اثر جهت خاک‌ورزی و مصرف مالچ کاه و کلش بر کارآیی بهره مندی از آب باران در کشتزارهای دیم گندم منطقه نیمه خشک

زمینه و هدف: ویژگی های خاک و روش های مدیریتی می توانند بر رشد و عملکرد گیاه در مناطق کشاورزی تاثیرگذار باشند. کشاورزی دیم یک روش غالب کشاورزی در جهان است که حدود 80 درصد از زمین های زیر کشت جهان و 67 درصد از زمین های کشاورزی ایران را پوشش می دهد. بیشتر اراضی دیم در نواحی شیب دار و در امتداد شیب خاک ورزی می شوند که روشی نادرست بوده و فرسایش آبی را تسریع می کند. کنترل فرسایش خاک و ذخیره آب بارندگی در خاک اولین گام برای حفظ منابع خاک و آب و افزایش عملکرد محصول در اراضی دیم است. تغییر جهت خاک ورزی از امتداد شیب به خط کانتور و حفظ بقایای محصول می تواند بر اتلاف آب، افزایش کارآیی مصرف بارندگی (pue) و عملکرد محصول در مناطق دیم تاثیر بگذارد. این مطالعه به منظور بررسی تاثیر جهت خاک ورزی و سطح مصرف مالچ بر کارآیی بهره مندی بارندگی در کشتزارهای دیم گندم انجام گرفت. روش پژوهش: این مطالعه در زمین های دیم با خاک لوم شنی با شیب 10 درصد در غرب استان زنجان انجام شد. آزمایش های صحرایی در دو جهت خاک ورزی: در امتداد شیب و خطوط کانتور و پنج سطح مصرف مالچ کاه گندم (شاهد، 25، 50، 75 و 100 درصد) با سه تکرار انجام شد. داده های بارش (ارتفاع، مدت و شدت) از ایستگاه هواشناسی کشاورزی واقع در دانشگاه زنجان در فاصله حدود 800 متری از مزرعه مورد مطالعه گرفته شد. گندم زمستانه در اوایل پاییز در کرت ها کشت و اوایل تابستان برداشت شد. هدررفت آب از کرت ها برای هر رویداد بارندگی حاصل از رواناب در کرت ها در طول دوره رشد نه ماهه اندازه گیری شد. عملکرد دانه گندم برای هر کرت تعیین شد و بر این اساس راندمان مصرف بارندگی (pue) بر حسب کیلوگرم در هکتار بر اساس عملکرد دانه گندم (کیلوگرم در هکتار) به ازای هر بارندگی موثر در طول دوره رشد محاسبه شد. خصوصیات خاک و مالچ کاه گندم با استفاده از روش های مرسوم در آزمایشگاه تعیین شد و از آنالیز واریانس برای تعیین اثر مستقل جهت خاک ورزی و سطح مصرف مالچ کاه و برهمکنش بین دو عامل استفاده شد. یافته ها: 82 رویداد بارشی در طول یک دوره 9 ماهه رشد گندم زمستانه در منطقه رخ داد که میزان بارندگی 88 درصد از آن بود. بیشتر بارندگی ها در ماه اکتبر اتفاق افتاد که منجر به بیشترین تلفات آب در کرت ها شد. هدررفت آب در خاک ورزی روی خطوط تراز 14 درصد کاهش یافت و مقدار عملکرد دانه گندم و کارآیی بهره مندی بارندگی 6 درصد افزایش پیدا کردند. با این وجود، در هر دو روش مصرف مالچ موجب کاهش هدررفت آب، افزایش عملکرد دانه و کارآیی بهره مندی بارندگی شد. اثر متقابل معنی داری بین دو عامل فقط برای عملکرد دانه گندم مشاهده شد. بیشترین کاهش هدررفت آب در سطح 100 درصد مصرف مالچ در هر دو جهت خاک ورزی: موازی شیب (63.3 درصد) و روی خطوط تراز (64 درصد) بود. بیشترین مقدار عملکرد دانه (2.25 تن در هکتار) و کارآیی بهره مندی بارندگی (7.87 کیلوگرم در میلیمتر در هکتار) در تیمار 75 درصد مالچ بود که به ترتیب معادل 27 و 34 درصد نسبت به شاهد افزایش داشت. نتیجه گیری: نتایج بیانگر نقش موثر مصرف مالچ در حفظ آب بارندگی و افزایش عملکرد محصول در هر دو جهت خاک ورزی در کشتزارهای دیم گندم بود. این شاخص می تواند تحت تاثیر جهت خاک ورزی و کاربرد مالچ کاه گندم در اراضی دیم باشد. این دو روش مدیریتی عوامل مستقلی هستند که به شدت بر عملکرد دانه گندم و در نتیجه بر pue تاثیر می گذارند. به طور کلی بر اساس نتایج این پژوهش بکارگیری خاک ورزی روی خطوط تراز و مصرف مقدار مناسب مالچ نقش موثری در حفظ آب و خاک و افزایش تولید در کشتزارهای دیم دارد.

effect of tillage direction and straw mulch on precipitation use efficiency in wheat rainfed land in a semi arid region

background and aim: soil properties and management methods can affect plant growth and crop yield in agricultural areas. rainfed agriculture is a dominant farming type in the world, which covers about 80% of the world's cultivated land and about 67 % of agricultural lands in iran. most of rainfed lands are in slope areas and tilled along slope, an incorrect method which accelerates water erosion. controlling soil erosion and storing precipitation water in soil is the first step to conserve soil and water resources and increasing crop yield in rainfed lands. the change of tillage direction from along slope to contour line and maintaining crop residues can affect water loss, precipitation use efficiency (pue) and crop yield in rainfed areas. this study was carried out to investigate the effect of tillage direction and wheat straw mulch on water loss, crop yield and precipitation used efficiency in a winter wheat rainfed land. methods: the study was carried out in a rainfed lands with sandy loam soil under a slope of 10% in west of zanjan, north west of iran. field experiments were conducted at two tillage direction: along slope and contour line, and five wheat straw mulch application levels (control, 25, 50, 75 and 100%) with three replications. precipitation data (height, duration and intensity) was taken from the agricultural meteorological station located in the university of zanjan, about 800 m from the study field. winter wheat was cultivated at the plots early autumn and harvested early summer. water loss from the plots was measured for each rainfall event resulting runoff at the plots during nine months growth period. wheat grain yield was determined for each plot and accordingly precipitation use efficiency (pue) in kg/ha.mm was computed based on wheat grain yield (kg/ha) per effective precipitation during growth period (mm). soil properties and winter straw mulch characteristics were determined using the conventional methods in the lab and the variance analysis was used for determination of independent effect of tillage direction and straw mulch level and interactions between the two factors. results: eighty two precipitation events were occurred in the area during a 9 months winter wheat growth period, which rainfalls included 88% from it. most of rainfalls occurred in october that resulted most water loss at the plots. water loss at the plots tilled contour line was 14% lower than the plots tilled along slope. however, water loss between the two tillage directions was no significant, whereas wheat grain yield as well as pue were significantly affected by tillage direction. straw mulch considerably affected on water loss, wheat grain yield and pue. an obvious decrease was found in water loss with increasing in straw mulch level. the lowest water loss among different mulch levels was in 100% mulch level for the two tillage directions (63% for along slope tillage and 64% for contour line tillage). significant interaction of the two factors was observed just for wheat grain yield. the highest wheat grain yield was in 75% mulch level which was about 27% (2.04 ton/ha) and 34% (2.45 ton/ha) bigger than control treatment, respectively. the highest pue was also in 75% mulch level both in along slope tillage (7.2 kg/ha.mm) and contour line tillage (8.6 kg/ha.mm), which was 27% and 34% higher than control treatment, respectively. conclusion: results show the precipitation use efficiency (pue) is an improper index for evaluation of the role of precipitation in crop production in wheat rainfed lands. this index can be affected by both tillage direction and wheat straw mulch application in rainfed lands. these two management methods are independent factors which affects strongly on the wheat grain yield and in consequence on the pue. the change of tillage direction from along slope to contour line along and application of 75% mulch level (equal to 4.5 ton/ha) are proper strategies for conservation of soil and water and improving the utilization of precipitation in wheat rainfed lands.