چکیده
توزیع عمودی بذر، بقایای گیاهی، کودهای گرانوله و سایر ترکیبات شیمیائی در عمق خاک در اثر شخم با ادوات مختلف یکی از مباحث مهم در زراعت بهشمار میآید. به این منظور از مدل SeedChaser برای شناسائی الگوی توزیع عمودی بذر گندم در عمق ١٨- ٠سانتیمتری خاک، با استفاده از ١٥ تیپ دستگاه خاکورزی در مطالعه شبیهسازی و ٩ تیپ از این ادوات در آزمایش مزرعهای بهره گرفته شد. نتایج مدل برای ١٥ نوع ادوات شخم نشان داد که گاوآهنهای بیلچهای، خاکورز مرکب ،برگرداندار و تیلر دوار، بذور را تا عمقهای زیر ١٠ سانتیمتری دفن کردند در حالیکه حداکثر عمق دفن بذور با انجام شخم در ادوات کولتیواتور، خطیکار، کشت مستقیم در بقایا، زیرشکن و شخم نواری تا ٢ سانتیمتری خاک زراعی بود. در سایر ادوات (سوپرچیزل، سیکلوتیلر، دیسک، ردیفکار و چیزل) نیز بیشتر حجم پخشیدگی بذور در عمق متوسط بین ٨-٢ سانتی- متری خاک قرار داشت. نتایج همچنین نشان داد عمق بحرانی برای توزیع ٩٠ درصد بذور در گاوآهن برگرداندار، تیلر دوار و گاوآهن بیلچهای در عمقهای ١٤-١٨ سانتیمتری بود و برای سایر ادوات این عمق بحرانی بالای ١٠ سانتیمتری خاک بود .نتایج شبیهسازی نیز نشان داد که مدل بهخوبی قادر به شبیهسازی توزیع عمودی بذر در خاک است که در آن بیشترین مقادیر پراکندگی مربوط به چیزل و بالاترین دقت در نتایج حاصل از شخم با گاوآهن برگرداندار بود. بنابراین استفاده از نتایج این مدل میتواند در مطالعات بذر قابل توصیه باشد.
واژههای کلیدی: ادوات، بذر، شخم، عمق، مدل SeedChaser
مقدمه
در کشاورزی حفاظتی وضعیت بذور در عمقهای سطحی و بین بقایای گیاهی از جهت در معرض مسقیم قراردان بذور در شرایط محیطی و نهایتاً انتقال آنها به لایههای زیرین خاک در اثر شخم همیشه مورد سوال بوده است (6102 Loddo et al.,) و بنابراین اثر شخم روی توزیع عمودی بذر موجود در خاک یکی از فاکتورهای موثر در توان سبزشدن این بذور بهشمار میرود (6991 ,.Clemets et al). نظامهای خاکورزی توزیع عمودی و افقی بذر علفهای هرز در خاک و تعیین ترکیب گونه و ظهور آنها را تحت تأثیر قرار میدهند به نحویکه حدود ٦٠ درصد از کل بذور علف هرز در عمق صفر تا ٥ سانتیمتری یافت میشوند و تعداد آنها با افزایش عمق دارای ارتباطی لگاریتمی است ( ,.Chauhan et al2006). بر مبنای مطالعات صورت گرفته، شخم عامل اصلی جابجایی عمودی بذر در خاکهای زراعتی است (7991 ,Buhler et al.) و توزیع بذر در پروفیل خاک به عمق شخم و نوع ادوات مورد استفاده بستگی دارد (Gaba 1102 ,et al., 2014; Farouq et al.). توزیع عمودی بذر در خاک ضمن اینکه متأثر از اندازه و شکل بذر است (1993Thompson et al., )، بهشیوه موثری حاصل استفاده از ادوات متفاوت شخم نیز میباشد (Dessiant et 6991 ,.al). در همین ارتباط گزارش شده که شخم پس با گاوآهن برگرداندار ضمن اینکه سبب دفن بذور در عمق- های پایینتر خاک میشود، بر تغییر وزن مخصوص ظاهری خاک نیز موثر است (Parvin, 2012;
3102 Bhattaryya et al.,). در بیان تاثیر سسیستمهای شخم بر توزیع عمودی بذر در خاک، نتایج نشان داده که در سیستم بدون شخم بیشترین حجم بذر بانک بذر (٩٠درصد) در عمق ٠- ٥ سانتیمتری قرار گرفته است در حالیکه در شخم با چیزل ،٦٠ درصد حجم بذرها در لایه ٥-١٠ سانتیمتری و در شخم با گاواهن برگرداندار این اکثریت به ٧١ درصد آن هم در عمق ١٠-١٥ سانتیمتری اختصاص یافته است (0002 ,.Swanton et al). گوربر و همکاران (2010Gruber et al., ) نیز به پراکنش عمودی متفاوت بذر کلزا در خاک پس از شخم با ادوات برگردن- دار، چیزل و روتیواتور اذعان داشتهاند. مطالعات دیگری نیز نشان داده که تراکم بذور باقیمانده در لایه ٠-٥ سانتی- متری خاک در شرایط پس از خاکورزی با سیکلوتیلر بیشتر از شخم با گاوآهن سنتی و کولتیواتور بوده است(0002 ,.Rahman et al). از طرفی استفاده از خاکورزمرکب در قیاس با چیزل سبب توزیع مطلوب بذر در پروفیل خاک و مهیاشدن بستر مطلوب بذری نیز شدهاست (6102 Williams et al.,). در مطالعه دیگری ٨٠- ٩٠ درصد بذر در اثر شخم با چیزل در عمق بالای ١٠ سانتی-
متری خاک بودهاست (Hossein and Begum, 2015). در اثر شخم با خاکورز مرکب بر تحرک عمودی بذر در خاک، نتایج کلمنتس و همکاران ( Clements et al.,1996) نیز حاکی از تراکم حجم زیادی از بذور در عمق
١٥ سانتیمتری پس از شخم با گاوآهن برگرداندار بوده- است درحالیکه در شخم با چیزل یا در سیستم بدون شخم، بیش از ٦٠ درصد بذور در لایه بالاتر از ٥ سانتی- متری خاک یافت شدهاند. از طرفی تمایل به استفاده از سیستم بدون شخم (No tillage) امروزه بهعنوان یکی از راهکارهای کشاورزی حفاظتی جهت ماندگاری فعالیت آنزیمی و حفظ ذخیره رطوبتی خاک ( Tamm et al.,2016) و دفنشدن بذر در عمق ٥-١٥ سانتیمتری خاک شناخته شدهاست (1102 ,Caroca et al.). اوسکالناین و اوسکالنیس (Auskalniene and Auskalnis, 2009) نیز در بررسی خود گزارش دادند که در سیستم شخم حداقل بیشترین تراکم بذری در لایه صفر تا پنج سانتی- متری مشاهده شده است. در تحقیق دیگری بیشترین عمق دفن بذر در خاک بهترتیب مربوط به گاوآهن برگرداندار، شخم حفاظتی گزارش شده، ضمن اینکه میزان پخشیدگی بذر در عمق خاک در سیستم شخم کاهشیافته و بدون شخم یکسان بود ( ,Blaise et al.
2102 ,2015; Bilalise et al.). نتایج سینگ و همکاران (5102 ,Singh et al.) نیز بیانگر تجمع بذر در لایه صفر تا ٢ سانتیمتری خاک در اثر شخم حفاظتی و دفنشدن بذر در لایه ٥- ١٠ سانتیمتری خاک در سیستم کشت مستقیم است. چاوهان و همکاران ( ,Chauhan et al.
2006) با اشاره به نقش حجم خاک جابجاشده در شخم با ادوات کشاورزی مختلف نشان دادند که در سیستمهای شخم با حداقل جابجائی خاک، میزان بذور باقیمانده در لایههای سطحی خاک به مراتب بیشتر از شرایط شخم با ادوات با عمق شخم زیاد بوده است که همین مورد در کشت بذور ریز گیاهان زراعی در عمقهای سطحی در سیستمهای بدون شخم یا شخم حداقل عامل اصلیموفقیت سبزشدن بذور میباشد. یایکوف (Yankov, 2012) نیز در بررسی توزیع بذر گندم پس از شخم با ادوات دیسک، ادوات با عمق شخم ١٤-١٦ سانتیمتری و کشت مستقیم گزارش داد که بیشترین حجم دفنشدن بذر پس از شخم با دیسک در عمق ٤- ٦ سانتیمتری و در سایر ادوات در عمق ٥-٧ سانتیمتری بودهاست.
|
n 0cm ,tillage (P0cm ,0cm n 0cm ,start ) ....... (P18 cm ,0cm n18 بودcm , startکیفیت شلبودن خاک قبل از خاکورزی متغیر (خواهد (0002 ,.Swanton et al). مدلهای مختلفی برای . پیشبینی پویائی بانک بذر و سبزشدن بذور علفهای هرز . n18 cm ,tillage (P0cm ,18 cm n 0cm ,start ) ..... (P18 cm ,18 cm n18 درcm ,startدر سیستمهای زراعی گسترش یافتهاند اما (تاکنون |
در شناسائی توزیع عمودی بذر در خاک در خاک- ورزیهای مختلف، تیپ خاک نیز یکی از پارامترهای قابل بررسی است.کاردینا و همکاران (١٩٩١) گزارش دادند که الگوی توزیع عمودی بذر در خاک بعد ازخاکورزی در دو تیپ خاک لومی- سیلتی و لومی-رسی- سیلتی بسیار بهم نزدیک بوده و تفاوتی بارزی نداشتند ( Cardina et al.,1991). درحالیکه به عقیده سوانتون و همکاران( ٢٠٠٠) الگوی تغییرات بذر در خاک بسته به تیپ خاک و دیگر فاکتورهای مدیریتی از قبیل نوع شخم بهاره یا پاییزه و
|
مواد و روشها
چارچوب اصلی مدل SeedChaser برپایه ماتریکس لسلی (Cousens and Moss, 1990; Gonzalez-8991 ,.Andujar, 1997; Mead et al) است که احتمال جابجائی عمودی بذر از یک لایه به لایه دیگر خاک را حداکثر تا عمق ١٨ سانتیمتری پیشبینی می- کند. این برنامه در زبان جاوا نوشته شده و الگوی توزیع عمودی بذر یا هر ذره دیگری در خاک را در اثر شخم با ١٨ نوع دستگاه بهدست میدهد و رابطه کلی آن بهاین صورت است:
ایران از این مدلها استفادهای نشدهاست که شناخت آن نیاز اولیه برای مطالعه روابط مربوط به تولید بذر، توزیع بذر در بانک بذر، بقا و چرخههای کمون در بانک بذر خاک
و واکنش جوانهزنی و سبزشدن بذور است .SeedChaser یکی از مدلهای پیشبینی توزیع عمودی خاک با قدرت یک گرید در خاک است که الگوی جابجائی بذر علف هرز یا هر ذره یا گرانولهای را در خاک پس از شخم با ١٨ نوع سیستم شخم را پیشبینی میکند ( ,.Spokas et al2007). بنابراین شناخت نحوه توزیع عمودی بذر در خاک علاوه بر ارائه اطلاعاتی مفید در خصوص عمق دفنشدن بذور، توان سبزشدن بذر، قابل تعمیم به چگونگی توزیع بقایا سطحی گیاهی، ترکیبات شیمیائی، کودها،گرانولهها است، میتواند در مدلسازی سبزشدن و جوانهزنی بذر گیاهان زراعی و از همه مهمتر مطالعات علف هرز در شرایط محیطی بسیار پر اهمیت باشد. لذا انجام این تحقیق معرفی مدل SeedChaser برای پیشبینی عمودی توزیع بذر گندم (رقم سرداری) در خاک و ارزیابی توانائی این مدل در پیشبینی الگوی جابجائی بذور در پروفیل عمودی عمق خاک بوده است.
این آزمایش در سایت زراعی دانشگاه پیام نور مرکز سقز (٤٦و ١٧ دقیقه شمالی و ٣٦ و ١٤ دقیقه شرقی) درخرداد ماه سال ١٣٩٥ به اجرا درآمد. در ابتدا الگوی توزیع عمودی بذر در خاک با ١٥ تیپ دستگاه حاکورزی تعریف شده در مدل (جدول ١- شکل١) بر مبنای وجود مجموع ١٠٠٠ عدد بذر در خاک انتخاب و پس از اجرای مدل نتایج الگوی توزیع بذور از عمق صفر- ١٨ سانتیمتری استخراج شدند. سپس از بین ١٥ ادوات تعریفشده در مدل بسته به نوع ادوات معمول مورد استفاده در منطقه ،٩ تیپ از آنها (سوپر چیزل، زیرشکن، برگرداندار، کولتیواتور زراعی، خطیکار، ردیفکار، دیسک، چیزل و تیلر دوار) از شرکت ادوات کشاورزی سازه کشت کاوه بوکان تهیه و هر کدام در کرتهایی به مساحت ١ متر مربع در سه تکرار با سرعت ٧ کیلومتر در ساعت(Spokas 7002 ,et al.) بهکار گرفته شدند. بذر مورد استفاده گندم رقم سرداری بود که از مزراع منطقه در همان سال آزمایش جمعآوری شدند .در هر کرت ابتدا با حفر یک پروفیل عمقی تا لایه ١٨ سانتیمتری با استفاده از خط- کش و با دقت تمام اقدام به دفن ٣٠ عدد بذر گندم ازعمق ١٨ سانتیمتری به بالا شد و سپس هر عمق با یکسانتیمتر خاک (لومی-رسی) پوشانده شد (جدول ٢). ضمن اینکه عرض هر لایه نیز ٨٠ سانتیمتر در نظر گرفته شد که در آن ١٠ سانتیمتر از طرفین بهعنوان اثر حاشیه انتخاب گردید. لایه یک سانتیمتری خاک روی هر عمق بذری از همان خاک انتخاب و بهاندازه مناسب نیز روی لایه بذری فشرده شد. با اجرای عملیات شخم در هر کرت ابتدا توزیع افقی بذور در سطح کرت با متر اندازه- گیری شد و سپس با حفر مجدد پروفیل تعداد بذور موجود در هر لایه بهدقت شمارش گردید. در ادامه نتایج با استفاده از نرم افزار SAS, 2009)SAS) تجزیه و تحلیل شدند. برای سنجش کارایی مدل نیز از آمارههای ضریب تبیین (2R)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و نزدیکی به خط یک به یک استفاده شد.
