطح احتمال یک درصد تأثیر معنیداری بر تعداد ردیف دانه در بلال داشت (جدول 1). تعداد ردیف دانه در بلال تحت تأثیر سطوح مختلف پسماندها قرار نگرفت (جدول 1). بر اساس نتایج بدست آمده مقایسه میانگین بیشترین تعداد ردیف در بلال با میانگین 55/17 مربوط به تیمار بدون خاکورزی و کمترین تعداد ردیف در بلال با میانگین 55/14 مربوط به تیمار خاکورزی مرسوم بود (جدول 2). تیمار خاکورزی مرسوم در مقایسه با تیمار بدون خاکورزی کاهش 61/20 درصدی در تعداد ردیف دانه در بلال را نشان داد. علی رغم معنیدار نبودن اثر سطوح پسماندها بر تعداد ردیف دانه در بلال، بیشترین تعداد ردیف دانه در بلال 44/16 از تیمار حفظ کل پسماندها حاصل شد. که نسبت به تیمار جمع آوری پسماندها افزایش 47/6 درصدی را نشان داد (جدول 3).
تأثیر تیمار خاکورزی بر تعداد دانه در بلال در سطح یک درصد و تیمار سطح مختلف پسماندها بر تعداد دانه در بلال در سطح 5 درصد معنیدار گردید (جدول 1). بیشترین تعداد دانه در بلال 88/898 از تیمار بدون خاکورزی و کمترین آن 77/750 از تیمار خاکورزی مرسوم حاصل شد (جدول 2). حفظ پسماندها با تعداد دانه در ردیف بلال برابر با 88/846 نسبت به جمع آوری پسماندها با تعداد دانه در ردیف بلال برابر با 802 افزایش 59/5 درصدی را نشان دادند (جدول 3). از آنجا که شمار نهایی تعداد دانه در بلال در حدود دو یا سه هفته پس از گرد افشانی تعیین میشود بنابراین حفظ رطوبت در این زمان تأثیر چشمگیری بر تعداد دانه در بلال خواهد داشت. این گونه به نظر میرسد که تیمار بدون خاکورزی از طریق کاهش هرز آب سبب حفظ رطوبت در زمان گرده افشانی و انتهای رشد گیاه شده و افزایش تعداد دانه در بلال را بدنبال داشته است. این نتایج با یافتههای توماس و همکاران (2007) مطابقت داشت.
تیمارهای خاکورزی در سطح احتمال یک درصد و تیمار سطوح مختلف پسماندها در سطح احتمال 5 درصد تأثیر معنیداری بر طول بلال ذرت داشتند (جدول 1). مطابق نتایج مقایسه میانگین (جدول 2) بیشترین طول بلال 32/21 سانتیمتر از تیمار بدون خاکورزی و کمترین آن 11/17 سانتیمتر از تیمار خاکورزی مرسوم حاصل شد. تیمار حفظ پسماندها با طول بلال 14/14 سانتیمتر نسبت به جمعآوری پسماندها و حفظ نصف یقایا به ترتیب افزایش 33/2 و 75/2 درصدی را نشان داد ولی از نظر آماری در یک گروه قرار گرفتند (جدول 3).
عملکرد علوفه خشک تحت تأثیر تیمارهای خاکورزی قرار گرفت. به طوری که خاکورزی در سطح احتمال 5 درصد تاثیر معنیداری بر عملکرد خشک علوفه داشت (جدول 1). سطوح مختلف پسماندها تأثیر معنیداری بر عملکرد خشک علوفه نداشت. بیشترین عملکرد علوفه خشک 56/16 تن در هکتار از تیمار بدون خاکورزی و کمترین آن 82/11 تن در هکتار از تیمار خاکورزی مرسوم بدست آمد (جدول 2). تیمار خاکورزی مرسوم و خاکورزی حداقل از نظر تأثیر بر عملکرد علوفه خشک در یک گروه آماری قرار گرفتد. علیرغم معنیدار نبودن اثر سطوح مختلف پسماندها بر عملکرد علوفه خشک ذرت بیشترین عملکرد علوفه خشک 66/19 تن در هکتار از تیمار حفظ کل پسماندها و کمترین آن 43/18 متعلق به تیمار جمعآوری پسماندها بود (جدول 3).
جدول 1- نتایج تجزیه واریانس اثر سیستمهای خاکورزی و مدیریت پسماندها بر صفات مورد بررسی
|
|
||||||||||
منابع تغییر |
درجه آزادی |
میانگین مربعات |
|||||||||
ارتفاع بوته |
وزن خشک بوته |
تعداد دانه در بلال |
تعداد ردیف دانه در بلال |
تعداد دانه در ردیف بلال |
طول بلال |
عملکردخشک علوفه |
|
||||
تکرار |
2 |
41/640 |
94/1945 |
11/907 |
48/0 |
81/1 |
68/1 |
28/4 |
|
||
خاکورزی |
2 |
**71/3699 |
**59/65648 |
**11/51258 |
**48/20 |
25/0 |
**13/43 |
*73/52 |
|
||
خطا 1 |
4 |
53/158 |
16/2505 |
55/2037 |
59/0 |
25/4 |
13/2 |
10/5 |
|
||
پسماندها |
2 |
10/257 |
97/3995 |
*77/6261 |
25/2 |
59/0 |
*29/4 |
39/0 |
|
||
خاکورزی × پسماندها |
4 |
01/436 |
65/3312 |
72/1066 |
37/0 |
03/1 |
41/1 |
45/1 |
|
||
خطا 2 |
12 |
28/524 |
32/3858 |
79/1621 |
72/0 |
2 |
11/1 |
03/12 |
|
||
ضریب تغییرات |
- |
58/9 |
83/14 |
18/5 |
20/6 |
89/2 |
44/5 |
95/24 |
|
||
** و * به ترتیب معنیدار در سطح یک و پنج درصد میباشد.
جدول 2- مقایسه میانگین اثر مدیریت پسماندها بر صفات مورد بررسی
سطوح پسماندها |
ارتفاع بوته (cm) |
وزن خشک بوته (g) |
تعداد دانه در بلال |
تعداد ردیف دانه در بلال |
تعداد دانه در ردیف بلال |
طول بلال (cm) |
عملکردخشک علوفه (ton/ha) |
جمع آوری پسماندها |
a02/248 |
a74/313 |
b00/802 |
b44/15 |
a55/51 |
a81/13 |
b43/18 |
حفظ نصف پسماندها |
a73/237 |
b14/273 |
b44/800 |
ab00/16 |
a11/51 |
a75/13 |
b51/18 |
حفظ کل پسماندها |
a38/245 |
ab58/296 |
a88/846 |
a44/16 |
a55/51 |
a14/14 |
a66/19 |
میانگینهایی که در هر ستون و برای هر صفت دارای حروف مشابه میباشند براساس آزمون دانکن اختلاف معنیداری با یکدیگر ندارند.
جدول 3- نتایج مقایسه میانگین اثر سیستمهای خاکورزی بر صفات مورد بررسی
خاکورزی |
ارتفاع بوته (cm) |
وزن خشک بوته (g) |
تعداد دانه در بلال |
تعداد ردیف دانه در بلال |
تعداد دانه در ردیف بلال |
طول بلال (cm) |
عملکردخشک علوفه (ton/ha) |
خاکورزی مرسوم |
b3/241 |
b48/375 |
b77/750 |
c55/14 |
a55/51 |
b11/17 |
b82/11 |
خاکورزی حداقل |
b40/239 |
b72/437 |
b66/799 |
b77/15 |
a44/51 |
b17/18 |
b32/13 |
بدون خاکورزی |
264a |
a36/544 |
a88/898 |
a55/17 |
a22/51 |
a32/21 |
a56/16 |
میانگینهایی که در هر ستون و برای هر صفت دارای حروف مشابه میباشند براساس آزمون دانکن اختلاف معنیداری با یکدیگر ندارند.
خاکورزی مناسب بهمراه استفاده از پسماندهای گیاهی میتواند با ایجاد لایه نرم و متخلخل که نگهداری رطوبت سطحی و ورود آب به خاک را تسریع می نماید؛ نفوذ آب به خاکهای کم نفوذ را در طول فصل بارندگی یا در شرایط کم آبیاری بهبود بخشد. حفظ پسماندها در تمام خاکها در طول فصل مرطوب میتواند از طریق کند نمودن تبخیر و تأمین زمان بیشتر برای نفوذ عمقی آب به خاک، به ذخیره رطوبت در دوره آیش نیز کمک کند (صفاری و کوچکی 1379). درخاک های استان کرمان که افزایش تلفات تبخیری از خاک وجود دارد، بعلاوه با خشک شدن سطح خاک ترکهائی در آن ایجاد میشود (مثلاً خاک های رسی) که خشک شدن بیشتر خاک را تا عمق قابل ملاحظه ای افزایش میدهد؛ خاکورزی مناسب و استقرار پسماندهای گیاهی می تواند تلفات تبخیری را کاهش دهد.