بررسی تأثیر روش‏های کشاورزی حفاظتی بر حفظ رطوبت خاک و عملکرد لوبیا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج

2 مربی بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،

چکیده

شرایط فیزیکی مطلوب برای جوانه‏زنی مناسب و بهبود رشد و تولید بیشتر حائز اهمیت است. یکی از ویژگی‏های فیزیکی خاک که متاثر از نوع و روش خاک‏ورزی می‏باشد، سرعت نفوذ آب در خاک می‏باشد. به منظور بررسی تاثیر روش‏های کشاورزی حفاظتی در کشت لوبیا (لوبیا سفید رقم درسا) در تناوب با جو، بر حفظ رطوبت خاک و عملکرد لوبیا، آزمایشی در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی و در سه تکرار در ایستگاه تحقیقاتی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی در سال‏های زراعی 97-96، 98-97 و 99-98 انجام شد. تیمارهای آزمایش عبارت بودند از: 1- روش مرسوم (استفاده از گاوآهن برگردان‏دار - دیسک) به عنوان شاهد، 2- روش کم‏خاک‏ورزی با استفاده از گاوآهن چیزل–پکر و 3- روش‏بی‏خاک‏ورزی با دستگاه کشت مستقیم. درصد پوشش گیاهی بقایا در روش مرسوم، کم‏خاک‏ورزی و بی‏خاک‏ورزی به ترتیب 20، 50 و 90 درصد بود. به منظور ارزیابی میزان نگهداشت رطوبت خاک در تیمارهای مورد آزمایش، رطوبت وزنی خاک اندازه‌‏گیری گردید. نتایج نشان داد بیشترین و کمترین عملکرد دانه مربوط به تیمار کم‏خاک‏ورزی و بی‏خاک‏ورزی به ترتیب با مقادیر 2869 و 2076 کیلوگرم در هر هکتار بود. علاوه‏براین، بیشترین حفظ رطوبت خاک نیز در تیمار‏های بی‏خاک‏ورزی و کم‏خاک‏ورزی مشاهده گردید. به نحوی که به طور متوسط مقدار رطوبت وزنی خاک در دو روش کم‏خاک‏ورزی و بی‏خاک‏ورزی در روز چهارم پس از آبیاری، به ترتیب 1 و 8/1 درصد بیشتر از روش مرسوم بود. نتایج نشان داد که استفاده از روش کم‏خاک‏ورزی نسبت به روش مرسوم در روش آبیاری قطره‏ای، بدون اینکه باعث کاهش عملکرد محصول گردد منجر به نگهداشت بیشتر رطوبت خاک شده و در نتیجه به بهبود بهره‏وری آب در تولید لوبیا کمک می‏نماید. به طور کلی بر اساس نتایج بدست آمده، با توجه به وضعیت خاک‏های منطقه و کمبود ماده آلی خاک استفاده از روش کم‏خاک‏ورزی گزینه‏ای مناسب برای حفظ منابع آب و خاک و افزایش بهره‏وری آب در تولید لوبیا است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of conservation agriculture methods on soil moisture retention and bean yield

نویسندگان [English]

  • Mustafa Goodarzi 1
  • Abolfazl Hydayatipour 2
  • Mona Tahmasebi 1
1 Assistant Professor, Agricultural Engineering Research Department, Markazi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Arak, Iran
2 Agricultural Engineering Research Department, Markazi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Arak, Iran
چکیده [English]

Optimal physical conditions are important for proper germination and improve growth and more crop yeild. In order to investigate the effect of conservation tillage methods on soil moisture retention capacity and yield of white dry bean (Dorsa variety), in rotation with barley, an experiment was carried out at the Markazi Agricultural and Natural Resources Research and education Center during 2017-2018, 2018-2019 and 2019-2020. The experiment was carried out in randomized block design with 3 replications. Treatments were included: 1- the conventional tillage method (the use of moldboard plow – Disc), 2-Reduced tillage with chisel-packer, 3-No-tillage. The percentage of crop residues in the conventional tillage, reduced tillage and no tillage methods were 20, 50 and 90%, respectively. The results showed that the highest and the lowest yield was obtained in the reduced and no-tillage with 2869 and 2076 Kg/ha, respectively. The highest soil moisture conservation was observed in the no-tillage and reduced tillage. So that the amount of soil moisture moisture in the reduced tillage and no tillage on the fourth day after irrigation, were 1 and 1.8 percent higher than the conventional method, respectively. The results showed that the use of the reduced tillage method compared to the conventional method in drip irrigation method without reducing crop yield leads to more soil moisture retention and thus helps to improve water efficiency in bean production. In general, based on the results, due to the low soil organic matter in the region, using reduced tillage method is a suitable option to conserve soil and water resources and increase water productivity in the bean production.

کلیدواژه‌ها [English]

  • No Tillage
  • Tillage
  • Field capacity
  • Bean
  • soil moisture
آسودار، م.‏ا.، زلقی، ف. و شهرستانی، ع. 1396. اصول مدیریت بقایای گیاهی، خاک‏ورزی و تناوب در کشاورزی حفاظتی. نشریه فنی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی.
افضلی‏نیا، ص. و کرمی، ع. 1397. اثر خاک‏ورزی حفاظتی بر خصوصیات خاک و عملکرد ذرت در تناوب با گندم. مهندسی بیوسیستم ایران. 49 (1): 137-129.
بنانیان اول، م.، حاج محمد نیا قالیباف، ک.، یعقوبی، ف.، رشیدی، ز. و ولایی، ن. 1399. تأثیر سیستم‌های مختلف خاک‎ورزی و مدیریت بقایای گیاهی بر حفاظت آب خاک، عملکرد و اجزای عملکرد گندم. نشریه علمی پژوهش‏های زراعی ایران. 18 (1): 83-71.
دهقانیان، ا. و افضلی‏نیا، ص. 1397. بهره‏وری آب و عملکرد ذرت در تناوب با گندم در روش‏های مختلف آبیاری و خاک‏ورزی. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 32 (1): 28-15.
رحیمی، ا. و رضایی، و. 1387. اصول و عملیات آبیاری. نشر علم کشاورزی ایران.
علیزاده، ا. 1389. رابطه آب و خاک و گیاه. ویرایش سوم، چاپ یازدهم، انتشارات دانشگاه امام رضا.
موسوی، ف. و شاه‏محمدی، ز. 1376. حل مسائل آبیاری عمومی، انتشارات ارکان.
هدایتی‏پور، ا.، قد‏بیگلو، ج.، مراد‏آبادی، غ.، کیخایی، ف.، بابایی، ت.، یونسی الموتی، م.، بابائی، م.، کیشانی، ع. و لک، م. 1394. بررسی اثرروش‏های خاک‏ورزی حفاظتی بر روی برخی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک، مصرف انرژی ، جمعیت علف‏های هرز و کارآیی مصرف آب در گندم آبی. گزارش نهایی موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
هدایتی‏پور، ا.، قد‏بیگلو، ج.، مراد‏آبادی، غ.، خودشناس، م.، بافنده، ا.، طاهری، ع.، کیخایی، ف.، بابایی، ت.، یونسی الموتی.، م.، بابائی، م.، کیشانی، ع. و لک، م. 1394. بررسی اثرروش‏های خاک‏ورزی حفاظتی بر روی مصرف انرژی، برخی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک در زراعت گندم دیم. گزارش نهایی موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
همت، ع. و مصدقی، م. 1381. خاک‏ورزی برای تولید محصول در مناطق کم‏باران. انتشارات سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ص 172.
Acar, M., Ismail, C. and Hikmet, G. 2017. Effect of long- Term Tillage systems n soil water content and wheat yield undewr Mediterrean conditions. Journal of New theory. 17: 98-108.
Arriaga, F. and Balkcom, K. 2005. Benefits of conservation tillage on rainfall and water management. Proceedings of the Georgia Water Resources Conference, the University of Georgia, Georgia.
Castellanos-Navarrete, A., Rodriguez-Aragones, C., de Goede, R.G.M., Kooistra, M.J., Sayre, K.D., Brussaard, L. and; Pulleman, M.M. 2012 Earthworm activity and soil structural changes under conservation agriculture in central Mexico. Soil Tillage Research. 123: 61–70.
Castellini, M. and Ventrella, D. 2012. Impact of conventional and minimum tillage on soil hydraulic conductivity in typical cropping system in Southern Italy. Soil Tillage Research. 124: 47–56.
Copec, K., Filipovic, D., Husnjak, S., Kovasev, I. and Kosutic, S. 2015. Effect of tillage systems and soil. Mater content and yield in Maize and winter wheat production. Plant, Soil and Environment. 61 (5): 213-219.
Corsi, S. and Muminjanov, H. 2019. Conservation Agriculture, Training guide for extension agents and farmers in Eastern Europe and Central Asia. Food and Agriculture Organization United Nations, Rome.
DeLaune, P. B. and Sij, J. W. 2012. Impact of tillage on runoff in long term no-till wheat systems. Soil and Tillage Research. 124: 32-35.
Delaune, P. B., Mubvumba, P., Ale, S. and Kimura, E. 2020. Impact of no-till, cover crop, and irrigation on Cotton yield. Agricultural Water Management. 232: 106038.
Fan, R., Zhang, X., Yang, X., Liang, A., Jia, S. and Chen, X. 2013. Effects of tillage management on infiltration and preferential flow in a black soil, Northeast China. Chinese geographical science. 23 (3): 312-320.
Franzluebbers, A.J. 2004. Tillage and residue management effects on soil organic matter. In: Soil organic matter in sustainable agriculture (Magdoff F., Weil R.R., eds.). CRC Press, Boca Raton, Florida, pp. 227-268.
Hawkins, G.L., Kelton, J., Smith, N. and Bakom, K. 2016. A Note on Comparing Rate of Soil Moisture Loss for Conventional and Conservation Tillage Production methods for Peanut (Arachis hypogaea). Peanut Science. 43:168–172.
He, J., Wang, Q., Li, H., Tullberg, J.n., Mchuge, A.D. and Gao, H. 2009. Soil physical properties and infiltration after long‐term no‐tillage and ploughing on the Chinese Loess Plateau. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science. 37: 157-166.
Jabro, J.D., Stevens, W.B., Iversen, W.M., Evans, R.G. 2011. Water content, and hydraulic properties of a sandy loam soil following conventional or strip tillage. Applied Engineering in Agriculture. 27 (5): 765–768.
Khirul Alam, M.D., Monirulislam, M.D., Salahin, N. and Hassanuzzaman, M. 2014. Effect of tillage practices on soil properties and crop productivity in Wheat-Mungbean-Rice cropping system under subtropical climatic conditions. The Scientific World Journal. Volume 2014.
Obia, A., Cornelissen, G., Martinsen, V., Smebye, A. B. and Mulder, J. 2020. Conservation tillage and biochar improve soil water content and moderate soil temperature in a tropical Acrisol. Soil and Tillage Research. 197: 104521.
Oliveria, F.C.C., Fereeira, W.G.D., Souza, J.L., Veiria, C. and Pedroti, A. 2020. Physical properties and soil organic carbon content in northeast Brazil: long-term tillage systems effects. Scientia Agricola. 77 (4): 1-6.
Romaneckas, K., Kimbiraskiense, R., Adamavicie, A. and Jasinkas, A. 2018. Impact of Soil Tillage Intensity of Faba Cultivation. 17th International Scientific Conference Engineering for Rural Development, Jelgava, Latvia.
Souza, J. V., Saad, J. C., Sánchez-Román, R. M. and Rodríguez-Sinobas, L. 2016. No-till and direct seeding agriculture in irrigated bean: Effect of incorporating crop residues on soil water availability and retention, and yield. Agricultural Water Management. 170: 158-166.
Sharma, A.R. and Behra, U.K. 2008. Modern consGepts of agriculture: Conservation tillage. Indian Agricultural Reserch Institute. New Dehli, No, 110012.
Sharma, P. Abrol, V. and Sharma, P.K. 2011. Impact of tillage and mulch management on economics, Energy Requirements and Crop Performance in Maize. Eurpean Journal of Agronomy. 34: 46-91.
Schwartz, R. C., Baumhardt, R. L. and Evett, S. R. 2010. Tillage effects on soil water redistribution and bare soil evaporation throughout a season. Soil and Tillage Research. 110(2): 221-229.
Strivastava, A.P., Panwar, J.S. and Garge, R.N. 2000. Influence of Tillage on Soil Properties and Wheat Productivity in Tice (Oryza Sativa) - wheat (Triticumaestivum) Cropping System. Indian Journal of Agricultural Sciences. 70: 207-210.
Thierfelder, C. and Wall, P. C. 2009. Effects of conservation agriculture techniques on infiltration and soil water content in Zambia and Zimbabwe. Soil and Tillage Research. 105 (2): 217-227.
Truman, C. C. and Rowland, D. L. 2005. Conservation tillage to manage water and supplemental irrigation in Georgia. Proceedings of the Georgia Water Resources Conference, Universityof Georgia.
Wang, X. Y., Gao, H. W., Du, B. and Li, H. W. 2000. Conservation tillage effect on runoff and infiltration under simulated rainfall. Journal of Soil Water Conservation. 3: 23-25.
Yeboh, S., Zhang, R., Cai, L., Li, L., Xie, J., Luo, Z. and Wu, J. 2016. Tillage effects on soil organic carbon, Microbial biomass, Carbon and crop yield in spring wheat field pea rotation. Plant, Soil and Environment. 62 (6): 279-285.