Effects of Time and some methods of preparing sugar seedbed on fuel consumption, soil physical properties and crop yield

Document Type : Research Paper

Authors

1 Assisstant Professor, Ministry of Jihad-e Agriculture, AREEO, Agricultural Engineering Research Institute

2 Assisstant Professor, Ministry of Jihad-e Agriculture, AREEO, Sugar Beet Seed Institute

Abstract

Different methods of cultivation are now being used for preparation of sugar beet seedbed in different regions of the country. Full or part of the primary and secondary tillage operations are conducted in the fall and spring or a combination of those, are common that executed, using different tillage implements. Tillage implements affects on crop yield, soil structure, fuel consumption (energy), and operation time. Therefore, we can increase the farmers' incomes by reducing the operation costs and time, if different tillage methods were used and found a way to maintain the crop yields at optimal. This experiment was conducted during three years, with five treatments (five tillage methods) and four replications in a randomized complete block design. Treatments were: one treatment, preparing seedbed in early fall, three treatments, preparing seedbed in both fall and spring and another treatment preparing seedbed in spring. The results showed that the lowest tractor fuel consumption due to the treatment of preparing seedbed in early fall was 70.21 L.ha-1, and the minimum operation time due to the treatment of preparing the seedbed in spring with the moldboard plow + disk and leveler was 8.18 hr.ha-1. Results also showed that the operation of preparing seedbed in the fall and spring had the greatest effects on improving the soil physical properties, however, none of the tillage methods had no significant advantages to the other methods to increase crop yield. Some of the tillage methods can be used in the cultivation of sugar beet due to lower time and fuel consumption.

Full Text

مقدمه:

متوسط بارندگی سالیانه در ایران حدود 250 میلی متر بوده که بیش از 70 درصد آن در پاییز و زمستان می باشد. سطح زیر کشت چغندرقند در ایران حدود 1600000 هکتار و میزان تولید آن حدود 5/5 میلیون تن می باشد (بی نام، 1388). رابطه نزدیکی بین مقدار نور جذب شده آفتاب و استحصال شکر از چغندرقند وجود دارد. همچنین برخورداری از یک تولید خوب در صورت کشت زود هنگام چغندرقند امکان پذیر است (Scott and Jaggard, 1978). عملیات خاک  ورزی و زمان تهیه بستر کاشت در مناطق مختلف یکسان نمی باشد و معمولا با توجه به تنوع اقلیم، تفاوت بافت خاک، مقدار بارندگی، نوع عملیات خاک ورزی و .... تعیین می گردد (Anonymous 2002).

نتایج مقایسه برخی از روش های خاک ورزی نشان می دهد که بیشترین بازده مصرف سوخت و انرژی به ترتیب مربوط به دیسک، رتیواتور، گاوآهن بشقابی و گاوآهن برگردان دار می باشد(Zenter et al.,1991, Kheiralla et al., 2004) . افضلی نیا و همکاران (2009)، اثر روش های مختلف خاک  ورزی شامل خاک  ورزی مرسوم، کم خاک ورزی و بی خاک  ورزی را بر خواص خاک، مصرف سوخت، زمان مورد نیاز و عملکرد گندم بررسی نمودند. نتایج تحقیق آنها نشان داد که خاک  ورزی حفاظتی تاثیری بر عملکرد محصول ندارد ولی مصرف سوخت و زمان انجام عملیات را به ترتیب 77 و 84 درصد کاهش می دهد. روسو1 (2005)، دو روش خاک  ورزی مرسوم (گاوآهن کلاسیک و دوبار دیسک، گاو آهن برگرداندار و هرس دوار) و چهار روش کم خاک  ورزی (دیسک و هرس دوار، دوبار هرس دوار، گاوآهن پارا و هرس دوار، پنجه غازی و هرس دوار) را از نظر خواص خاک، کنترل علف هرز، عملکرد و بازده انرژی در محصولات ذرت، سویا و گندم در یک دوره سه ساله مقایسه نمود. نتایج نشان داد که در کم خاک ورزی، مصرف سوخت 4/12 تا 3/25 لیتر در هکتار و توان مورد نیاز 6/23 تا 8/42 درصد کاهش یافت. هابز و همکاران2 (1997)، خاک  ورزی حفاظتی را با خاک  ورزی مرسوم در گندم پس از برنج در پاکستان مقایسه کردند. نتایج پژوهش آن ها نشان داد که روش خاک  ورزی حفاظتی سبب صرفه جویی سوخت به میزان 98 لیتر در هکتار شده است. پروزی3 و همکاران (1996)، شیوه‌های مختلف خاک ورزی شامل خاک ورزی مرسوم، کم خاک ورزی و بی‌خاک ورزی را در زراعت گندم و ذرت با یکدیگر مورد مقایسه قرار دادند. این محققین در روش کم‌خاک ورزی از یک ماشین مرکب که با یک بار تردد عملیات خاک ورزی و کاشت را انجام می‌داد، استفاده نمودند. نتایج نشان داد که زمان مورد نیاز برای انجام عملیات کم‌خاک ورزی و بی‌خاک ورزی بطور متوسط 80% کمتر از روش خاک ورزی مرسوم می‌باشد. همچنین میزان سوخت مصرفی، انرژی مورد نیاز و راندمان انرژی نیز در دو روش بی‌خاک ورزی و مخصوصاً کم‌خاک ورزی کمتر از روش خاک ورزی مرسوم بود.

وزن مخصوص ظاهری4 خاک‌های شخم خورده غالباً کمتر از خاک‌های شخم نخورده یا کمتر شخم خورده است (Carter and Colwick, 1971). البته در این رابطه نباید نوع و نحوة وسایل بکار رفته در خاک ورزی را از نظر دور داشت. زیرا تردد ماشین ها و ادوات سنگین موجب ایجاد یک لایة سخت در زیر قسمت شخم خورده شده و با فشرده ساختن آن موجب افزایش وزن مخصوص ظاهری خاک می‌گردد. نتیجة این‌ عمل کاهش نفوذ پذیری خاک، کم شدن توسعة ریشه‌های گیاه و کاهش عملکرد محصول می گردد (Lindstrom and Onstad, 1984). اختلاف موجود در خواص فیزیکی خاک ناشی از روش‌های خاک‌ورزی، عموما ناپایدار بوده و خلل و فرج ایجاد شده در اثر خاک‌ورزی پس از بارندگی یا آبیاری از بین می‌رود (Hamblin, 1985; Ahuja et al., 1998). تخلخل، پایداری و ساختمان خاک، تحت تاثیر فشردگی خاک قرار می‌گیرد (Croissant et al., 1991;  Mohajer and Asoodar, 2010 Voorhees, 1983;). ارتباط دادن نفوذ ریشه با مقاومت به نفوذپذیری خاک به دلیل قابلیت ریشه در پیدا کردن مسیرهایی از خاک با مقاومت نفوذپذیری کمتر، مشکل است (Soane and Pidgeon, 1975). مقاومت به نفوذپذیری یک معیار معمول برای سنجش مقاومت خاک است که افزایش آن، مانع رشد و توسعه ریشه گیاه می‌گردد (Singh et al., 1992; Taylor and Ratliff, 1969; Voorhees et al., 1975).

نتایج تحقیقات انجام شده توسط محققین در بعضی از مناطق دنیا نشان داده است که تهیه بستر بذر زود هنگام و کاشت زودتر بذر چغندرقند در بهار می تواند روی رشد مطلوب چغندرقند، افزایش عملکرد محصول و نهایتا رسیدن و برداشت سریعتر محصول اثر معنی داری داشته باشد (Boiffin et al. 1992. Hull and Webb 1970). در تحقیقی کون هوون (2002)، به این نتیجه دست یافت که تیمار خاک  ورزی سطحی تا عمق 18 سانتی متری در مقایسه با تیمار مرسوم (شخم با گاوآهن برگرداندار + دوبار دیسک) عملکرد محصول چغندرقند را به طور معنی داری کاهش  داد. در تحقیقی دیگر فرانک لیت وهمکاران (1989)، با مطالعه در خصوص سیستم های کم خاک  ورزی در کشت محصولات گندم، جو و چغندرقند، نتیجه گرفتند که چغندرقند نسبت به روش های مختلف خاک  ورزی حساس بوده و سیستم خاک  ورزی با گاوآهن قلمی در مقایسه با خاک ورزی مرسوم (شخم با گاوآهن برگردان دار) بطور معنی داری سبب افزایش عملکرد چغندرقند  می گردد. تیمارهای خاک  ورزی اثرات معنی داری بر عملکرد محصول ندارد. با این حال کیفیت محصول چغندرقند در خاک ورزی سطحی نسبت به خاک ورزی عمیق (شخم با گاوآهن برگردان دار به عمق 35-0 سانتی متر)، کمتر بود  Zoch, 1979)).

اثر چهار سیستم خاک  ورزی شامل: بدون خاک  ورزی (کشت مستقیم)، شخم با گاوآهن قلمی، شخم با گاوآهن برگردان دار و شخم با یک نوع زیرشکن بر مسائل فیزیکی خاک و همچنین عملکرد محصول ذرت مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که خاک  ورزی با گاوآهن برگردان دار بیشترین و روش بدون خاک  ورزی کمترین میزان تولید محصول را داشت  Slowinska and Jurkiewic 1994)). مطالعات سابوتیک و استاناکف (1982)، در بررسی تاثیر عمق خاک  ورزی اولیه و تغییر شکل ریشه چغندرقند نشان داد که افزایش عمق خاک  ورزی اولیه از 25 به 35 سانتی متری سبب کاهش ظهور ریشه های تغییر شکل یافته و افزایش طول ریشه، عملکرد ریشه و میزان شکر می گردد. طی آزمایشی قهرمانیان (1384)، اثر روش های خاک  ورزی بر عملکرد محصول و میزان همگنی رشد و خروج ریشه های چغندرقند را مورد مطالعه قرار داد. در این آزمایش، تیمارهای خاک  ورزی عبارت بودند از شخم با گاوآهن برگردان دار به عمق 20-15 سانتی متر، گاوآهن قلمی به عمق 30-25 سانتی متر و زیرشکن به عمق 40-35 سانتی متر + شخم با گاوآهن برگردان دار به عمق 20 سانتی متر. نتایج این مطالعه نشان داد که اثر تیمارهای مختلف خاک  ورزی بر همگنی رشد چغندرقند و عملکرد محصول معنی دار بود و بیشترین عملکرد در خاک ورزی با استفاده از زیرشکن + گاوآهن برگرداندار به دست آمد. نتایج مطالعات انجام شده دیگر نشان داد که خاک ورزی عمیق به عمق 35 سانتی متر باعث افزایش نفوذپذیری در خاک و عملکرد چغندرقند، بهبود تهویه خاک و کاهش جرم مخصوص ظاهری خاک شد (Winter, 1983). شخم عمیق سبب کاهش جرم مخصوص خاک می گردد و سست نمودن خاک تا عمق 35 سانتی متر سبب رشد و توسعه بیشتر ریشه چغندرقند و افزایش عملکرد شده و از چند شاخه ای شدن ریشه جلوگیری می نماید (کوچکی و سلطانی 1375، Slowinska and Jurkiewic 1994).

بررسی مطالعات انجام شده در خصوص روش و زمان تهیه بستر بذر بر چغندر قند بر خواص فیزیکی خاک و عملکرد محصول حاکی از آن است که نتایج بدست آمده همانند نبوده و تغییرات حاصل شده از روند یکسانی برخوردار نیست. از سویی دیگر در ایران تا کنون مطالعات کمی در ارتباط با عملیات خاک  ورزی جهت زراعت چغندرقند انجام گرفته است. لذا این تحقیق به منظور بررسی اثر زمان تهیه بستر بذر (پاییز، بهار و یا پاییز و بهار) و نیز نوع ادوات مورد استفاده در تهیه بستر بذر چغندر قند بر برخی خواص فیزیکی خاک، میزان عملکرد محصول، مقدار مصرف سوخت و زمان صرف شده برای انجام عملیات تهیه و اجرا شد.

روش تحقیق:

این آزمایش در کرج و در زمینی که کشت قبل از آن گندم بود به مدت سه سال با استفاده از پنج تیمار روش های مختلف آماده سازی خاک در قالب طرح بلوک کامل تصادفی (در کرت هایی به ابعاد 30 ×30 متر مربع)، با چهار تکرار به شرح ذیل اجرا شد:

تیمار a: آماده سازی کامل زمین در اوایل پاییز شامل: شخم با گاوآهن برگرداندار (به عمق حدود 25 سانتی متر)، انجام عملیات خاک  ورزی ثانویه با استفاده از دیسک و لولر و در آوردن ردیف های کشت با ارتفاع 25 سانتی متر بوسیله پشته ساز.

آماده سازی زمین در دو مرحله پاییز و بهار: این روش با سه تیمار که عملیات خاک  ورزی اولیه همگی آنها با استفاده از گاوآهن برگردان دار (به عمق حدود 25 سانتی متر) و انجام عملیات خاک ورزی ثانویه شامل عملیات خرد کردن کلوخه ها، با استفاده از دیسک و تسطیح با استفاده از لولر در پاییز بود اجرا شد: تفاوت این تیمارها در نوع استفاده از ادوات برای انجام عملیات آماده سازی بستر کاشت در بهار بود که به ترتیب عبات بودند از:

تیمار b: انجام عملیات تهیه بستر کاشت با یک بار عبور رتیواتور (با سرعت چرخشی 540 دور در دقیقه) و بهم زدن خاک به عمق حدود  7 سانتی متر و در آوردن ردیف های کشت با پشته ساز به ارتفاع 25 سانتی متر.

تیمار c: دو بار استفاده از چنگه دندانه میخی و در آوردن ردیف های کشت با پشته ساز به ارتفاع 25 سانتی متر.

تیمار d: انجام عملیات تهیه بستر کاشت با استفاده از دیسک به عمق حدود 8 سانتی متر وتسطیح زمین با استفاده از لولر و نهایتا در آوردن ردیف های کشت با پشته ساز به ارتفاع 25 سانتی متر.

تیمار e: روش آماده سازی کامل زمین در بهار که شامل عملیات شخم با گاوآهن برگرداندار (به عمق 25 سانتی متر)، انجام عملیات خاک  ورزی ثانویه با دیسک، لولر و در آوردن ردیف های کشت با پشته ساز به ارتفاع 25 سانتی متر (یکی از روش های مرسوم) است.

ادوات مورد استفاده در تیمارهای این تحقیق در جدول 1، نشان داده شده است. در کلیه تیمارها عملیات خاک  ورزی اولیه و ثانویه با استفاده از یک دستگاه تراکتور فرگوسن چهار چرخ محرک، مدل 399 ساخت کارخانه تراکتور سازی تبریز و بر اساس شرایط جوی، رطوبت و بافت خاک انجام و عملیات کاشت با توجه به اعمال تیمار آزمایش در اولین فرصت ممکن و با رقم تجارتی زرقان انجام گرفت.

جرم مخصوص ظاهری خاک در مراحل مختلف از جمله قبل از اجرای آزمایش در پاییز، بعد از عملیات خاک  ورزی در پاییز (در تیمارهای که خاک  ورزی در پاییز بود)، قبل از ادامه عملیات خاک  ورزی در بهار (در تیمارهای که کاملا و یا قسمتی از عملیات خاک ورزی آن در بهار بود)، بعد از کاشت، پس از سبز کردن بذر، 60 تا 70 روز پس از سبز شدن بذر و همچنین قبل از برداشت در کلیه کرت ها (در هر کرت چهار تکرار) هنگامی که رطوبت خاک در حدود 15 درصد بود (3 روز پس از انجام آبیاری)، با تهیه نمونه خاک دست نخورده از چهار عمق 10-0، 20-10، 30-20 و 40-30 سانتی متری خاک تعیین شد. در همین شرایط با استفاده از یک دستگاه نفوذ سنج عمودی5 ساخت شرکت اگری سرچ6، میزان مقاومت خاک اندازه گیری گردید. میزان سوخت، زمان صرف شده برای انجام عملیات و عملکرد محصول برای تیمارهای مختلف اندازه گیری و میانگین مقادیر اندازه گیری شده در مدت آزمایش (سه سال)، با استفاده از نرم افزار های آماری مقایسه شد. مشخصات خاک محل اجرای آزمایش در جدول 2، نشان داده شده است.

زمان انجام کار:

به منظور بررسی زمان لازم برای انجام عملیات تهیه بستر بذر، زمان لازم برای انجام عملیات در هر کرت و در نهایت با محاسبه زمان لازم برای هر هکتار، ظرفیت مزرعه ای موثر یا واقعی برای ادوات مورد استفاده در تیمارها از رابطه زیر تعیین شد (RNAM, 1995):

                                                                                                  (1)

 که در آن:

Ca= ظرفیت مزرعه ای حقیقی (هکتار بر ساعت)

=A سطح عملیات در هر پلات آزمایش (هکتار)

=T زمان لازم برای انجام کار (ساعت)

به منظور دستیابی به سرعت پیش روی مورد نظر، دور موتور در محدوده ی 2000 – 1800 دور در دقیقه ثابت در نظر گرفته شد و از ترکیبات مختلف دنده های اصلی و کمک استفاده گردید.

میزان مصرف سوخت:

برای تعیین میزان سوخت مصرفی از روش پر کردن مجدد باک سوخت تعیین گردید. بدین ترتیب که برای ادوات مورد استفاده در هر تیمار در ابتدا و انتهای هر آزمایش، باک تراکتور از سوخت گازوئیل پر شد و مقدار گازوئیل اضافه شده در انتهای آزمایش، معادل سوخت مصرفی منظور گردید (RNAM, 1995). برای پر کردن مجدد باک گازوئیل از استوانه مدرج و بورت با دقت یک سی سی، استفاده شد. در ضمن سعی گردید پیش از انجام این کار، تراکتور در یک سطح تراز قرار گیرد.

جرم مخصوص ظاهری خاک:

با استفاده از استوانه های مخصوص، نمونه های دست نخورده از عمق خاک برداشته شد و با استفاده از ابعاد استوانه، حجم خاک محاسبه گردید. برای خشک کردن خاک و اندازه گیری جرم مخصوص، نمونه ها در حرارت 105 درجه سانتی گراد به مدت 24 ساعت در داخل آون قرار داده شد ASAE, 1984)). پس از انجام طرح میانگین جرم مخصوص اندازه گیری شده در سه سال و با چهار تکرار برای هر تیمار محاسبه و در تجزیه واریانس به عنوان یک عدد مورد استفاده قرار گرفت.

(2)                                                                                                 B.D= M/V

B.D = جرم مخصوص ظاهری خاک برحسب گرم بر سانتی مترمکعب   

 M= جرم خاک خشک موجود در حلقه نمونه برداری برحسب گرم  

 V= حجم حلقه نمونه بردای برحسب سانتی متر مکعب

شاخص مخروطی خاک:

در ده نقطه از هر پلات و در اعماق صفر تا 40 سانتی متر، میزان مقاومت شاخص مخروط7، به وسیله نفوذ سنج عمودی اندازه گیری شد. هنگام استفاده از نفوذ سنج، از مخروط استاندارد با زاویه راس 60 درجه، قطر اسمی 28/11 میلیمتر و سطح یک سانتی متر مربع استفاده شد ASAE, 2004)). میانگین سرعت نفوذ دستی نفوذ سنج درون خاک، حدود دو سانتی متر در ثانیه  بود. دستگاه اندازه گیری به ازای هر سانتی متر فرو رفتن مخروط در داخل خاک، نیروی مقاومت خاک را اندازه گرفته و شاخص مخروطی خاک را برحسب مگاپاسکال (MPa) محاسبه و ثبت می کرد. میانگین شاخص مخروطی ثبت شده در هر 40 سانتیمتر از عمق خاک در نقاط مختلف هر کرت به عنوان شاخص مخروطی آن عمق در نظر گرفته شد.

عملکرد محصول:

     در هر سال و در پایان فصل زراعی، عملکرد ریشه در واحد سطح در مورد تمام تیمارها در کرت های مختلف اندازه گیری و بر حسب تن در هکتار محاسبه گردید.

نتایج:

با استفاده از روش ANOVA8، تجزیه واریانس داده ها انجام گرفت. تجزیه واریانس اثر روش خاک  ورزی بر میزان مصرف سوخت، زمان صرف شده برای انجام عملیات، مقاومت خاک، میانگین جرم مخصوص خاک در اعماق مختلف و میزان عملکرد محصول در جدول‌ 3 آمده است. مقایسه سطوح مختلف اثرات اصلی بر میانگین شاخص‌های مورد بررسی انجام شد که نتایج آن در جدول 4 نشان داده شده است. در مقایسات مربوط به عوامل آزمایش از آزمون دانکن استفاده شد. شکل 1، روند تغییرات میزان مقاومت خاک را برای یکی از پلات ها در اعماق 0 تا 35 سانتی متری خاک نشان می دهد. 

بحث و نتیجه گیری:

نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر روش های مختلف خاک  ورزی بر کلیه صفات به غیر از میزان عملکرد، در سطح 1% معنی‌دار بود (‌جدول 3).

کمترین مقدار مصرف سوخت تراکتور با میزان 21/70 لیتر در هکتار، مربوط به تیمار گاوآهن برگردان دار+ دیسک و لولر در پاییز و بیشترین آن با میزان 80/89 لیتر در هکتار، در تیمار استفاده از گاوآهن برگردان دار+ دیسک در پاییز و روتیواتور در بهار به ثبت رسید. با توجه به انجام عملیات بیشتر برای این تیمار در بهار و توان نسبتا زیاد مورد نیاز برای بکارگیری روتیواتور، مصرف بیشتر سوخت در این تیمار طبیعی و قابل انتظار بود. نتایج این تحقیق با نتایج سایر محققان در خصوص تغییر مصرف سوخت و انرژی افزایش آن در اثر بکارگیری ادوات بیشتر و نیز تغییر روش   خاک  ورزی همخوانی دارد (Kheiralla et al., 2004, Afzalinia et al., 2009, Rusu, 2005, Hobbs et al., 1997, Peruzzi et al., 1996 ).

علی رغم عدم تاثیر روش خاک ورزی بر میزان عملکرد محصول (جدول 3)، با مقایسه میانگین ها به روش دانکن، تیمارهای مختلف در دو گروه مختلف دسته بندی شدند. بیشترین میزان عملکرد محصول در تیمار گاوآهن برگردان دار + دیسک در پاییز و چنگه در بهار به میزان 62/56 تن در هکتار و کمترین مقدار آن 59/54 تن در هکتار مربوط به تیمار آماده سازی کامل زمین در بهار با استفاده از گاوآهن برگردان دار + دیسک و لولر بود. از نظر آماری، سایر تیمارها اختلاف معنی داری با یکدیگر نداشتند و در آزمون چند دامنه دانکن در دسته بندی خاصی قرار نگرفتند (جدول 4). عملکرد بیشتر محصول در روش تهیه بستر بذر در پاییز و بهار می تواند در اثر حاصلخیزی بیشتر خاک به دلیل انجام بخشی از خاک  ورزی در پاییز و در نتیجه پوکی بیشتر خاک، فعالیت بیشتر میکروارگانیسم ها، ذخیره بیشتر رطوبت در خاک و.... و نیز اثر چنگه در جلوگیری از سله بستن خاک و سبز شدن بهتر بذر در این روش خاک  ورزی باشد. این نتایج در راستای نتایج برخی از محققان مبنی بر تغییر عملکرد محصول در اثر تغییر روش و زمان خاک  ورزی  است (Slowinska and Jurkiewic 1994, Boiffin et al., 1992, Hull and Webb, 1970).

در جدول 4، مشاهده می شود که کمترین میانگین زمان مورد نیاز برای آماده سازی بستر کاشت با 18/8، ساعت در هکتار، مربوط به تیمار آماده سازی زمین در بهار با گاوآهن برگردان دار+ دیسک و لولر و بیشترین زمان 58/10، ساعت در هکتار، در تیمار استفاده از گاوآهن برگردان دار+ دیسک در پائیز و روتیواتور در بهار بود. میانگین زمان مورد نیاز برای انجام عملیات تهیه بستر بذر، در تیمارهای آماده سازی کامل زمین در بهار و پائیز و یک تیمار دیگر از آماده سازی بستر در بهار و پاییز با یکدیگر اختلاف معنی داری نداشتند. این نتایج در راستای نتایج سایر محققان مبنی بر تغییر ظرفیت ماشین و زمان انجام عملیات با تغییر روش  خاک  ورزی می باشد (Ambassa-Kiki et al., 1996; Kheiralla et al., 2004; Rashid and De Datta, 1986).

نتایج حاصل از اجرای آزمایش نشان داد که به طور کلی عملیات آماده سازی زمین در دو مرحله پاییز و بهار (تیمارهای b و d)، بیشترین اثر را بر بهبود شرایط فیزیکی خاک دارد و این عملیات سبب کاهش وزن مخصوص خاک شده و در نتیجه می تواند فضای بیشتری را برای توسعه و رشد ریشه چغندر قند  فراهم آورد. کاهش میانگین مقادیر وزن مخصوص و در نتیجه کاهش فشردگی آن در خاک بیشتر شخم خورده به ‌دلیل افزایش سطح بهم خورده و زیر و رو شدن بیشتر خاک قابل انتظار بود (جدول 4). بیشترین میزان این کاهش در تیمار گاوآهن برگردان دار+ دیسک و لولر در پاییز و استفاده از روتیواتور در بهار و روش آماده سازی کامل زمین در بهار (تیمار e)، به دست آمده که در انتهای گروه بندی دانکن قرار گرفت. مقادیر وزن مخصوص خاک مربوط به تیمار های استفاده از گاوآهن برگردان دار+ دیسک در پاییز و روتیواتور در بهار و تیمار آماده سازی کامل زمین در بهار (تیمار e)، به ترتیب 21/1 و 23/1 گرم بر سانتی متر مکعب بود. اگرچه بین دو تیمار مذکور اختلاف معنی داری مشاهده نگردید. بین دو تیمار استفاده از گاوآهن برگردان دار+ دیسک در پاییز و روتیواتور در بهار و تیمار گاوآهن برگردان دار + دیسک در پاییز و چنگه در بهار، به ترتیب با وزن مخصوص 21/1 و 25/1 گرم بر سانتی متر مکعب، اختلاف معنی دار مشاهده می گردد که با توجه به عمق یکسان گاوآهن برگردان دار اختلاف بدست آمده به دلیل نوع ادوات خاک  ورزی استفاده شده در بهار می باشد و به دلیل بیشتر بودن عمق کار روتیواتور، کاهش بیشتر وزن مخصوص در این تیمار طبیعی و قابل انتظار می باشد. نتایج سایر محققان نیز حکایت از تغییر در مقادیر وزن مخصوص خاک، ناشی از تغییر در روش  خاک  ورزی دارد (Hamblin, 1985; Ahuja et al., 1998 Lindstrom and Onstad, 1984; Kheiralla et al., 2004).

کمترین میانگین میزان مقاومت خاک با مقدار 64/2، مگا پاسکال مربوط به تیمار استفاده از گاوآهن برگردان دار+ دیسک در پائیز و روتیواتور در بهار و بیشترین مقدار با میانگین 45/3، مگا پاسگال، مربوط به تیمار استفاده آماده سازی کامل زمین در پائیز بود. بیشتر بودن این مقدار در این تیمار می تواند به دلیل فشردگی خاک و بسته شدن خلل و فرج خاک در اثر گذشت زمان و بارش زمستانه باشد. این نتایج با نتایج کار سایر محققان مبنی بر تغییر مقاومت، نفوذپذیری و برخی از خصوصیات فیزیکی خاک در اثر تغییر روش خاک  ورزی همخوانی دارد  Winter, 1983 ; Zoch, 1979)).  

نتیجه‌گیری:

نتایج این تحقیق نشان داد که روش های تهیه بستر بذر نوع و تعداد ادوات مورد استفاده تاثیر بسزایی در مصرف سوخت، زمان انجام عملیات، خواص فیزیکی خاک و ...دارد. با این حال برای توصیه روش مناسب خاک  ورزی در زراعت چغندر قند، بررسی و مقایسه روش های نوین خاک ورزی، خصوصا روش های خاک ورزی حفاظتی و کاشت مستقیم ضروری و مورد نیاز می باشد. همجنین لازم است تا بررسی و تحقیق در خصوص عوامل دیگر از جمله نوع تناوب، علف های هرز، آفات و بیماری ها، میزان مصرف آب و سایر نهاده ها، در خاک های مختلف و شرایط آب و هوایی متفاوت انجام گیرد. به طور کلی نتایج تحقیق نشان داد که عملیات آماده سازی زمین در پاییز و بهار بیشترین اثر را بر بهبود شرایط فیزیکی خاک داشت و اگر چه هیچ یک از روش های آماده سازی زمین برتری محسوسی در افزایش عملکرد محصول نداشت اما با توجه به هزینه کمتر برخی از روش های خاک ورزی می توان از آ  ن ها در کاشت چغندر قند بهره گرفت. مهمترین نتایج عبارت بودند از:

  1. کمترین مقدار مصرف سوخت تراکتور با میزان 21/70، لیتر در هکتار، مربوط به تیمار آماده سازی زمین در پاییز و بیشترین مقدار مصرف با میزان 80/89، لیتر در هکتار، در تیمار استفاده از گاوآهن برگردان دار+ دیسک در پاییز و روتیواتور در بهار بود.
  2. کمترین میانگین میزان مقاومت خاک 64/2، مگا پاسکال مربوط به گاوآهن برگردان + دیسک در پاییز و روتیواتور در بهار و بیشترین مقدار آن 45/3، مگا پاسکال مربوط به آماده سازی کامل زمین در پاییز بود.
  3. بیشترین و کمترین مقدار فشردگی خاک با میانگین های 30/1، و 23/1، گرم بر سانتی متر مکعب، به ترتیب مربوط به روش آماده سازی کامل زمین در پاییز و بهار بود.
  4. کمترین میزان زمان مورد نیاز برای آماده سازی بستر کاشت با میزان 18/8، ساعت در هکتار، مربوط به تیمار آماده سازی زمین در بهار با گاوآهن برگردان دار+ دیسک و لولر و بیشترین مقدار مصرف با میزان 58/10، ساعت در هکتار، در تیمار استفاده از گاوآهن برگردان دار+ دیسک در پائیز و روتیواتور در بهار بود.
  5. بیشترین میزان عملکرد محصول در تیمار گاوآهن برگردان دار + دیسک در پاییز و چنگه در بهار به میزان 62/56 تن در هکتار و کمترین مقدار آن 59/54 تن در هکتار مربوط به تیمار آماده سازی کامل زمین در بهار با استفاده از گاوآهن برگردان دار + دیسک و لولر بود. 
تیمار
گاو آهن برگردان
دیسک
لولر
پشته ساز
چنگه
روتیواتور
a
P
P
P
P
-
-
b
P
P
P
P
-
P
c
P
P
P
P
P
-
d
P
P
P
P
-
-
e
P
P
P
P
-
-
جدول 1- ادوات استفاده شده در تیمارهای مختلف
عمق (cm)
بافت خاک
سیلت (%)
رس (%)
شن (%)
EC (ds/m)
pH
O.C  · (%)
15-0
لومی
7/43
33/20
12/38
56/0
53/8
55/0
35-15
لومی
8/41
57/19
88/37
53/0
23/8
52/0
  • O.C = کربن آلی (Organic Carbon)
جدول 2- مشخصات فیزیک و شیمیائی خاک محل اجرای آزمایش
میانگین مربعات (MS)
df
منابع تغییرات
عملکرد
(ton/ha)
زمان انجام کار
hr/ha))
شاخص مخروط
(CI, MPa)
وزن مخصوص
(gr/cm3)
مصرف سوخت
(Lit/ha)
ns 13/2
·· 76/4
·· 36 /0
·· 005/0
·· 86/241
4
تیمار
 ns25/0
 ns09/0
 ns004/0
 ns002/0
 ns66/1
3
بلوک
27/0
03/0
004/0
 001/0
 97/2
12
خطا
‌··، ns و df به‌ترتیب عبارتند از: معنی‌داری در سطح 1%، معنی‌دار نبودن و درجه آزادی

جدول‌ 3- تجزیه واریانس اثر روش­های خاک­ورزی بر میزان مصرف سوخت، زمان انجام عملیات، مقاومت خاک، جرم مخصوص خاک و عملکرد محصول.

جدول 4- مقایسه میانگین مقادیر اثر روش خاک­ورزی بر مصرف سوخت، زمان انجام عملیات، شاخص مخروط، جرم مخصوص خاک و عملکرد محصول
عملکرد
(ton/ha)
زمان انجام کار
hr/ha))
شاخص مخروط
(MPa)
وزن مخصوص
(gr/cm3)
مصرف سوخت
(Lit/ha)
تیمار/ میانگین
41/55 ab
26/8 c
45/3 a
30/1 a
21/70 d
تیمار a
76/55 ab
58/10 a
64/2 d
21/1 c
80/89 a
تیمار b
62/56 a
18/8 c
89/2 bc
25/1 bc
91/75 c
تیمار c
54/55 ab
71/9 b
96/2 b
29/1 ab
95/83 b
تیمار d
59/54 b
38/8 c
85/2 c
23/1 c
23/75 c
تیمار e
میانگین­هایی که در هر ستون با حروف مشترک نشان داده شده­اند در سطح 5% اختلاف معنی­داری ندارند (آزمون دانکن).

 

 

References

  1. بی نام. آمار نامه کشاورزی، جلد دوم، سال 1388. معاونت برنامه ریزی و اقتصادی دفتر آمار و فناوری اطلاعات، وزارت جهاد کشاورزی.
  2. قهرمانیان، غ، 1384. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی تاثیر اثرات جند روش خاک ورزی بر همگنی رشد چغندرقند جهت تسهیل در برداشت مکانیزه. موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  3. کوچکی، ع، و ا، سلطانی. 1375. زراعت چغندرقند، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. 200 صفحه.
    1. Afzalinia, S., E. Dehghanian, M. H. Talati. 2009. Effect of conservation tillage on soil physical properties, fuel consumption, and wheat yield. Fourth Conference on Energy Efficiency and Agricultural Engineering.October 1-3, Rousse, Bulgaria.
    2. Ahuja, L.R., Fiedler, F., Dunn, G.H., Benjamin, J.G. and Garrison. A., 1998. Changes in soil water retention curves due to tillage and natural reconsolidation. Soil Sci. Soc. Am. J. 62, 1228–1233.
    3. Ambassa-Kiki, R., Y. Abobaker and T. Boulama. 1996. Zero-tillage for rice production on Cameroonian vertisols. Soil and Tillage Res. 39(1-2):75-84.
    4. Anonymous. 2002. Concerns and strategies for planting and establishing. Sugar beet crop. http//www.Smbse.com / Agronomy / General Ag Notes/ 0422-1-2002 %20 seedbed %20 pr.
    5. ASAE Standards, 1984 ASADE D230. 4Agricultural Machinery Management Data, Sections 4: 154. 32nd edition, 2950 niels road, st. joseph, mi 49085- 9659 U.S.A.
    6. ASAE Standards, 2004. ASAE S313.3 FEB04:soil cone penetrometer. In: Hahn, R.H., Purschwitz, M.A., Rosentreter, E.E. (Eds.), ASAE Standards 2004.ASAE, St. Joseph, MI.
    7. Boiffin. J. c. durr. A. Fleury. A. Marin – Lafleche and I. Maillet. 1992. Analysis of the variability of sugar beet growth during the earth stages : I. Influence of various condition on crop. Establishment. Agronomic (paris). 12:515-525.
    8. Carter, L.M. and Colwick, R.F., 1971. Evaluation of tillage systems for cotton production systems. Trans.ASAE. 14, 1116-1121.
    9. Croissant, R.L., Schwartz, H.F. and Ayers, P.D., 1991. Soil compaction and tillage effects on dry bean yields. J. Prod. Agric. 4, 461– 464.
    10. Hamblin, A.P. 1985. The influence of soil structure on water movement, crop root growth, and water uptake. Adv. Agron. 38, 95–158.
    11. Hobbs, P. R., Giri, G. S., &  Grace, P. 1997. Reduced and zero tillage options for the establishment of wheat after rice in south Asia. Rice-Wheat Consortium Technical Bulletin.
    12. Hull. R. and D. J. Webb. 1970. the effect of sowing date and harvesting date on the yield of sugar beet. J. Agric. Sci. Camb. 73:223-229.
    13. Kheiralla, A., F. Azmiyahya and W. Ishak. 2004. Modeling of Power and energy requirement for tillage implements operating in Sardang Sandy clay loam, Malay Sia. Soil and Tillage Res. 78:21-34.
    14. Lindstrom, M.J. and Onstad, C.A. 1984. Influence of tillage systems on soil physical parameters and infiltration after planting. J. Soil water conserv. 39, 149-152.
    15. Mohajer, F.M. And M. Asoodar, 2010. The Effect of Tillage Systems and Press Wheel Weight on Dry land Wheat Grain Yield in Khuzestan Province. Journal of Agricultural Engineering Research, No. 1, pp. 1-18. (In Farsi).
    16. Peruzzi, M., Taffaelli, M., &Ciolo, S. D. 1996. Evaluation on the performances of a peculiar combined machine for direct drilling and two no-till drills for hard winter wheat and maize cultivation. International conference on Agricultural Engineering, Madrid.
    17. Rashid. A. S. and De Datta, S. K. 1986. Reducing tillage techniques for wetland rice as affected by herbicides. Soil and Tillage Res. 6(4): 291-303.
    18. RNAM, 1995. RNAM Test Codes and Procedures for Farm Machinery. Economic and Social Commision for Asia and the Pacific Regional Network for Agricultural Machinery.
    19. Rusu, T. 2005. The influence of minimum tillage systems upon the soil properties, yield and energy efficiency in some arable crops.Journal of Central European Agriculture.6: 287-294.
    20. Scott. K. and K. Jaggard. 1978. How the crop grows – from seed to sugar. Brit. Sugar beet review. 46(4) : 19-22.
    21. Singh, K.K., Colvin, T.S., Erbach, D.C. and Mughal, A.Q., 1992. Tilth index: an approach to quantifying soil tilth. Trans. ASAE 35, 1777–1785.
    22. Slowinska and Jurkiewies. A. 1994. Changes in structure and physical properties of soil during spring tillage operations. Soil and tillage Res. 29 : 397-407.
    23. Soane, B.D. and Pidgeon, J.D., 1975. Tillage requirement in relation to soil physical properties. Soil Sci. 119, 376–384.
    24. Taylor, H.M. and Ratliff, L.F., 1969. Root elongation rates of cotton and peanuts as a function of soil strength and soil water content. Soil Sci. 108, 113–119.
    25. Voorhees, W.B., 1983. Relative effectiveness of tillage and natural forces in alleviating wheel-induced soil compaction. Soil Sci. Soc. Am. J. 47, 129–133.
    26. Voorhees, W.B., Farrell, D.A. and Larson, W.E., 1975. Soil strength and aeration effects on root elongation. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 39, 948–953.
    27. Winter. S. R. 1983. Efficient deep tillage for sugar beet on Pullman clay loam. J. of the A. S. S. B. Y. Z. Z. 1: 29-33.
    28. Zenter, R. P., S. Tessier, M. Peru, F. B. Dyck and C. A. Campbell. 1991. Economics of tillage systems for spring wheat production in southwestern Saskatchewan (Canada). Soil and Tillage Res. 21:225-242.
    29. Zoch. M. 1979. Efficient of different types of soil tillage on soil properties and yield parameters of wheat and sugar beet. Proceedings of the of the international soil tillage organization. ISTRO (8th conference). Vol 2 : 249-254.

Files

Share

How to cite

Statistics