عملیات خاك‌ورزی در اكثر مناطق ایران بوسیله گاوآهن برگردان‌دار و بدون وجود بقایای گیاهی انجام می‌شود. به كارگیری گاوآهن برگردان­دار در كشاورزی ایران با ورود تراكتور در دهه 40 خورشیدی بتدریج مرسوم و همچنان به عنوان رایج­ترین وسیله مورد استفاده كشاورزان می باشد.
توانایی این گاوآهن در برگرداندن خاک، شخم این وسیله را به گونه­ای چشمگیر از بقیه گاوآهن­ها متمایز ساخته است. این قابلیت امکان دفن بقایای گیاهی را در عمقی پایین­تر از عمق بستر بذر فراهم و با زیر و رو کردن خاک، هوا دهی و مخلوط شدن مواد غذایی با لایه توسعه ریشه را امکان پذیر می­سازد. برگرداندن خاک همچنین با دفن بذور علفهای هرز تاثیر به سزایی در کاهش جمعیت علفهای هرز در کشت محصول بعدی ایفا می نماید.
با وجود همه مزایایی که گاوآهن برگردان­دار نسبت به بقیه گاوآهن­ها دارد ولی استفاده دائمی از آن مخصوصا در مناطق خشک مشکلاتی را نیز به همراه داشته است. این مشکلات در بسیاری از مواقع بر مزایای آن پیشی گرفته­ و لزوم استفاده مداوم آنرا با مشکل مواجه ساخته­است. این نشریه تلاش دارد ضمن آشنایی کشاورزان با روش های دیگر خاک ­ورزی، معایب خاك‌ورزی مرسوم در مناطق خشک را نیز بیان نماید.



مشكلات خاک­ورزی مرسوم در اثر استفاده از گاو‌آهن­ برگردان‌دار


1- كلوخه‌ای‌شدن خاك


خشك ‌بودن خاك در مناطق خشك به علت محدودیت منابع آب در زمان شخم از یك ‌سو و نیاز به تسریع در كشت محصول بعدی از سوی دیگر موجب انجام عملیات خاك‌ورزی در رطوبت نامناسب می‌شود كه این امر سبب ایجاد كلوخه‌های بزرگ و سخت می‌گردد. وجود كلوخه‌های بزرگ و سخت بعد از انجام شخم یكی از موانع كشت مكانیزه محصولات زراعی می‌باشد.


2- نیاز به وقت و انرژی زیاد


استفاده از گاو‌آهن برگردان‌دار برای انجام عملیات خاك‌ورزی نیاز به وقت و انرژی زیاد دارد، یعنی سرعت انجام كار این گاو‌آهن كم و میزان مصرف انرژی آن زیاد است. علاوه بر این در مناطق خشك عملیات آماده‌سازی بستر بذر جهت كشت مكانیزه محصولات به علت كلوخه‌های ایجاد شده بعد از شخم، زمان و انرژی مورد نیاز برای تهیه بستر بذر را افزایش داده كه از مشخصات این روش خاك‌ورزی در مناطق خشك می‌باشد.


3- هزینه زیاد


به طور متوسط حدود یک دوم تا یک سوم هزینه­ های ماشینی محصولات زراعی در ایران مربوط به عملیات خاك‌ورزی می‌باشد. در صورت حذف یا كاهش این عملیات می‌توان به كاهش هزینه عملیات ماشینی كمك كرد.


4- تخریب ساختمان خاك


انجام عملیات خاك‌ورزی به روش رایج، کاری سنگین و پر هزینه است به طوری‌ كه حدود 1000 مترمكعب خاك توسط گاوآهن برگردان‌دار (به عمق 20 و عرض كار 100 سانتی متر) در یك ساعت جابجا می‌شود. این میزان جابجایی خاک برای شخم یك هكتار زمین زراعی حدود 3500 مترمكعب می­باشد. انجام عملیات تكمیلی در آماده‌سازی بستر بذر (خاك‌ورزی ثانویه) و مبارزه با علفهای هرز(ماشین‌های وجین‌كن) نیز شدت عملیات خاك‌ورزی را افزایش داده كه این امر در طی سالیان متوالی باعث تخریب ساختمان خاك و جلوگیری از تشكیل خاكدانه‌ها خواهد شد.


بقیه در ادامه مطلب




5- به هم‌زدن تسطیح زمین
استفاده از گاوآهن برگردان‌دار نیاز به راننده تراکتوری ماهر دارد، تا بتواند تنظیمات آن را رعایت کند. عدم رعایت این تنظیمات به مرور باعث به هم زدن تسطیح اراضی شده است. یكی از دلایل پایین­بودن راندمان آبیاری، ناهمواریهای ایجاد شده در اثر استفاده از گاو‌آهن برگردان‌دار می­باشد. هر چند عملیات زراعی با گاوآهن برگردان‌دار شرایط فیزیكی مناسب از نظر تهویه‌ و نگهداری آب را فراهم می‌سازد ولی آبیاری­های سنگین که به علت عدم تسطیح اراضی و کلوخه­ایی بودن سطح خاک قبل از رسیدن گیاه به مرحله توسعه ریشه صورت می‌گیرد شرایط فیزیكی ایجاد شده بعد از خاک­ورزی را از بین برده و خاك به شرایط اولیه خود قبل از شخم برمی‌گردد.


6- مصرف زیاد آب


کمبود آب یكی از مشکلات زراعت در مناطق خشك و نیمه‌خشك می‌باشد. هر روشی كه بتواند در حفظ رطوبت خاك و افزایش کارایی آبیاری كمك كند منجر به افزایش سطح زیر کشت محصولات زراعی در این مناطق خواهد شد. كاهش شدت تبخیر به خصوص در فصل تابستان، با نگهداری بقایای گیاهی در سطح یا نزدیك سطح خاك می‌تواند به حفظ رطوبت خاك كمك كند. خاك‌ورزی مرسوم به علت عدم امكان مدیریت بقایای گیاهی در سطح یا نزدیك سطح خاك، شرایط محیطی را برای حفظ رطوبت خاك فراهم نمی‌سازد. شخم رایج، باعث آمدن خاك مرطوب زیرین به سطح و اتلاف رطوبت ذخیره شده خاک می‌گردد. همچنین افزایش زبری سطح خاک پس از عملیات خاک­ورزی مرسوم عامل کاهش راندمان آبیاری می باشد.





7- فرسایش بادی و آبی


همانطوركه قبلا ذكر شد تهیه بستر کاشت به روش خاك‌ورزی مرسوم عملیاتی سنگین می‌باشد كه باعث جابجایی زیاد ذرات خاك و پودر شدن آنها می­گردد. خشك‌ بودن خاك در فصل تابستان در مناطق خشك و شخم آن با گاوآهن برگردان­دارباعث بوجود آمدن كلوخه‌های بزرگ می ‌شود، نرم‌كردن این كلوخه‌ها جهت كشت مكانیزه نیاز به تردد زیاد ادوات خاك­ورزی ثانویه دارد كه منجر به پودرشدن ذرات خاك و جابجایی آنها با جریان باد می­گردد که فرسایش بادی را به دنبال دارد. در سال­های اخیر به منظور تسریع در عملیات خاك‌ورزی ثانویه اقدام به واردات و ساخت كمبینات‌، روتوتیلر و سیکلوتیلر و ترویج آن در داخل كشور شده است ولی استفاده از این ادوات فعال‌ به علت شرایط خشك خاک باعث افزایش شدت فرسایش بادی گردیده­است و افزایش غبار محلی در هوای شهرهای مجاور این اراضی را به همراه داشته است. همچنین ذرات پودر شده خاک در سیستم خاک­ورزی مرسوم در اثر آبیاری سطحی جابجا شده و تجمع ذرات در قسمتهای گود زمین را به همراه دارد. این تجمع ذرات ریز سله بستن سطحی و فرسایش آبی را در مناطق شیب­دار به دنبال دارد. فرسایش خاكهای زراعی در مناطق خشك باعث نابودی و غیر قابل استفاده بودن خاک برای نسل‌های آینده می شود.


8- كاهش مواد آلی خاك و آلودگی هوا ناشی از سوزاندن بقایای گیاهی


بقایای محصولات زراعی معمولا توسط كشاورزان یا از مزرعه خارج­ می شوند یا مورد چرای دام قرار می گیرند و یا سوزانده می‌شوند. وجود بقایای گیاهی پس از برداشت محصولات زراعی، کار با تراکتور جهت شخم را (به علت عدم درگیری مطلوب چرخ­های عقب با خاک ) مشکل ساخته و حرکت تراکتور را مختل می­سازد. کشاورزان برای رفع مزاحمت بقایای گیاهی راحت­ترین روش یعنی سوزاندن آنرا انتخاب می­کنند.


سوزاندن بقایای گیاهی که یكی از منابع تأمین مواد آلی خاك می‌باشد. باعث فقیرتر شدن خاك مناطق خشك از مواد آلی و رسیدن میزان آن به کمتر از یک درصد در خاک­های ایران شده­است و به طور کلی آلودگی­های زیست محیطی، تصادفات جاده‌ای و كاهش حاصلخیری خاك از عوارض سوزاندن بقایای گیاهی می‌باشد.


9- ایجاد لایه سخت در کف شخم


استفاده مداوم از گاوآهن برگردان­دار در تهیه بستر بذر در یک عمق ثابت و تماس تیغه آن با این قسمت خاک به تدریج یک لایه سخــــــت و غیر قابل نفوذ در زیر کف شخم ایجاد می­گردد که ممکن است مشکلاتــــــی در نفوذ و تغــــذیه ریشه گیاه ایجاد نماید شکستن این لایه سخت با ادواتی نظیر زیر شکن بعد از چندین سال توصیه می­گردد که هزینــــــه اضافی در بر خواهدداشت.


به نظر می‌رســـد باتوجه به شرایط اقلیمـــی در مناطق خشك و نیمــــــه خشــــــك و وجود مشکلاتی نظیر محدودیت منــــــابع آب، فقیربودن خـــاك‌های این مناطـــق از مواد آلی و آسیـــب‌پذیر بودن ساختمان آنها و معایب دیگر اشاره شده در استفـــاده از خاك‌ورزی مرســــــوم، لزوم توجـــه به خاك‌ورزی حفاظتی به عنوان یك سیستـــم جایگـــزین بایستـــی مورد توجـــه كشـــاورزان قرار گیرد.






خاك‌ورزی حفاظتی


هدف از خاك‌ورزی حفاظتی كاهش شدت عملیات خاك‌ورزی و مدیریت بقایای گیاهی موجود در سطح خاک می‌باشد. هرگونه تلاش در كم‌كردن شدت عملیات خاك‌ورزی، كاهش عمق شخم و یا سست و لق‌كردن خاك بدون زیر و رو (برگرداندن) کردن آن، خاك‌ورزی حفاظتی محسوب می‌گردد. در این سیستم پس‌مانده‌های محصول قبلی تماماً یا قسمتی از آن (حداقل 30 درصد) در سطح یا نزدیك سطح خاك نگهداری می‌شود حفظ بقایای گیاهی در سطح یا نزدیك سطح خاك در روش‌های خاك‌ورزی حفاظتی باعث حفظ رطوبت خاک، جلوگیری از شستشوی ذرات خاك بر اثر ضــربات باران در اراضی شیب دار و كاهش فرسایش آبی می­گردد، همچنین كاهش شدت برهم‌زدن خاك در سیستم خاك‌ورزی حفاظتی از خردشدن و جابجایی زیاد ذرات خاك و پودرشدن آن جلوگیری كرده و باعث كاهش فرسایش بادی ‌می­گردد.


خاك‌ورزی حفاظتی از دهه 1940 در اروپا و آمریكا به عنوان یك سیستم جایگزین گاوآهن برگردان‌دار، به علت خشکسالی­های بوجود آمده و به منظور جلوگیری از فرسایش آبی و بادی مورد توجه قرار گرفت و كشاورزی بدون شخم برای اولین بار معرفی گردید. علاوه بر حفظ و نگهداری منابع آب و خاك، سلامتی مواد غذایی، حفظ طبیعت و محیط زیست از موارد دیگری است که در شرایط كنونی توجه كشورهای پیشرفته را در استفاده از سیستمهای خاك‌ورزی حفاظتی به خود معطوف داشته است.


روش‌های خاك‌ورزی حفاظتی


كم‌خاك‌ورزی و بی‌خاك‌ورزی دو روش متداول در خاك‌ورزی حفاظتی است. در روش كم‌خاك‌ورزی عملیات بر حسب نوع گیاه و میزان بقایای محصول قبلی تا عمـــق کــافی(15-8 سانتی متر) برای قرار دادن کود و بذر و مخلوط کردن بقایا با لایه سطحی انجام می گیرد. در روش بی‌خاك‌ورزی هیچ نوع عملیات خاک ورزی صورت نمی­پذیرد و تنها ماشین کاشت كود و بذر را باحداقل به هم خوردگی در خاك قرارمی ­دهد. در روش بی‌خاك‌ورزی بقایای گیاهی در سطح خاك(روی خاک) رها می گردند.


روش های خاک ورزی حفاظتی در مناطق مختلف دنیا با توجه به شرایط خاک و اقلیم هر منطقه بومی گردیده و از مزایای ویژه ای که برای آن منطقه دارد استفاده می‌گردد


مزایای خاك‌ورزی حفاظتی در مناطق خشك


حفظ رطوبت خاك


یكی از مشخصات آب و هوای مناطق خشك و نیمه‌خشك، پایین بودن رطوبت نسبی هوا می‌باشد. پایین‌بودن رطوبت موجود در هوا، موجب افزایش شدت تبخیر و تعرق و در نتیجه افزایش آب مورد نیاز گیاهان می‌گردد. بطور مثال حدود 70-50 درصد آب آبیاری در فصل تابستان از طریق تبخیر و تعرق از دسترس گیاه خارج می‌شود.


یكی از راههای كاهش تبخیر، قبل از سایه انداخن کامل گیاه اصلی پوشش خاک با بقایای گیاهی حاصل از محصول قبلی میباشد. حفظ بقایای گیاهی در سطح یا نزدیك سطح خاك با عملیات بی‌خاك‌ورزی یا كم‌خاك‌ورزی باعث كاهش تبخیر از سطح خاك می­شود که از طریق كاهش درجه حرارت، جلوگیری از انتشار بخار آب، و كاهش سرعت باد در سطح تماس خاك با هوا صورت می‌گیرد. وجود بقایا در سطح خاك می تواند حدود 34 تا50 درصد تبخیر از سطح خاک را کاهش دهد.


با حفظ بقایای گیاهی در سطح یا نزدیك سطح خاك می­توان در مناطق خشک بخصوص در فصل تابستان دور آبیاری را افزایش داد.





افزایش درجه حرارت خاك در فصل پاییز و تعدیل آن در فصل تابستان


یكی از عوامل محیطی موثر بر سبزشدن و رشد و نمو گیاهان زراعی در روش بی‌خاك‌ورزی یا كم‌خاك‌ورزی درجه حرارت خاك می‌باشد. هوای معمولاً صاف مناطق خشك باعث دریافت حداكثر گرمای خورشید در روز و دفع سریع گرما در شب می‌شود. میزان این تغییرات در فصل تابستان گاهاً به 30 تا 40 درجه سانتی­گراد می‌رسد. مدیریت بقایای گیاهی با خاك‌ورزی حفاظتی در تعدیل درجه حرارت در مناطق خشك كمك می‌كند. بقایای سطحی به عنوان عایق های حرارتی عمل می­کنند که به دلیل انعکاس نور، کاهش تبخیر و کاهش تماس باد با سطح خاک است. در بهار در مناطق خشک که هوا رو به گرم شدن است، وجود بقایا در سطح یا نزدیک سطح خاک سبب کاهش متوسط دمای خاک در تمام عمق­ها می­شود. از طرف دیگر، با سرد شدن خاک (در پاییز) وجود بقایای گیاهی، خاک را گرمتر از خاک بدون پوشش نگه می دارد. می­توان از این پدیده در سبزكردن بذوری مانند پیاز، در فصل پاییز كه در روش رایج برای سبزكردن آن مقادیر زیادی شن مصرف می‌شود استفاده نمود. برای استفاده از شن دلایل گوناگون نظیر جلوگیری از سله بستن خاك، حفظ رطوبت خاك، جذب حرارت و گرم‌كردن خاك توسط كشاورزان بیان می‌گردد. حفظ بقایای گیاهی در سطح نیز می­توانداین شرایط را ایجاد کرده و ما نند شن عمل نماید و از مصرف بی رویه شن در مزارع جلوگیری کند.





افزایش حاصلخیزی خاك


همانطوركه قبلاً ذكر شد، یكی از مشخصات خاك‌های مناطق خشك و نیمه ‌خشك فقیربودن خاك این مناطق از مواد آلی می‌باشد. كشاورزان بقایای گیاهی را از مزرعه خارج كرده و می‌سوزانند. سوزاندن بقایای گیاهی هرچند روشی ارزان، سریع و آسان بوده و كنترل علفهای هرز، آفات و بیماریها را امكانپذیر می‌سازد. لیكن باعث فقیرشدن خاك‌های مناطق خشك از مواد آلی شده است. مدیریت بقایای گیاهی، از روش‌های اصلاح و حاصلخیزی خاك می‌باشد. مدیریت بقایای گیاهی، با خاك‌ورزی حفاظتی میسر است. حفظ بقایای گیاهی در سطح یا نزدیك سطح خاك در روش‌های بی‌خاك‌ورزی و كم‌خاك‌ورزی مقدار كربن­ آلی، ساختمان خاك و جمعیت كرمهای خاكی را نسبت به سوزاندن بقایای گیاهی بهبود می‌بخشد.





پیش ­رس كردن محصول در نظام دو كشتی


در بسیاری از مناطق خشك و نیمه‌خشك، دو محصول زراعی در سال كشت می‌گردد. استفاده از خاك‌ورزی مرسوم، عملیاتی زمان‌بر بوده و كشاورزان را با محدودیت زمانی درنظام دو كشتی مواجه می‌سازد. انجام عملیات خاك‌ورزی اولیه، ثانویه، مرزكشی و نهركنی به حداقل یك هفته پس از برداشت محصول اول و كاشت محصول دوم زمان نیاز دارد، این در حالی است كه به ازای یك روز استقرار سریعتر محصول دوم ( پس از برداشت محصول اول) در تابستان منجر به چند روز رسیدن سریعتر آن در فصل پاییز خواهد شد. خاک­ورزی حفاظتی زمان آماده سازی بستر بذر را نسبت به روش مرسوم به یک پنجم تا یک دهم کاهش داده که علاوه بر مزایای اقتصادی این روش آماده‌سازی زمین برای كشت پاییزه را نیز تسریع خواهد كرد.