مهندسی مکانیزاسیون و مديريت  

مزایا و معایب سیستم خاکورزی جوی و پشته ای:

مزایا ی این سیستم شامل موارد زیر می باشد:
· در مقایسه با سیستم بی خاکورزی این سیستم میزان هزینه های شیمیای را کاهش می دهد چراکه علف کش ها بصورت نواری بکار می روند و در صورت نیاز شدید است که از مقدار زیاد علف کش استفاده می شود.
· قدرت تجهیزات و ماشین های مورد استفاده در این سیستم در مقایسه با خاکورزی معمولی کمتر بوده درنتیجه می توان از تراکتورهای کوچکتر جهت تأمین این قدرت استفاده کردو نیز تراکم ذرات خاک اطراف ریشه کمترشده وtraffic lanes کنترل می شود.
· از آن جائیکه خاکورزی جوی وپشته ای مقدار زیادی از بقایای محصول را برروی زمین باقی می گذارد باعث می شود که از فرسایش و آبشویی خاک تا حد زیادی جلو گیری شود.
· کاهش هزینه ی نهاده ها ومحصول دهی ثابت باعث شده که این سیستم یک جایگزین مفید و سود آور برای سایر سیستم ها باشد.
· در این نوع خاکورزی خاک سریعتر گرم می شود.
· در صورتیکه پشته ها به موازات خط تراز ساخته شوند ، محل مناسبی جهت ذخیره رطوبت در مناطق نسبتاَ کم آب هستند.آب حاصل از بارندگی که در جوی ها می ریزد ، به جای آنکه با آبشویی خارج شود ، در خاک نفوذ پیدا می کند. این نفوذ می تواند با ایجاد آب بند هایی در جوی هابه فواصل 1 تا 3 متری افزایش یابد.
· هنگامی که جوی و پشته ها دارای شیب ملایمی هستند ،رطوبت اضافی خاک هایی را که از نظر زهکشی مناسب نیستند و یا در مناطق مرطوب و خیلی مرطوب قرار دارند خارج می کند.در این روش ، زهکشی وخارج کردن رطوبت اضافی از طریق حرکت جانبی و سطحی آب از روی پشته ها به طرف جوی ها صورت می گیرد.
· کاشتن برروی پشته ها نیز موجب افزایش ناحیه ی رشد ریشه بر روی لایه نفوذ پذیر یا سطح ایستابی آب می شود، که این خود باعث جوانه زنی بهتر و رشد عمیق تر ریشه می شود.
· این سیستم جهت استفاده در ورتی سول ها( خاکهای آلی ) و سایر خاکهای رسی که با مشکل زهکشی مواجه هستند مفید می باشد.
· خاک روی پشته ها فشرده نمی شود.
· نرم شدن خاک روی پشته ها شرایط بهتری را جهت رشد و جوانه زنی مهیا می کند.
· سیستم جوی و پشته ای این امکان را می دهد تا بتوان محصولات مختلف رشد کرده در جوی هاوبر روی پشته ها را همزمان برداشت کرد.
· کاهش مصرف سوخت ، نیروی کار ،هزینه های ماشین (در مقایسه با خاکورزی معمولی)
· هزینه های علف کش در مقایسه با سیستم بی خاکورزی و سایر سیستم های خاکورزی محافظتی که در آنها شخم و سایر عملیات خاکورزی انجام نمی شود کاهش می یابد.
· امکان کشت زود هنگام را در زمین های مسطح و دارای زهکش فقیر میسر می سازد.پشته ها در این سیستم زودتر از سایر سیستم ها آماده می شوند.(نیروی جاذبه، آب و بقایای گیاهی را از پشته ها به سوی شیارها حرکت می دهد.)
· عملکرد بهتری در صورت استفاده از آبیاری شیاری خواهد داشت.
معایب و محدودیت های این سیستم نیز شامل موارد زیر می باشد:
· از این سیستم در کاشت بذر هایی که به ردیف های با پهنای کمتر نیاز دارند نمی توان استفاده کرد چرا که ایجاد و نگهداری پشته هایی که پهنای آنها از 30 اینچ کمتر هستند میسر نیست.
· این سیستم خاکورزی برای بعضی از انواع خاکها نامناسب می باشد.
· در سیستمی که پشته هاهرساله بازسازی می شوند ،پوشش نازکی از بقایای گیاهی بر روی خاک باقی می ماند و نتیجتاَ احتمال ایجاد لایه ی سخت و همچنین فرسایش آبی افزایش می یابد.
. این سیستم برای شیب های بیشتر از هفت درصد به دلیل اینکه احتمال جمع شدن آب اضافی در جوی ها افزایش می یابد ، مناسب نیست.چراکه انباشت آب اضافی در جوی ها موجب فرو ریختن و یا سر ریز شدن آب از روی پشته ها می شود.
· در این سیستم برای ساخت پشته ها با دست به نیروی کار زیاد و در صورت استفاده از نیروی کششی حیوانات وسیستم مکانیزه به زمان بیشتر نیاز است.
· این سیستم به صرف زمان بیشتری جهت ترمیم و نگه داری جوی و پشته ها نیاز دارد.
· در پشته های نیمه دائم ، تنها محصولاتی را می توان کشت مکانیزه کرد که فواصل پشته های آنها یکسان باشد.
· خاک بعد از انجام عملیات بازسازی روی پشته ها و یا پس از انجام شخم جهت کنترل علف های هرز ،مستعد فرسایش می شود.
· محدودیت در تناوب کشت گندم و سایر محصولات ردیفی وجود دارد.(تنها تعداد کمی از تولید کنندگان توانسته اند گندم را بر روی جوی و پشته ها یی با سیستم بی خاکورزی کشت کنند.)
· هزینه های نیروی کار و سوخت و تجهیزات در مقابل سیستم بی خاکورزی افزایش می یابد.در سیستم خاکورزی جوی و پشته ها به کولتیواتورهای سنگین و گران قیمت جهت بازسازی ردیف ها در هر سال نیاز است.
· در صورتی که شیار ها شیب معکوس داشته با شند آب جمع شده و مشکلات زهکشی بوجود می آید.
· کار با کارنده ها بر روی پشته هایی که بر روی خمیدگی و دامنه های دارای سراشیبی احداث می شود سخت و دشوار است.
· با نصب تعدادی ادوات بر روی ادوات قبلی جهت قابل استفاده کردن آنها در این سیستم هزینه های اضافی رابایستی متحمل شد.
· تمامی تجهیزات شامل کمباین ها ، grain carts و fertilizercarts بایستی مجهز به سیستمی باشند که بتوانند تایر ها را در شیارها نگه داشته و پشته ها را فشرده نکنند.
· کشت در بالا و پایین شیب های تند و طولانی باعث افزایش فرسایش در مقایسه با سایر سیستم ها به خصوص سیستم بی خاکورزی می شود.عموماَ ، شیارها نباید شیبی بیشتر از3 تا 4 در صد داشته باشند که این میزان شیب بستگی به طول شیب و میزان و نوع بقایای گیاهی دارد.
· جهت بالا بردن عملکرد در این سیستم به مدیریت بهتر نیاز است.مکان و میزان پخش کود،علف کش و ضد آفت ها نسبت به پروسه های قبلی متغیر است


اثر خاكورزي بر فرسايش خاك


فرسايش بادی و وزش گرد وغبار مرسوم ، بر زمين هايی که مورد خاکورزی گندم زمستانه- آيش تابستانه ، در واشنگتن شرقی ايالات متحده ی آمريکا قرار دارند، باروری خاک را کاهش می دهند و می توانند با کيفيت نا مطلوب هوا همکاری کنند.خاکورزی خفاظتی در طول آيش، برای کاهش دادن فرسايش و گرد و غبار شناخته شده است اما خاکورزی سنتی(CT) هنوز بر بيش از 80 درصد زمينهای اين منطقه به کار برده می شود. اين مقاله نتايج اقتصادی يک دوره ی 5 ساله (سالهای زراعی 1995 تا 1999 ) سيستم خاکورزی را که در منطقه ی ليند واشنگنتن پژوهش شده است گزارش می دهد. ميانگين بارش سالانه پايگاه 224 و خاک لومی سيلتی شانو ( سيلتی زبر، مخلوط شده، فوق العاده فعال، مرطوب XericHapolcambids )است. سيستم های خاکورزی هستند: 1- خاکورزی سنتی(CT توضيح در روبرو)-2-حداقل خاکورزی (MT:کشت وعلف کشها)-3- حداقل خاکورزی تاخيری(DMT:علف کشها وکشت تاخيری). محصول دانه ای گندم در ميان اين سالها بين 79/1 تا 20/5 در هکتار برآورد شده است. اما بين محصول دانه ای سيستم های خاکورزی در هر سال يا هنگام تحليل ميان سالها اختلافی وجود ندارد. سيستم خاکورزی ، به طور اقتصادی ، بر اساس برگشتی بازار نسبت به هزينه های کل توليد مشابه بودند، اما DMA از CT براساس برگشتی بازار نسبت به هزينه های متغير ، سود آوری کمتری داشت (البته اين سودآوری کمتر، چندان محسوس نبود).تحليل گران اقتصادی نشان می دهند که هيچ کمک مالی مورد نياز نمی باشد تا توليد کنندگان را برای تغيير از شيوه ی سنتی به شيوه ی آيش با شخم کمتر ترغيب کند، زيرا اين سيستم ها در مجموع سود آور هستند. چون هيچ طعمه و دليل اقتصادی بلند مدت و کوتاه مدتی برای تبديل کردن CT به MT ( که خاک را حفظ می کند) وجود ندارد ، اين يک راه حل پيروزمندانه و موفقيت آميز برای کشاورزان و محيط زيست می باشد.
متن اصلی مقاله
هنگامی که مساحت زمين تحت آيش تابستانه(بهاره) در آمريکا در طول سه دهه ی گذشته کاهش پيدا کرد، تناوب گندم-آيش زمستانه(پاييزه)، سيستم مسلط و عمده ی کاشت در مناطقی که بارندگی سالانه یکمتر از 350 ميليمتر دارند، باقی ماند. در ايالت واشنگتن شرقی و مناطق شمال مرکزی ، آيش بهاره- گندم پاييزه ، سيستم مسلط و عمده ی کاشت بر تقريبا 2 ميليون هکتار می باشد. کشاورزان در گريت پلين شمالی به طور مشخص فرسايش بادی را در زمين های آيش شده کاهش دادند با پذيرفتن سيستم خاکورزی کمينه (MT) و تمرين سيستم های بدون خاکورزی و شواهد تازه ای کاهش مشابه را در فرسايش بادی و تحمل در برابر گرد و غبار باد در پاسيفيک نوثوست نشان می دهد.
مرکز اطلاعات خاکورزی حفاظتی(CTIC) گزارش داد که کشاورزان در ايالات های گريت پلين غربی و پاسيفيک روشهای MT و بدون خاکورزی را بر 34 درصد زمينهای زراعی بکار بردند. اگرچه در ايالت واشنگتن فقط 26 درصد زمينهای زراعی در روش MT و بدون خاکورزی بودند. در واشنگتن شرقی- مرکزی که بارش سالانه معمولا بين 150 تا 300 ميلی متر است، حتی آيش MT کمياب است. برای مثال ، در حومه آدامز قلب منطقه گندم- آيش واشنگتن ، خاکورزی سنتی هنوز بر 88 درصد زمينهای زراعی بکار برده می شود.
بيشترين مطالعات اخير اقتصادی روشهای بدون خاکورزی و MT در سيستم گندم- آيش به منطقه ی گريت پلين آمريکا و پريريس کانادا مربوط می شود. بازنگری اين کار نشان داده است که سودبخشی مرتبط به اين سيستم های خاکورزی در مناطق نسبتا کم آب، با تغيير موقعيت تغيير کرده است، اگرچه ، کاهش خاکورزی عمدتا برگشتی خالص را افزايش می دهد وقتی شدت کشت زراعتی هم افزايش يابد. وقتی پيشنهاد اين سيستم ها برای خاک و هوا مفيد تشخيص داده شدند، برخی پژوهشگران گزارش دادند که برای روش بدون خاکورزی هزينه توليد بالاتر است. اسميت و همکارانش گزارش دادند که حضور غير قابل کنترل علفهای هرز در روش بدون خاکورزی در مناطق نسبتاکم آب می تواند به طور عمده هزينه ی علف کشی و توليد کل را با ببرد. اگرچه پژوهش های اخير کشاورزانی که روش بدون خاکورزی را در يک منطقه نسبتا کم آب واشنگنتن شرقی آزمايش کرده اند، آشکار می کند که هزينه ی توليد آنها برای کشت هايی که بذرپاشی آنها در بهار انجام می شود کمتر از روش CT بوده است. خاکورزی سنتی که در طول آيش به کار برده می شود شديد است و اغلب خاک را نسبت به فرسايش آسيب پذير می کند.کمبود پس مانده های گياهی،کلوخه و زبر خاک بر سطح خاک می تواند يک تهديد فرسايش بادی خطرناک را بوجود آورد و مطرح سازد. سيستم خاکورزی حفاظتی در پاسيفيک نوثوست عموما ابزار بدون برگردان را به کار گرفت مانند تيغه پهن V شکل برای خاکورزی مقدماتی بهاره ، به همراه استفاده از علف کشها بجای يک يا دو عمليات خاکورزی. اين کار مقادير بيشتری پس مانده های سطحی و زبری خاک را در طول آيش در مقايسه با روش CT حفظ می کند. لی خبر داد که ذرات گرد وغبار معلق که 10 ميکرو متر (PM-10) و کوچکتر بودند در اسپوکان ايالت WA به 31 تا 54 درصد کاهش خواهند يافت، اگر خاکورزی حفاظتی يا روش بدون خاکورزی جايگزين آيش بهاره سنتی شود.
هر دو منطقه ی اسپوکان و تری سيتيز اوربان در مواجهه با استانداردهای دولتی کيفيت هوا برای PM-10 در چندين مورد رد شدند. يکی از اين موارد، در طول يک توفان غبار (شن) بزرگ در 25 سپتامبر 1999 بود، وقتی که PM-10 به 405 ميکرو گرم رسيد که تقريبا سه برابر استاندار مجاز ملی 150 می باشد. در آن روز، در تصادف چند اتومبيل در نزديک پندلتون هفت سرنشين کشته و22 نفر مجروح شدند. بله ، تخلف از فرمان استاندارد های دولتی کيفيت هوا، که نمايندگان کيفيت هوا طرحها را گسترش می دهند تا اين مشکل را حل کنند.
چرا بيشتر کشاورزان گندم- آيش در پاسيفيک نوثوست درون مرزی خاکورزی حفاظتی را کار نمی برند؟ برخی کشاورزان ميزان دانه آب ناکافی برای استقرار موقعيت گندم پاييزه ، مشکلات در کنترل دم روباهی کلاهی (bromus tecnicum ) و ديگر علفهای هرز ، به علاوه ی شيارباز کن دانه به علت پس مانده بيش از حد را دليل اين موضوع می آورند.
همچنين مواردی درباره ی خطر سرمايه گذاری در ابزار های خاکورزی حفاظتی نمايان و آشکار می شود تا برای برخی کشاورزان واشنگتن شرقی زمينه ی بی ميلی شود وآنها سيستم های آيش خاکورزی حفاظتی را قبول نکنند اين مقاله عملکرد محصول دانه ای و سودبخشی روش خاکورزی کمينه (حداقل خاکورزی:MT ) و روش خاکورزی کمينه ی تاخيری (حداقل خاکورزی تاخيری :DMT) را در مقايسه با خاکورزی سنتی (CT) گزارش می دهد( برای کشت گندم آيش در واشنگتن شرقی نسبتا کم آب).
وسايل و روشهای آزمايش
آزمايش سيستم خاکورزی تناوب گندم- آيش از آگوست 1993 تا جولای 1999 در ايستگاه پژوهشی آيشی دانشگاه ايالت واشنگتن در ليند واشنگتن انجام شد. اگرچه اولين عمليات آيش در سال 1993 رخ داد ، اما پژوهش به مانند يک تحقيق 5 ساله توليد گندم انجام شد که از 1995 تا 1999 طول کشيد(جدول 1) خاک لومی سيلتی شانو بيشتر از 2 متر عمق با شيب کمتر از 2 درصد داشت. اين طرح آزمايشی يک بلوک کامل تصادفی از سه سيستم خاکورزی بود که چهار دفعه تکرار شد. قطعات مستقل 46×18 متر بودند ، که اجازه می داد تا تجهيزات کشاورزی در حد و اندازه ی صنعتی و تجاری استفاده شود . بخشهای نزديک به هم وهم جوار زمين استفاده شدند برای اينکه بتوانيم داده ها را از هر دو بخش محصول و آيش پژوهش در هر سال جمع آوری کنيم .سه سيستم مديريتی خاکورزی عبارت بودند از:
ا- خاکورزی سنتی (CT ) :تکرار و زمان بندی استاندار عمليات خاکورزی و استفاده از ابزار های معمول مورد استفاده کشاورزان
2- خاکورزی حفاظتی (MT): تکرار و زمان بندی استاندارد عمليات خاکورزی ، علف کش ها به جای خاکورزی جايگزين شدند و يک خيش V شکل ، بدون آنکه خاک را برگرداند با چنگک غلتان همراهش برای خاکورزی مقدماتی بهاره استفاده شد.
3- خاکورزی خفاظتی تاخيری (DMT): شبيه به روش MT ، بجز خاکورزی مقدماتی بهاره با خيش V شکل که دست کم تا اواسط ماه مه به تاخير انداخته شد. سيستم DMT شامل تحقيق شده است تا تاثيرش بر نگه داری رطوبت خاک ، کنترل فرسايش بادی و به علاوه ، امکان پذير و عملی بودن اقتصادی آن ، آزمايش و بررسی شود.يک فهرست کامل عمليات و زمان بندی کشت برای هر سيستم خاکورزی در سراسر پژوهش در جدول 1 ديده می شود. توصيف جزئی خاکورزی و ديگر عمليات کاشت برای همه سيستم های خاکورزی در شيلينگر(2001) گزارش شده اند.