کم خاک ورزی راهکاری برای کشاورزی پایدار
خاکورزی عبارت است از بکارگیری یک یا چند عمل با یک نیروی مکانیکی مشخص که توسط یک وسیله خاکورزی به تمام یا بخشی از توده خاک اعمال می‌گردد. عملیات خاکورزی اجرا شده در یک توالی یا ترکیب مشخص برای تولید محصول، یک سیستم خاکورزی را تشکیل می‌دهد.
خاکورزی به منظور دفن بقایای گیاهی، مخلوط و ترکیب کود با خاک، از بین بردن علف‌های هرز، ایجاد بستر مناسب بذر، اصلاح رژیم آبی- گرمایی و وضعیت تهویه و نیز کمک به نفوذ بهتر ریشه اجرا می‌شود. به طور کلی سیستم‌های خاکورزی را می توان به دو دسته تقسیم نمود: دسته‌ای که در آن بقایای گیاهی قبل از خاکورزی کنده یا سوزانده می‌شود و دیگری دسته ای که در آن بقایای گیاهی در مزرعه باقی می‌ماند. در صورت نبود بقایای گیاهی، سیستم خاکورزی یا از نوع معمولی با یا بدون استفاده از گاوآهن برگرداندار می‌باشد و یا از نوع بدون خاکورزی می‌باشد.
سیستم‌های خاکورزی با حضور بقایای گیاهی به سه دسته تقسیم می‌شوند. این طبقه‌بندی براساس میزان سطح پوشیده مزرعه از بقایا در موقع کاشت بنام خاکورزی حفاظتی (بقایای گیاهی بیش از ٣٠ درصد سطح مزرعه را هنگام کاشت می‌پوشانند)، کمینه‌ورزی (بقایا بین ١٥ تا ٣٠ درصد را می‌پوشانند) و خاکورزی معمولی (بقایا کمتر از ١٥ درصد سطح مزرعه را پوشش می‌دهند) می باشد.
خاکورزی حفاظتی در برگیرنده سیستم‌هایی خاکورزی مالچی، خاکورزی جوی و پشته‌ای، بدون خاکورزی، کمینه‌ورزی، خاکورزی معمولی، خاکورزی با گاوآهن و خاکورزی سطحی می باشد.
کم خاکورزی
با توجه به وجود بقایا بر روی سطح زمین، کاهش فرسایش بادی و آبی خاک یکی از مهم ترین مزایای استفاده از سیستم کم خاک ورزی است. وجود بقایا بر روی سطح خاک با کاهش سرعت اکسیداسیون مواد آلی خاک، سبب جلوگیری از تخریب این مواد می شود. وجود بقایا بر روی سطح زمین با کاهش سرعت روان آب، زمان بیش تری را برای نفوذ به خاک در اختیار آن قرار داده و در نتیجه رطوبت قابل دسترس بیش تری را برای رشد محصول فراهم می کند. همچنین کاهش تعداد عملیات در مزرعه سبب صرفه جویی در هزینه های مربوط به سوخت و کارگر می شود. کاهش رفت و آمد های چرخ های تراکتور بر روی خاک، میزان فشردگی خاک را کاهش داده و سبب نفوذ بیشتر آب و افزایش توسعه ریشه می شود.
به بیان دیگر، حفظ پوشش گیاهی روی سطح خاک، ساده‌ترین روش کنترل فرسایش آبی و بادی است. با مدیریت صحیح، بقایای گیاهی بیشتری روی سطح نگه داشته می‌شود، این امر موجب کاهش روان‌آب، تلفات رسوبی و آلودگی هوا شده و سطح خاک را در برابر فرسایش بادی محافظت می کند.عملیات کم خاک ورزی، به خاطر افزایش رطوبت ذخیره شده در خاک که تقریبا همیشه بحرانی‌ترین عامل در تولید محصولات است؛ قابلیت افزایش عملکرد محصول را نیز داراست.
کم خاکورزی و کیفیت خاک
خاکورزی از طریق شدت بخشیدن فرسایش و تغییر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی؛ کیفیت خاک را تحت تأثیر قرار می‌دهد. خاکورزی با ایجاد تغییرات کوتاه‌مدت در شرایط خاک، تغییرات درازمدت را نیز به دنبال دارد. درخصوص تأثیر خاکورزی همراه با حفظ بقایای گیاهی بر کیفیت محیط زیست، بایستی ارزیابی صورت گیرد. اما در بخش‌هایی از جهان بقایای گیاهی به منظور تغذیه حیوانات، سوخت، کاغذسازی و مواد ساختمانی مصرف می‌شود. در برخی موارد نیز بقایای گیاهی به منظور تغذیه حیوانات، سوخت، کاغذسازی و مواد ساختمانی مصرف می‌شود. در برخی موارد نیز بقایای گیاهی توسط حیوانات مصرف و یا در غیر این صورت سوزانده می‌شوند و خاکورزی بدون بقایای گیاهی انجام می‌شود. خاکورزی بدون بقایای گیاهی نیز کیفیت محیط را همانند خاکورزی با بقایا تحت تأثیر قرار می‌دهد. با وجود این، اطلاعات کمی در خصوص تأثیرات درازمدت خاکورزی بدون بقایای گیاهی بر کیفیت محیط در دسترس می‌باشد. بنابر این نتیجه‌گیری‌ها براساس اثرات کوتاه مدت بوده و به اثرات درازمدت تعمیم داده می‌شوند. تفاوت در مقدار مواد آلی خاک در اثر عملیات خاکورزی بخوبی ثابت شده است. بائر و بلک (١٩٨١) تفاوت‌هایی در مقدار کربن آلی (که مستقیماً با مواد آلی خاک ارتباط دارد) بین مدیریت شخم متداول و سیستم‌های با فشردگی کمتر گزارش کرده‌اند. در بعضی خاک‌ها که عملیات خاکورزی کمتری داشتند ٤٤% کربن آلی بیشتری مشاهده شد (Bauer & Black, 1981).
کم خاکورزی و فرسایش خاک
فرسایش خاک یک مشکل جهانی است که به طور جدی منابع آب و خاک را تهدید می کند. برای تشکیل یک سانتی متر خاک بیش از سیصد سال زمان لازم است. از این نظر، جلوگیری از فرسایش خاک به منظور حفظ ثروت های ارزشمند طبیعی امری حیاتی به شمار می رود. نوع بهره برداری از اراضی عامل بسیار مهمی در فرسایش و تولید رسوب حوضه های آبخیز به شمار می رود. فرسایش خاک توسط باد و آب علت اصلی افت کیفیت خاک می‌باشد. خاکورزی با فرسایش آبی و بادی موجب اتلاف خاک می‌گردد. اتلاف خاک توسط آب و باد ارتباط نزدیکی با شرایط خاک سطح‌الارض دارد که با خاکورزی تغییر می‌کند.
فرسایش آبی خاک موجب جدا شدن ذرات خاک و در نتیجه انتقال آن‌ها در اثر آبشویی می‌گردد. پراکنده شدن خاک در اثر ضربه قطرات باران و نیز در اثر جریان آب (آبشویی) اتفاق می‌افتد. هر نوع عملیات مدیریتی برروی ضربه قطرات باران بر تفکیک و پراکندگی خاک تأثیر می‌گذارد. حضور محصولات در حال رشد یا مالچ‌ها در سطح خاک و یا حالت‌های سخت و کلوخه‌ای خاک ضربه قطرات باران و در نتیجه اتلاف حاصل از باران را کاهش می‌دهد. مانرینگ و فنستر(١٩٧٧) گزارش کردند که با افزایش بقایای گیاهی مربوط به سیستم‌های خاکورزی، اتلاف خاک به صورت نمایی کاهش یافت (Mannering & Fenster, 1977).
در سیستم کم خاکورزی، درصدی از بقایای گیاهی در سطح خاک رها شده و بهم خوردگی خاک به حداقل می رسد. بقایای گیاهی در سطح خاک قابلیت فرسایش ناشی از بارندگی را با فرو نشاندن انرژی قطرات باران قبل از برخورد به سطح خاک، کاهش می‌دهند. آن‌ها همچنین موجب کاهش قابلیت فرسایش خاک به دلیل تجمع بهتر همراه با ماده آلی بیشتر در لایه‌های سطحی خاک می‌گردند. این اثرات خود را در اتلاف کمتر خاک نشان می‌دهند.
اتلاف خاک پوشیده با بقایای گیاهی، در خاکورزی حفاظتی، بسیار کمتر از خاک لخت می‌باشد. لوپز و همکاران(2000) در مطالعات تونل باد پوشش ٣٠ درصدی بقایای گیاهی دریافتند که اتلاف خاک تا ٧٠ درصد کاهش یافته و بقایای سرپا حدود ٦ برابر از بقایای پهن شده در کنترل فرسایش بادی مؤثرتر هستند. کم خاکورزی نسبت به خاکورزی معمولی از خاک حفاظت بیشتری می‌کند چون فرسایش بادی کمتر در سطح خاک (حدود ١٠ درصد کمتر) اتفاق می‌افتد(Lopez et al., 2000).
کم خاک ورزی و فشردگی خاک
در نتیجه حرکت چرخ تراکتور و یا ادوات خاکورزی مناطق فشرده شده بوجود می‌آید. حرکت چرخ بدون کنترل باعث فشردگی یکنواخت کل مزرعه می‌شود که وزن مخصوص و استحکام زیاد خاک از علائم مشخصه آن است. این افزایش وزن مخصوص ظاهری تقریباً به کاهش خلل و فرج درشت بین خاک دانه‌ها منجر می‌شود. کاهش خلل و فرج درشت باعث کاهش نفوذپذیری آب و افزایش روان آب می‌شود. تداوم کاربرد بعضی از ادوات خاکورزی (گاوآهن برگرداندار، کولتیواتورها و هرس دوار) در یک عمق ثابت می‌تواند باعث تشکیل لایه سخت ناشی از خاکورزی شود.
جمع بندی و پیشنهادات
جمع بندی مطالب گفته شده را می توان در موارد زیر خلاصه نمود:
1- خاکورزی سطحی مناسب می‌تواند با ایجاد لایه خاکورزی شده نرم و متخلخل که نگهدارنده رطوبت سطحی بوده و ورود آب به خاک را تسریع می‌نماید، نفوذ آب به خاک‌های با نفوذپذیری کم را در طول فصل مرطوب(از طریق کند نمودن تبخیر و تأمین زمان بیشتر برای نفوذ عمقی آب به خاک) تسهیل نماید و کمک شایانی به ذخیره رطوبت کند
2- در برخی از خاک‌هایی که خاکورزی کمتری دارند کربن آلی بیشتری مشاهده می‌شود.
3- اثر قابل توجه خاکورزی بر تولید محصولات، اغلب به مناطق نیمه خشک محدود می‌شود چرا که بارندگی در این مناطق ناچیز است. کمبود آب سبب ایجاد محدودیت‌های اقتصادی در کاربرد عملیات خاکورزی می‌شود. مقدار بقایای گیاهی در این مناطق عموماً کم بوده که این خود راهکارهای مدیریتی برای اهداف حفاظتی و تولیدی را محدود می‌کند.
٤- سیستم شخم کم خاک ورزی در کاهش فرسایش خاک بسیار مؤثر بوده و می‌تواند فرسایش خاک را کاهش دهد.
5- کاهش شدت خاکورزی باعث جایگزینی مواد آلی خاک و دستیابی به یک توازن مناسب آن ها شود. به همین دلیل، نظام‌های شخم کاهش یافته و یا بدون شخم برای مدیریت مواد آلی خاک امیدبخش هستند.
در راستای نهادینه کردن کشاورزی حفاظتی بخصوص عملیات کم خاک ورزی در بین کشاورزان باید موارد زیر در دستور کار قرار گیرد:
- بررسی های علمی بیشتر بر روی شیوه های کم خاک ورزی در مجامع تحقیقاتی و دانشگاهی
- تلاش در جهت آشناسازی کشاورزان با این روش ها
- سرمایه گذاری دولتی در این زمینه
ناصر رضایی- منصوررحیمی
خاکورزی عبارت است از بکارگیری یک یا چند عمل با یک نیروی مکانیکی مشخص که توسط یک وسیله خاکورزی به تمام یا بخشی از توده خاک اعمال می‌گردد. عملیات خاکورزی اجرا شده در یک توالی یا ترکیب مشخص برای تولید محصول، یک سیستم خاکورزی را تشکیل می‌دهد.
خاکورزی به منظور دفن بقایای گیاهی، مخلوط و ترکیب کود با خاک، از بین بردن علف‌های هرز، ایجاد بستر مناسب بذر، اصلاح رژیم آبی- گرمایی و وضعیت تهویه و نیز کمک به نفوذ بهتر ریشه اجرا می‌شود. به طور کلی سیستم‌های خاکورزی را می توان به دو دسته تقسیم نمود: دسته‌ای که در آن بقایای گیاهی قبل از خاکورزی کنده یا سوزانده می‌شود و دیگری دسته ای که در آن بقایای گیاهی در مزرعه باقی می‌ماند. در صورت نبود بقایای گیاهی، سیستم خاکورزی یا از نوع معمولی با یا بدون استفاده از گاوآهن برگرداندار می‌باشد و یا از نوع بدون خاکورزی می‌باشد.
سیستم‌های خاکورزی با حضور بقایای گیاهی به سه دسته تقسیم می‌شوند. این طبقه‌بندی براساس میزان سطح پوشیده مزرعه از بقایا در موقع کاشت بنام خاکورزی حفاظتی (بقایای گیاهی بیش از ٣٠ درصد سطح مزرعه را هنگام کاشت می‌پوشانند)، کمینه‌ورزی (بقایا بین ١٥ تا ٣٠ درصد را می‌پوشانند) و خاکورزی معمولی (بقایا کمتر از ١٥ درصد سطح مزرعه را پوشش می‌دهند) می باشد.
خاکورزی حفاظتی در برگیرنده سیستم‌هایی خاکورزی مالچی، خاکورزی جوی و پشته‌ای، بدون خاکورزی، کمینه‌ورزی، خاکورزی معمولی، خاکورزی با گاوآهن و خاکورزی سطحی می باشد.
کم خاکورزی
با توجه به وجود بقایا بر روی سطح زمین، کاهش فرسایش بادی و آبی خاک یکی از مهم ترین مزایای استفاده از سیستم کم خاک ورزی است. وجود بقایا بر روی سطح خاک با کاهش سرعت اکسیداسیون مواد آلی خاک، سبب جلوگیری از تخریب این مواد می شود. وجود بقایا بر روی سطح زمین با کاهش سرعت روان آب، زمان بیش تری را برای نفوذ به خاک در اختیار آن قرار داده و در نتیجه رطوبت قابل دسترس بیش تری را برای رشد محصول فراهم می کند. همچنین کاهش تعداد عملیات در مزرعه سبب صرفه جویی در هزینه های مربوط به سوخت و کارگر می شود. کاهش رفت و آمد های چرخ های تراکتور بر روی خاک، میزان فشردگی خاک را کاهش داده و سبب نفوذ بیشتر آب و افزایش توسعه ریشه می شود.
به بیان دیگر، حفظ پوشش گیاهی روی سطح خاک، ساده‌ترین روش کنترل فرسایش آبی و بادی است. با مدیریت صحیح، بقایای گیاهی بیشتری روی سطح نگه داشته می‌شود، این امر موجب کاهش روان‌آب، تلفات رسوبی و آلودگی هوا شده و سطح خاک را در برابر فرسایش بادی محافظت می کند.عملیات کم خاک ورزی، به خاطر افزایش رطوبت ذخیره شده در خاک که تقریبا همیشه بحرانی‌ترین عامل در تولید محصولات است؛ قابلیت افزایش عملکرد محصول را نیز داراست.
کم خاکورزی و کیفیت خاک
خاکورزی از طریق شدت بخشیدن فرسایش و تغییر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی؛ کیفیت خاک را تحت تأثیر قرار می‌دهد. خاکورزی با ایجاد تغییرات کوتاه‌مدت در شرایط خاک، تغییرات درازمدت را نیز به دنبال دارد. درخصوص تأثیر خاکورزی همراه با حفظ بقایای گیاهی بر کیفیت محیط زیست، بایستی ارزیابی صورت گیرد. اما در بخش‌هایی از جهان بقایای گیاهی به منظور تغذیه حیوانات، سوخت، کاغذسازی و مواد ساختمانی مصرف می‌شود. در برخی موارد نیز بقایای گیاهی به منظور تغذیه حیوانات، سوخت، کاغذسازی و مواد ساختمانی مصرف می‌شود. در برخی موارد نیز بقایای گیاهی توسط حیوانات مصرف و یا در غیر این صورت سوزانده می‌شوند و خاکورزی بدون بقایای گیاهی انجام می‌شود. خاکورزی بدون بقایای گیاهی نیز کیفیت محیط را همانند خاکورزی با بقایا تحت تأثیر قرار می‌دهد. با وجود این، اطلاعات کمی در خصوص تأثیرات درازمدت خاکورزی بدون بقایای گیاهی بر کیفیت محیط در دسترس می‌باشد. بنابر این نتیجه‌گیری‌ها براساس اثرات کوتاه مدت بوده و به اثرات درازمدت تعمیم داده می‌شوند. تفاوت در مقدار مواد آلی خاک در اثر عملیات خاکورزی بخوبی ثابت شده است. بائر و بلک (١٩٨١) تفاوت‌هایی در مقدار کربن آلی (که مستقیماً با مواد آلی خاک ارتباط دارد) بین مدیریت شخم متداول و سیستم‌های با فشردگی کمتر گزارش کرده‌اند. در بعضی خاک‌ها که عملیات خاکورزی کمتری داشتند ٤٤% کربن آلی بیشتری مشاهده شد (Bauer & Black, 1981).
کم خاکورزی و فرسایش خاک
فرسایش خاک یک مشکل جهانی است که به طور جدی منابع آب و خاک را تهدید می کند. برای تشکیل یک سانتی متر خاک بیش از سیصد سال زمان لازم است. از این نظر، جلوگیری از فرسایش خاک به منظور حفظ ثروت های ارزشمند طبیعی امری حیاتی به شمار می رود. نوع بهره برداری از اراضی عامل بسیار مهمی در فرسایش و تولید رسوب حوضه های آبخیز به شمار می رود. فرسایش خاک توسط باد و آب علت اصلی افت کیفیت خاک می‌باشد. خاکورزی با فرسایش آبی و بادی موجب اتلاف خاک می‌گردد. اتلاف خاک توسط آب و باد ارتباط نزدیکی با شرایط خاک سطح‌الارض دارد که با خاکورزی تغییر می‌کند.
فرسایش آبی خاک موجب جدا شدن ذرات خاک و در نتیجه انتقال آن‌ها در اثر آبشویی می‌گردد. پراکنده شدن خاک در اثر ضربه قطرات باران و نیز در اثر جریان آب (آبشویی) اتفاق می‌افتد. هر نوع عملیات مدیریتی برروی ضربه قطرات باران بر تفکیک و پراکندگی خاک تأثیر می‌گذارد. حضور محصولات در حال رشد یا مالچ‌ها در سطح خاک و یا حالت‌های سخت و کلوخه‌ای خاک ضربه قطرات باران و در نتیجه اتلاف حاصل از باران را کاهش می‌دهد. مانرینگ و فنستر(١٩٧٧) گزارش کردند که با افزایش بقایای گیاهی مربوط به سیستم‌های خاکورزی، اتلاف خاک به صورت نمایی کاهش یافت (Mannering & Fenster, 1977).
در سیستم کم خاکورزی، درصدی از بقایای گیاهی در سطح خاک رها شده و بهم خوردگی خاک به حداقل می رسد. بقایای گیاهی در سطح خاک قابلیت فرسایش ناشی از بارندگی را با فرو نشاندن انرژی قطرات باران قبل از برخورد به سطح خاک، کاهش می‌دهند. آن‌ها همچنین موجب کاهش قابلیت فرسایش خاک به دلیل تجمع بهتر همراه با ماده آلی بیشتر در لایه‌های سطحی خاک می‌گردند. این اثرات خود را در اتلاف کمتر خاک نشان می‌دهند.
اتلاف خاک پوشیده با بقایای گیاهی، در خاکورزی حفاظتی، بسیار کمتر از خاک لخت می‌باشد. لوپز و همکاران(2000) در مطالعات تونل باد پوشش ٣٠ درصدی بقایای گیاهی دریافتند که اتلاف خاک تا ٧٠ درصد کاهش یافته و بقایای سرپا حدود ٦ برابر از بقایای پهن شده در کنترل فرسایش بادی مؤثرتر هستند. کم خاکورزی نسبت به خاکورزی معمولی از خاک حفاظت بیشتری می‌کند چون فرسایش بادی کمتر در سطح خاک (حدود ١٠ درصد کمتر) اتفاق می‌افتد(Lopez et al., 2000).
کم خاک ورزی و فشردگی خاک
در نتیجه حرکت چرخ تراکتور و یا ادوات خاکورزی مناطق فشرده شده بوجود می‌آید. حرکت چرخ بدون کنترل باعث فشردگی یکنواخت کل مزرعه می‌شود که وزن مخصوص و استحکام زیاد خاک از علائم مشخصه آن است. این افزایش وزن مخصوص ظاهری تقریباً به کاهش خلل و فرج درشت بین خاک دانه‌ها منجر می‌شود. کاهش خلل و فرج درشت باعث کاهش نفوذپذیری آب و افزایش روان آب می‌شود. تداوم کاربرد بعضی از ادوات خاکورزی (گاوآهن برگرداندار، کولتیواتورها و هرس دوار) در یک عمق ثابت می‌تواند باعث تشکیل لایه سخت ناشی از خاکورزی شود.
جمع بندی و پیشنهادات
جمع بندی مطالب گفته شده را می توان در موارد زیر خلاصه نمود:
1- خاکورزی سطحی مناسب می‌تواند با ایجاد لایه خاکورزی شده نرم و متخلخل که نگهدارنده رطوبت سطحی بوده و ورود آب به خاک را تسریع می‌نماید، نفوذ آب به خاک‌های با نفوذپذیری کم را در طول فصل مرطوب(از طریق کند نمودن تبخیر و تأمین زمان بیشتر برای نفوذ عمقی آب به خاک) تسهیل نماید و کمک شایانی به ذخیره رطوبت کند
2- در برخی از خاک‌هایی که خاکورزی کمتری دارند کربن آلی بیشتری مشاهده می‌شود.
3- اثر قابل توجه خاکورزی بر تولید محصولات، اغلب به مناطق نیمه خشک محدود می‌شود چرا که بارندگی در این مناطق ناچیز است. کمبود آب سبب ایجاد محدودیت‌های اقتصادی در کاربرد عملیات خاکورزی می‌شود. مقدار بقایای گیاهی در این مناطق عموماً کم بوده که این خود راهکارهای مدیریتی برای اهداف حفاظتی و تولیدی را محدود می‌کند.
٤- سیستم شخم کم خاک ورزی در کاهش فرسایش خاک بسیار مؤثر بوده و می‌تواند فرسایش خاک را کاهش دهد.
5- کاهش شدت خاکورزی باعث جایگزینی مواد آلی خاک و دستیابی به یک توازن مناسب آن ها شود. به همین دلیل، نظام‌های شخم کاهش یافته و یا بدون شخم برای مدیریت مواد آلی خاک امیدبخش هستند.
در راستای نهادینه کردن کشاورزی حفاظتی بخصوص عملیات کم خاک ورزی در بین کشاورزان باید موارد زیر در دستور کار قرار گیرد:
- بررسی های علمی بیشتر بر روی شیوه های کم خاک ورزی در مجامع تحقیقاتی و دانشگاهی
- تلاش در جهت آشناسازی کشاورزان با این روش ها
- سرمایه گذاری دولتی در این زمینه
ناصر رضایی- منصوررحیمی
دیدگاه ها