اثر سامانه های مختلف خاک ورزی بر ویژگی‌های خاک، مصرف سوخت و عملکرد گندم در تناوب گندم-کنجد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز

2 دانشیار بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز

3 بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران.

چکیده

علیرغم قدمت نسبتاً طولانی خاک ورزی حفاظتی در دنیا، این فناوری در کشور ما نوپا است، بنابراین بررسی آثار آن بر ویژگی‌های خاک و عملکرد محصولات مختلف ضروری است. از این رو، این پژوهش در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با پنج تیمار و چهار تکرار از سال 1389 تا 1393 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی داراب فارس انجام شد. تیمارها عبارت بودند از T1) کم­خاک ورزی با خاک ورز مرکب (عمق 15 سانتی متر)، T2) کشت مستقیم گندم و کنجد به مدت چهار سال، T3) کشت مستقیم کنجد به مدت چهار سال وکشت مستقیم گندم در سال‌های اول، دوم و چهارم و کشت مرسوم آن در سال سوم ، T4) کشت مستقیم گندم به مدت چهار سال وکشت مستقیم کنجد در سال‌های اول، دوم و چهارم و کشت مرسوم آن در سال سوم و T5) خاک‌ورزی مرسوم با استفاده از گاوآهن برگردان دار (عمق 25 سانتی متر)، دیسک و لولر. رطوبت خاک، جرم مخصوص ظاهری خاک، پایداری خاکدانه ها، درصد برگردان شدن پسماندهای گیاهی، سوخت مصرفی، ظرفیت مزرعه ای و عملکرد گندم اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که روش‌ بی خاک‌ورزی در کشت گندم رطوبت خاک را در مقایسه با خاک ورزی مرسوم تا 18 درصد افزایش داد، اما اثر معنی داری بر جرم مخصوص ظاهری خاک نداشت. همچنین، روش های خاک ورزی حفاظتی در مقایسه با خاک ورزی مرسوم مصرف سوخت را تا 77 درصد کاهش و ظرفیت مزرعه ای مؤثر انجام عملیات تهیه زمین و کاشت را 8/2 برابر افزایش دادند.  عملکرد گندم در تیمارهای خاک ورزی حفاظتی به طور معنی­داری کمتر از روش خاک ورزی مرسوم بود (تا 21 درصد) که به نظر می­رسد خاک لومی منطقه داراب نیاز به زمان بیشتری دارد تا بتواند با روش­های خاک ورزی حفاظتی سازگار گردد. مقایسه اقتصادی تیمارها نیز نشان داد که روش­های خاک ورزی حفاظتی توان رقابت با خاک ورزی مرسوم را ندارند و خاک ورزی مرسوم اولویت اول تهیه زمین در تناوب گندم-کنجد در منطقه داراب می­باشد و کم خاک ورزی و کشت مستقیم به ترتیب در اولویت­های بعدی قرار می­گیرند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effects of tillage systems on soil properties, fuel consumption,and wheat yield in the wheat-sesame rotation

نویسندگان [English]

  • Sadegh Afzalinia 1
  • Alidad Karami 2
  • Sayed Mansour Alavimanesh 3
1 Associate Professor, Department of Agricultural Engineering Research, Fars Research and Education Center for Agriculture and Natural Resources, AREEO, Shiraz, Iran
2 AAssociate Professor, Department of Soil and Water Research, Fars Research and Education Center for Agriculture and Natural Resources, AREEO, Shiraz, Iran
3 Department of Agricultural Engineering Research, Fars Research and Education Center for Agriculture and Natural Resources, AREEO, Shiraz, Iran.
چکیده [English]

Despite the relatively long history of conservation tillage in the world, this technology is still new in Iran; therefore, evaluating effects of conservation tillage on soil properties and crops yield is necessary. Thus, this study was conducted using a randomized complete block experimental design with five treatments and four replications in Darab region of Fars province for four years (2010-2014). Treatments were T1) reduced tillage with 15 cm tilling depth, T2) wheat and sesame direct seeding, T3) sesame direct seeding for four years, wheat direct seeding for the first two years and the fourth year, and conventional planting in the third year, T4) wheat direct seeding for four years, sesame direct seeding for the first two years and the fourth year, and conventional planting in the third year, and T5) conventional tillage using moldboard plough (tilling depth of 25 cm), disk harrow, and land leveler. Soil moisture content, soil aggregates, soil bulk density, percentage of residue inversion, fuel consumption, field capacity, and wheat yield were measured. Results showed that conservation tillage methods increased soil moisture content by up to 18%, but soil bulk density was not affected by tillage methods. Conservation tillage methods decreased fuel consumption compared to the conventional tillage by up to 77% and increased effective field capacity for seed bed preparation and planting for up to 2.8 times. Wheat yield significantly decreased in the conservation tillage methods compared to the conventional tillage by 21%; therefore, soil needs more time to get adapted to the conservation tillage conditions in Darab region. Economic evaluation also showed that conventional tillage was the first option for the seed bed preparation in the wheat-sesame cropping system in Darab region, and the reduced and no-till were the second and third priorities, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil aggregates stability
  • soil bulk density
  • soil moisture content
  • tillage methods

مراجع

  1. ضیاییان، ع.، ف. مشیری و غ.ر. زارعیان. 1397. اثر دو روش کشت کم‌خاک‌ورزی و مرسوم بر نیتروژن و آب مصرفی گندم. نشریه پژوهش‌های خاک (علوم خاک و آب). جلد 32، شماره 4، صفحه های 431-442.
  2. کرمی، ع.، ر. زارع، و و. جهاندیده مهجن‌آبادی. 1396. کاربرد تئوری فرکتالی در کمّی‌سازی ساختمان برخی از راسته‌های خاک در استان فارس. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). جلد 31، شماره 4، صفحه های 1186-1171.
  3. Abdipur, M., N. Heidarpur, B. Vaezi, V. Bavei, A.H. Ghanbari, and S. Sajad Talaee. 2012. The effect of different tillage methods on yield and yield components of bread wheat under rainfed conditions. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Science. 12(9): 1205-1208.
  4. Afzalinia, S., and J. Zabihi. 2014. Soil compaction variation during corn growing season under conservation tillage. Soil Till. Res. 137: 1-6.
  5. Afzalinia, S., M.A. Behaeen, A. Karami, A. Dezfuli, and A. Ghasari. 2011. Effect of conservation tillage on the soil properties and cotton yield. In 11th International Congress on Mechanization and Energy in Agriculture.  Proc. of Conf.,Istanbul, Turkey. 21-23 Sept. 2011. Namik Kemal University, Istanbul, Turkey.
  6. Afzalinia, S., A. Khosravani, A. Javadi, D. Mohammadi, and S. M. Alavimanesh. 2010. Effect of conservation tillage and planting methods on the soil properties, grain drill performance, wheat yield, and wheat yield components. In International Conference on Agricultural Engineering. ‍Proc. of Conf.,Clermont Ferrand, France. 6-8 Sept. 2010. Clermont Ferrand, France.
  7. Afzalinia, S., E. Dehghanian, and M.H. Talati. 2009. Effect of conservation tillage on soil physical properties, fuel consumption, and wheat yield. In 4th Conference on Energy Efficiency and Agricultural Engineering. Proc. of Conf., Rousse, Bulgaria. 1-3 Oct. 2009. Rousse, Bulgaria.
  8. Al-Issa, T.A., and N.H. Samarah. 2007. The effect of tillage on barley production under rainfed condition of Jordan. Am.-Eur. J. Agr. Environ. Sci. 2(1): 57-59.
  9. Ali, S.A., L. Tedone, L. Verdini, E. Cazzato, and G.D. Mastro. 2019. Wheat response to no-tillage and nitrogen fertilization in a long-term faba bean-based rotation. Agronomy. 9: 1-18.
  10. Armstrong, R.D., R. Perris, M. Munn, K. Dunsford, F. Robertson, G.J. Hollaway, and G.J. O’Leary. 2019. Effects of long-term rotation and tillage practice on grain yield and protein of wheat and soil fertility on a Vertosol in a medium-rainfall temperate environment. Crop Pasture Sci. 70: 1-15.
  11. Behaeen, M.A., S. Afzalinia, and M. Roozbeh. 2011. Impact of crop residue management on the crop yield, soil organic matter, and soil properties in irrigated wheat-corn rotation. In 11th International Congress on Mechanization and Energy in Agriculture. Proc. of Conf., Istanbul, Turkey. 21-23 Sept. 2011. Namik Kemal University, Istanbul, Turkey.
  12. Carr, P.M., R.D. Horsley, and W.W. Poland. 2003a. Tillage and seeding rate effects on wheat cultivars: I. Grain production. Crop Sci. 43: 202–209.
  13. De Vita, P., E. Di Paolo, G. Fecondo, N. Di Fonzo, and M. Pisante. 2007. No-tillage and conventional tillage effects on durum wheat yield, grain quality and soil moisture content in southern Italy. Soil Till. Res. 92(1-2): 69-78.
  14. Díaz-Zorita, M., E. Perfect, and J.H. Grove. 2002. Descriptive methods for assessing soil structure. Soil Till. Res. 64: 3-22.
  15. Erenstein, O., and V. Laxmi. 2008. Zero tillage impacts in India’s rice–wheat systems: A review. Soil Till. Res. 100: 1-14.
  16. Fabrizzi, K.P., F.O. Garćia, J.L. Costa, and L.I. Picone. 2005. Soil water dynamics, physical properties and corn and wheat responses to minimum and no-tillage systems in the southern Pampas of Argentina. Soil Till. Res. 81: 57-69.
  17. Faeznia, F., and Z. Shamabadi. 2012. Evaluation the effect of conservation tillage on rain-fed wheat yield and energy Efficiency. Inter. J. Agr. Crop Sci. 4(22): 1706-1713.
  18. Grigoras, M.A., A. Popescu, I. Negrutiu, M. Gidea, I. Has, and D. Pamfil. 2013. Effect of no-tillage system and fertilization on wheat production. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca. 41(1): 208-212.
  19. Guan, D., Y. Zhang, M.M. Al-Kaisi, Q. Wanga, M. Zhang, and Z. Li. 2015. Tillage  practices  effect  on  root  distribution  and  water  use  efficiency  of winter  wheat  under  rain-fed  condition  in  the  North  China  Plain. Soil Till. Res. 146: 286-295.
  20. Karamia, A., M. Homaeea, S. Afzalinia, H. Ruhipourc, and S. Basirat. 2012. Organic resource management: Impacts on soil aggregate stability and other soil physico-chemical properties. Agric. Ecosyst. Environ. 148: 22–28.
  21. Kumar, V., S. Kumar, R.K. Naresh, P. Kumar, S.P. Singh, A. Dwivedi, A. Kumar, R. Kumar, A. Singh, and A.S. Yadav. 2017. Conservation agriculture and its impact on soil quality and wheat yield: A Western Uttar Pradesh perspective. Inter. J. Chemical Studies. 5(1): 351-355.
  22. Kumudini, S., L. Grabau, D. Van Sanford, and A. Omielan. 2008. Analysis of yield-formation processes under no-till and conventional tillage for soft red winter wheat in the south-central region. Agronomy J. 100(4): 1026-1032.
  23. Leghari, N., M.S. Mirjat, A.Q.M. Mughal, I. Rajpar, and H. Magsi. 2015. Effect of different tillage methods on the growth, development, yield and yield components of bread wheat. Inter. J. Agronomy Agr. Res. 6(5): 36-46.
  24. Li, H., J. He, H. Gao, Y. Chen, and Zh. Zhang. 2015. The effect of conservation tillage on crop yield in China. Front. Agr. Sci. Eng. 2(2): 179-185.
  25. Liu, S., H. Zhang, Q. Dai, H. Huo, Z.K. Xu, and H. Ruan. 2005. Effects of no-tillage plus inter-planting and remaining straw on the field on cropland eco-environment and wheat growth. Ying Yong Sheng Tai Xue Bao. 16(2): 393-396.
  26. Logsdon, S.D., and D.L. Karlen. 2004. Bulk density as a soil quality indicator during conversion to no-tillage. Soil Till. Res. 78: 143–149.
  27. Pirmoradian, N., A.R. Sepaskhah, and M.A. Hajabbasi. 2005. Application of fractal theory to quantify soil aggregate stability as influenced by tillage treatments. Biosys. Eng. 90: 227-234.
  28. Rasouli, F., A. Kiani Pouya, and S. Afzalinia. 2012. Effect of conservation tillage methods on soil salinity. In 8th International Soil Science Congress. Proc. of Conf., Izmir, Turkey. 15-17 May 2012. Izmir, Turkey.
  29. Rusu, T. 2005. The influence of minimum tillage systems upon the soil properties, yield and energy efficiency in some arable crops. J. Central Eur. Agr. 6(3): 287-294.
  30. Santín-Montanyá, M.I., A.P. Fernández-Getino, E. Zambrana, and J.L. Tenorio. 2017. Effects of tillage on winter wheat production in Mediterranean dryland fields. Arid Land Res. Manage. 31(3): 269-282.
  31. Sarikhani Khorami, Sh., S.A. Kazemeini, S. Afzalinia, and M.K. Gathala. 2018. Changes in soil properties and productivity under different tillage practices and wheat genotypes: A short-term study in Iran. Sustainability. 10: 1-17.
  32. Singer, J.W., K.A. Kohler, M.T. Liebman, L. Richard, C.A. Cambardella, and D.D. Buhler. 2004. Tillage and compost affect yield of corn, soybean, and Tripathi. Agronomy J. 96(2): 531-537.
  33. Su, Z., J. Zhang, W. Wu, D. Cai, J. Lv, G. Jiang, J. Huang, J. Gao, R. Hartmann, D. Gabriels. 2007. Effects of conservation tillage practices on winter wheat water-use efficiency and crop yield on the Loess Plateau, China. Agr.Water Manage. 87: 307-314.
  34. Tang, Y., X. Wu, Ch. Li, Ch. Wu, X. Ma, and G. Huang. 2013. Long-term effect of year-round tillage patterns on yield and grain quality of wheat. Plant Produc. Sci. 16(4): 365-373.
  35. Taser, O., and F. Metinoglu. 2005. Physical and mechanical properties of a clay soil as affected by tillage systems for wheat growth. Acta Agr. Scandinavica Section B-soil and Plant. 55: 186-191.
  36. Tyler, S.W., and S.W. Wheatcraft. 1992. Fractal scaling of soil particle-size distributions: analysis and limitations. Soil Sci. Soc. Am. J. 56: 362-369.
  37. Vaclav, S., P. Ruzeka, J. Chrpov, R. Vavera, and H. Kusa. 2009. The effect of tillage practice, input level and environment on the grain yield of winter wheat in the Czech Republic. Field Crops Res. 113(2): 131-137.
  38. Webster, R., and M.A. Oliver. 2001. Geostatistics for environmental scientists. John Wiley and Sons, Chichester.
پژوهش های خاک
دوره 33، شماره 4
اسفند 1398
صفحه 421-454

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار