دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان
دانشکده مهندسی زراعی و عمران روستایی
گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی و مکانیزاسیون
پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیزاسیون کشاورزی
تأثیر روش‏های خاک‏ورزی، پیش‎کاشت لوبیا و الگوی کاشت بر میزان عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت علوفه‏ای در شمال اهواز
نگارنده
صفدر میرشکالی
اساتید راهنما
دکتر محمدامین آسودار
دکتر محمود قاسمی نژاد رائینی
بهمن ۱۳۹۳

فصل اول
مقدمه و اهداف

فصل اول

مقدمه و اهداف

۱-۱ مقدمه

امروزه به‌منظور صرفه‌جویی در هزینه‌های مصرف سوخت، کاهش مصرف آب و صرفه‌جویی در نیروی انسانی کشورهای تولیدکننده محصولات کشاورزی به سمت استفاده از فن‌آوری‌های نوین پیش می‌روند. لذا با توجه به قرار گرفتن ایران به لحاظ جغرافیایی در منطقه کم باران و با شرایط آب و هوایی گرم و خشک، محدودیت منابع آب، حفظ رطوبت خاک در کشت محصولات زراعی در سبز شدن، استقرار و عملکرد گیاه حائز اهمیت است.
ذرت با نام علمی (Zea maize L.) گیاهی یک‌ساله و از خانواده گرامینه^[۱]می‌باشد. ذرت دارای سیستم ریشه‌ای افشان، ساقه استوانه‌ای و توخالی که در مقطع عرضی حالت استوانه‌ای و به‌صورت بندبند و بدون انشعاب می‌باشد. گل‌آذین نر یا تاسل^[۲]به‌صورت یک خوشه غیرمتراکم و برگ‌ها به ‌صورت متناوب در دو طرف ساقه قرار می‌گیرند. گیاهان علوفه‌ای منبع اصلی انرژی برای تولید و تغذیه دام‌ها می‌باشند. اگر علوفه دارای کیفیت مناسب باشد می‌تواند تا ۶۰ درصد نیازهای غذایی گاوهای شیری و نیازهای کامل گاو گوشتی را تأمین نماید. اکثر گیاهان علوفه‌ای متعلق به خانواده گرامینه و لگومینوز^[۳] هستند. در مناطق خشک و نیمه‌ خشک در شرایط فاریاب، گیاهان گرامینه پر تولیدتر از گیاهان لگومینوز می‌باشند و از نظر مصرف نیز دارای کارایی بیشتری هستند (نورمحمدی و همکاران، ۱۳۸۳). در برخی مناطق نیمه‌ خشک جهان واریته‌های هیبرید ذرت تا ۱۰۰ تن در هکتار علوفه سبز تولید می‌کنند. بین گیاهان علوفه‌ای از نظر کارایی مصرف آب اختلاف زیادی وجود دارد. ذرت به دلیل ویژگی‌های مخصوص خود و به‌ویژه به‏دلیل قدرت سازگاری با شرایط اقلیمی گوناگون، کشت آن بطور گسترده در تمام دنیا گسترش یا
فته و مکان سوم را بعد از گندم و برنج از نظر سطح زیر کشت و مقام اول تولید در واحد سطح را به خود اختصاص داده است.
خاک به‌عنوان بستر کاشت گیاهان و تأمین غذای بشر همواره یکی از مهم‌ترین و ارزشمندترین منابع در کشاورزی است. لذا با مدیریت صحیح در بهره‌برداری و حفظ پایداری آن اهمیت ویژه‌ای خواهد داشت، به‌علاوه بهبود کارایی مصرف آب مهم‌ترین عاملی است که افزایش تولید در نواحی نیمه‌ خشک را میسر می‌سازد، بدیهی است که این امر با مدیریت حفاظتی و حاصلخیزی خاک از طریق استفاده از روش‌های شخم حفاظتی و همچنین انتخاب تراکم بهینه گیاه در واحد سطح تا ۳۰ درصد قابل‌دستیابی است (شرما^[۴] و همکاران، ۲۰۰۱). بی‌توجهی به خاک و حاصلخیزی و پایداری آن و بهره‌برداری یک‌طرفه و بدون بازگشت به خاک طی خاک‌ورزی مرسوم و سنتی روندی است که کم ‌و بیش در بسیاری از مناطق دنیا وجود داشته و باعث مشکلاتی همچون فشردگی ناشی از رفت‌وآمد ماشین‌ها و ادوات، فرسایش ناشی از حذف بقایای گیاهی و افزایش ۲۰ درصد بر هزینه‌ها خواهد داشت (بوناری^[۵] و همکاران، ۲۰۰۵)
خواص فیزیکی یکی از عوامل تعیین‌کننده رشد گیاهچه و سبز شدن بذر می‌باشد و آماده‌سازی بستر مناسب برای قرارگیری، جوانه‌زنی و رشد مطلوب ریشه نکته مهمی است که کشاورزان به آن توجه لازم را ندارند (مالحی^[۶] و همکاران،۲۰۰۶؛ سالک زمانی و همکاران، ۱۳۸۶). به دلیل عدم استفاده از فناوری نوین در عملیات آماده‌سازی زمین زراعی سالانه ۵ تا ۷ میلیون هکتار از زمین‌های زراعی دنیا حاصلخیزی خود را از دست می‌دهند (استینز^[۷] و همکاران، ۱۹۹۸). نتایج تحقیقات و مطالعات مختلف بیانگر آن است که متوسط بازده کل آبیاری در کشور ۳۵ درصد بوده که مقدار از متوسط جهانی (کشورهای در حال توسعه ۴۵ درصد و توسعه‌یافته ۶۰ درصد) پایین‌تر است. لذا مصرف بهینه و استفاده از شیوه‌های نوین آبیاری باعث افزایش کارایی مصرف آب آبیاری می‌شود (حیدری و کشاورز، ۱۳۸۳). شیوه‌های مختلف خاک‌ورزی و کاشت از طریق تغییر در شرایط فیزیکی بستر بذر، یعنی مشخصه‌ های حرارتی، رطوبتی، تهویه‌ای و مقاومتی می‌تواند بر نحوه سبز شدن و استقرار گیاه تاٌثیرگذار باشد (مک مستر^[۸] و همکاران، ۲۰۰۲).
سیستم‌های خاک‌ورزی متداول معمولأ مبتنی بر استفاده از گاوآهن برگردان‌دار می‌باشند. استفاده از گاوآهن برگردان‌دار برای عملیات خاک‌ورزی، نیاز به زمان و انرژی زیادی دارد. در دهه‌ های ۱۹۸۰-۱۹۷۰، تحول چشم‏گیری در مفهوم نیاز به خاک‌ورزی، برای تولید محصولات زراعی به وجود آمد، به همین لحاظ سیستم‌های خاک‌ورزی حفاظتی شامل کم‌خاک‌ورزی، بی‌خاک‌ورزی مورد توجه قرار گرفته‌اند. در سال ۲۰۰۵ تولید ذرت سیلویی بالغ بر ۳۷۲ میلیون تن بوده و سطح زیر کشت آن در حدود ۵/۱۱ میلیون هکتار و میانگین عملکرد آن در واحد سطح بالغ بر ۳۲ تن در هکتار بوده است (بی نام، ۲۰۰۵).
در سال‌های اخیر بهبود سیستم‌ها و تکنیک‌های کشت که بستر بذر را به‌طور مناسبی آماده کرده و به رشد سریع محصول کمک می‌کند، بیشتر از هر زمان دیگری ضرورت پیدا کرده است (آسودار، ۲۰۰۱). کشت متوالی چند گیاه زراعی در طی یک‌سال، یک سیستم کشت پویاست که اساس آن بر مبنای کشت گیاهان یک‌ساله است. در این سیستم، از منابع خاک استفاده بهینه‌شده و با به‌کارگیری اصول صحیح مدیریتی از آب‌وخاک نیز حفاظت می‌شود (تاوینگا^[۹]، ۲۰۰۲). کروپینسکی^[۱۰] و همکاران (۲۰۰۵) با کشت متوالی ۱۰ گیاه پی‌درپی گزارش کردند که انتخاب رقم برای کشت دوم حائز اهمیت است و آگاهی از تأثیر گیاهان زراعی روی یکدیگر ضروری است. انتخاب گیاهان مختلف برای کشت متوالی بایستی سودمندی لازم را با حداقل هزینه‌ها، به همراه داشته باشد. در همین رابطه، مدیریت بقایای گیاه زراعی قبلی و انتخاب عملیات خاک‌ورزی مناسب برای تهیه بستر کاشت گیاه بعدی، نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. مالحی و همکاران (۲۰۰۶) با بررسی اثرات بقایای گیاهان مختلف بر خاک گزارش کردند که کیفیت و نوع مدیریت بقایای گیاهی، تجزیه بقایا، معدنی شدن عناصر و دسترسی گیاه به عناصر غذایی خاک برای رشد ۳۰ درصدی را در بر داشت. شارات^[۱۱] و همکاران (۲۰۰۲) نشان دادند که میزان فرسایش ناشی از برخورد قطرات باران و برف در شرایط بدون عملیات خاک‌ورزی، یک‌سوم تیمارهایی بود که عملیات خاک‌ورزی رویآن‌ها انجام شده بود. رادکلیف^[۱۲] و همکاران (۱۹۸۸) در بررسی نفوذ آب به داخل خاک در کشت بی‌خاک‌ورزی به علت وجود بقایای گیاهی در سطح خاک، افزایش راندمان نسبی ۳۰ درصدی نسبت به روش‌های خاک‌ورزی متداول داشت. مخلوط شدن بقایا با خاک در سیستم‌های خاک‌ورزی حداقل سبب بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک، حفظ حاصلخیزی و رطوبت خاک، کاهش فرسایش و تبخیر بیش از اندازه ۲۰ تا ۳۰ درصدی خاک و افزایش ۱۵ درصدی محصول
شد (آل عیسی^[۱۳] و همکاران، ۲۰۰۷).

۱- ۲ ضرورت و اهمیت اجرای پژوهش

با توجه شرایط موجود و وضعیت فعلی خشک‌سالی و کمبود آب در کشور، بررسی اثر سیستم‌های مختلف خاک‌ورزی (بدون‌خاک‌ورزی، کم‌خاک‌ورزی و خاک‌ورزی مرسوم)، الگوهای کاشت (کف‌جوی، روی‌پشته و مخلوط) و مدیریت بقایای پیش‌کشت لوبیا بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت علوفه‌ای و بررسی کارایی مصرف آب آبیاری در شرایط اقلیمی شمال اهواز، در مزارع دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان با فرضیه و اهداف ذیل انجام شد.

۱- ۳ فرضیه‌ها

1. 1. وجود بقایا باعث افزایش عملکرد ذرت علوفه‎ای و کارایی مصرف آب آبیاری می‌گردد

1. خاک‌ورزی مرسوم در افزایش مصرف آب آبیاری تأثیر دارد