مقدمه

عمليات خاك‌ورزي در اكثر مناطق ايران بوسيله گاوآهن برگردان‌دار و بدون وجود بقاياي گياهي انجام مي‌شود. به كارگيري گاوآهن برگردان دار در كشاورزي ايران با ورود تراكتور در دهه 40 خورشيدي بتدريج مرسوم و همچنان به عنوان رايج ترين وسيله مورد استفاده كشاورزان می باشد.

توانايي اين گاوآهن در برگرداندن خاک، شخم این وسيله را به گونه اي چشمگير از بقيه گاوآهن ها متمايز ساخته است. اين قابليت امکان دفن بقاياي گياهي را در عمقي پايين تر از عمق بستر بذر فراهم و با زير و رو کردن خاک، هوا دهي و مخلوط شدن مواد غذايي با لايه توسعه ريشه را امکان پذير مي سازد. برگرداندن خاک همچنين با دفن بذور علفهاي هرز تاثير به سزايي در کاهش جمعيت علفهاي هرز در کشت محصول بعدي ايفا مي نمايد.

با وجود همه مزايايي که گاوآهن برگردان دار نسبت به بقیه گاوآهن ها دارد ولي استفاده دائمی از آن مخصوصا در  مناطق خشک مشکلاتي را نيز به همراه داشته است. این مشکلات در بسياري از مواقع بر مزایای آن پيشي گرفته و لزوم استفاده مداوم آنرا با مشکل مواجه ساخته است.

مشكلات خاک ورزی مرسوم در اثر استفاده از گاو‌آهن برگردان‌دار

1.   كلوخه‌اي‌شدن خاك

خشك ‌بودن خاك در مناطق خشك به علت محدوديت منابع آب در زمان شخم از يك ‌سو و نياز به تسريع در كشت محصول بعدي از سوي ديگر موجب انجام عملیات خاك‌ورزي در رطوبت نامناسب مي‌شود كه اين امر سبب ايجاد كلوخه‌هاي بزرگ و سخت مي‌گردد. وجود كلوخه‌هاي بزرگ و سخت بعد از انجام شخم يكي از موانع كشت مكانيزه محصولات زراعي مي‌باشد.

2.   نياز به وقت و انرژي زياد

استفاده از گاو‌آهن برگردان‌دار براي انجام عمليات خاك‌ورزي نياز به وقت و انرژي زياد دارد، يعني سرعت انجام كار اين گاو‌آهن كم و میزان مصرف انرژی آن زياد است. علاوه بر اين در مناطق خشك عمليات آماده‌سازي بستر بذر جهت كشت مكانيزه محصولات به علت كلوخه‌هاي ايجاد شده بعد از شخم، زمان و انرژي مورد نیاز برای تهیه بستر بذر را افزایش داده كه از مشخصات اين روش خاك‌ورزي در مناطق خشك مي‌باشد.

3.   هزينه زياد

به طور متوسط حدود يک دوم تا يک سوم هزينه های ماشيني محصولات زراعي در ايران مربوط به عمليات خاك‌ورزي مي‌باشد. در صورت حذف يا كاهش این عمليات مي‌توان به كاهش هزينه عمليات ماشينی كمك كرد.

4.   تخريب ساختمان خاك

انجام عمليات خاك‌ورزي به روش رایج، کاری سنگین و پر هزینه است به طوري‌ كه حدود 1000 مترمكعب خاك توسط گاوآهن برگردان‌دار (به عمق 20 و عرض كار 100 سانتي متر) در يك ساعت جابجا مي‌شود. این میزان جابجایی خاک براي شخم يك هكتار زمين زراعي حدود 3500 مترمكعب مي¬باشد. انجام عمليات تكميلي در آماده‌سازي بستر بذر (خاك‌ورزي ثانويه) و مبارزه با علفهاي هرز(ماشين‌هاي وجين‌كن) نيز شدت عمليات خاك‌ورزي را افزايش داده كه اين امر در طي ساليان متوالي باعث تخريب ساختمان خاك و جلوگيري از تشكيل خاكدانه‌ها خواهد شد.

5.   به هم‌زدن تسطيح زمين

استفاده از گاوآهن برگردان‌دار نياز به راننده تراکتوری ماهر دارد، تا بتواند تنظیمات آن را رعایت کند. عدم رعایت این تنظيمات  به مرور باعث به هم زدن تسطيح اراضي شده است. يكي از دلایل پايين بودن راندمان آبياري، ناهمواريهاي ايجاد شده در اثر استفاده از گاو‌آهن برگردان‌دار می باشد. هر چند عمليات زراعي با گاوآهن برگردان‌دار شرايط فيزيكي مناسب از نظر تهويه‌ و نگهداری آب را فراهم مي‌سازد ولي آبياري های سنگين که به علت عدم تسطيح اراضي و کلوخه ايي بودن سطح خاک قبل از رسيدن گیاه به مرحله توسعه ريشه صورت مي‌گيرد شرايط فيزيكي ايجاد شده بعد از خاک ورزی را از بين برده و خاك به شرايط اوليه خود قبل از شخم برمي‌گردد.

6.   مصرف زياد آب

کمبود آب يكي از مشکلات زراعت در مناطق خشك و نيمه‌خشك مي‌باشد. هر روشي كه بتواند در حفظ رطوبت خاك و افزايش کارایی آبياري كمك كند منجر به افزايش سطح زیر کشت محصولات زراعي در اين مناطق خواهد شد. كاهش شدت تبخير به خصوص در فصل تابستان، با نگهداری بقاياي گياهي در سطح يا نزديك سطح خاك مي‌تواند به حفظ رطوبت خاك كمك كند. خاك‌ورزي مرسوم به علت عدم امكان مديريت بقاياي گياهي در سطح يا نزديك سطح خاك، شرايط محیطی را براي حفظ رطوبت خاك فراهم نمي‌سازد. شخم رایج، باعث آمدن خاك مرطوب زيرين به سطح و اتلاف رطوبت ذخيره شده  خاک مي‌گردد. همچنین افزايش زبري سطح خاک پس از عمليات خاک¬ورزي مرسوم عامل کاهش راندمان آبياري می باشد.

7.   فرسايش بادي و آبي

همانطوركه قبلا ذكر شد تهیه بستر کاشت به روش خاك‌ورزي مرسوم عملياتي سنگین مي‌باشد كه باعث جابجايي زياد ذرات خاك و پودر شدن آنها مي گردد. خشك‌ بودن خاك در فصل تابستان در مناطق خشك و شخم آن با گاوآهن برگردان دارباعث بوجود آمدن كلوخه‌هاي بزرگ مي ‌شود، نرم‌كردن اين كلوخه‌ها جهت كشت مكانيزه نياز به تردد زياد ادوات خاك ورزی ثانويه دارد كه منجر به پودرشدن ذرات خاك و جابجايي آنها با جريان  باد مي گردد که فرسايش بادي را به دنبال دارد. در سال هاي اخير به منظور تسريع در عمليات خاك‌ورزي ثانويه اقدام به واردات و ساخت كمبينات‌، روتوتیلر و سیکلوتیلر و ترويج آن در داخل كشور شده است ولي استفاده از اين ادوات فعال‌ به علت شرايط خشك خاک باعث افزایش شدت فرسايش بادي گرديده است و افزايش غبار محلي در هواي شهرهاي مجاور اين اراضي را به همراه داشته است. همچنين ذرات پودر شده خاک در سيستم خاک ورزي مرسوم در اثر آبياري سطحي جابجا شده و تجمع ذرات در قسمتهاي گود زمين را به همراه دارد. اين تجمع ذرات ريز سله بستن سطحي و فرسايش آبي را در مناطق شيب دار به دنبال دارد. فرسايش خاكهاي زراعي در مناطق خشك  باعث نابودی و غیر قابل استفاده بودن خاک برای نسل‌هاي آينده می شود.

8.   ایجاد لایه سخت در کفه شخم

استفاده مداوم از گاوآهن برگردان دار در تهیه بستر بذر در یک عمق ثابت و تماس تیغه آن با این قسمت خاک به تدریج یک لایه سخــــــت و غیر قابل نفوذ در زیر کف شخم ایجاد می گردد که ممکن است مشکلاتــــــی در نفوذ و تغــــذیه ریشه گیاه ایجاد نماید شکستن این لایه سخت با ادواتی نظیر زیر شکن بعد از چندین سال توصیه می¬گردد که هزینــــــه اضافی در بر خواهدداشت.

خاك‌ورزي حفاظتي

هدف از خاك‌ورزي حفاظتي كاهش شدت عمليات خاك‌ورزي و مديريت بقاياي گياهي موجود در سطح خاک مي‌باشد. هرگونه تلاش در كم‌كردن شدت عمليات خاك‌ورزي، كاهش عمق شخم و يا سست و لق‌كردن خاك بدون زیر و رو (برگرداندن) کردن آن، خاك‌ورزي حفاظتي محسوب مي‌گردد. در اين سيستم پس‌مانده‌هاي محصول قبلي تماماً يا قسمتي از آن (حداقل 30 درصد) در سطح يا نزديك سطح خاك نگهداري مي‌شود حفظ بقاياي گياهي در سطح يا نزديك سطح خاك در روش‌هاي خاك‌ورزي حفاظتي باعث حفظ رطوبت خاک، جلوگيري از شستشوي ذرات خاك بر اثر ضــربات باران در اراضی شیب دار و كاهش فرسايش آبي می گردد، همچنين كاهش شدت برهم‌زدن خاك در سيستم خاك‌ورزي حفاظتي از خردشدن و جابجايي زياد ذرات خاك و پودرشدن آن جلوگيري كرده و باعث كاهش فرسايش بادي ‌می گردد.

روش‌هاي خاك‌ورزي حفاظتي

كم‌خاك‌ورزي و بي‌خاك‌ورزي دو روش متداول در خاك‌ورزي حفاظتي است. در  روش كم‌خاك‌ورزي عملیات  بر حسب نوع گیاه و میزان بقایای محصول قبلی تا عمـــق کــافی(15-8 سانتی متر) برای قرار دادن کود و بذر و مخلوط کردن بقایا با لایه سطحی انجام می گیرد. در روش بي‌خاك‌ورزي هیچ نوع عملیات خاک ورزی صورت نمی¬پذیرد و تنها ماشین کاشت كود و بذر را باحداقل به هم خوردگي در خاك قرار می دهد. در روش بي‌خاك‌ورزي بقاياي گياهي در سطح خاك(روی خاک) رها می گردند.

روش های خاک ورزی حفاظتی در مناطق مختلف دنیا با توجه به شرایط خاک و اقلیم هر منطقه بومی گردیده و از مزایای ویژه ای که برای آن منطقه دارد استفاده می‌گردد.