اثر سیستم های خاک ورزی و سطوح بقایای گندم بر شاخص های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اگرواکولوژی، دانشکده کشاورزی، پردیس بین‌الملل دانشگاه فردوسی مشهد ، مشهد - ایران

2 استاد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد - ایران

3 استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد - ایران

4 دانشیار، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، مشهد – ایران

چکیده

به منظور بررسی تأثیر سیستم­های مختلف خاک‌ورزی و سطوح بقایای گندم بر شاخص­های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد، در سال زراعی 93-1392 به صورت اسپلیت بلوک بر پایه طرح بلوک­های کامل تصادفی با 3 تکرار انجام شد. نوع مدیریت خاک­ورزی در 4 سطح (دیسک، گاوآهن برگردان­دار + دیسک، گاوآهن پنجه غازی + دیسک و گاوآهن قلمی + دیسک) به عنوان فاکتور عمودی و مدیریت بقایای گندم در 5 سطح (صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد عملکرد کاه گندم) به عنوان فاکتور افقی آزمایش در نظر گرفته شدند. به دلیل 3 بار نمونه‌برداری از خاک (اردیبهشت 1392، آبان 1392 و خرداد 1393)، داده­های آزمایش به صورت اسپلیت بلوک در زمان آنالیز شدند. طبق نتایج آزمایش، کمترین میزان نیتروژن کل (094/0 درصد)، فسفر قابل جذب (50/12 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و کربن آلی خاک (52/0 درصد) درنتیجه استفاده از شخم برگردان­دار و بیشترین میزان این شاخص­ها در شرایط کاربرد گاو آهن قلمی + دیسک مشاهده شد. با افزایش سطوح بقایای گندم در هر سه زمان، نیتروژن کل، فسفر و پتاسیم قابل جذب و کربن آلی خاک به‌طور معنی­داری رو به افزایش گذاشت. همچنین، کاربرد بقایای گیاهی نقش معنی­داری در کاهش اسیدیته (تا 45/0 واحد) و نیز افزایش زیست توده و تنفس میکروبی خاک (تا 6/20 درصد) داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Influence of tillage systems and wheat stubble levels on the physical, chemical and biological properties of soil

نویسندگان [English]

  • Elnaz Ebrahimian 1
  • Alireza Koochaki 2
  • Mehdi Nasiri Mahalati 2
  • Soroor Khorramdel 3
  • Alireza Beheshti 4
1 Ph.D. Student of Agroecology, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, International Campus, Mashhad - Iran
2 Professor of Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad - Iran
3 Assistant Professor of Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad - Iran
4 Assistant Professor, Research Centre for Agriculture and Natural Resources, Mashhad - Iran
چکیده [English]

In order to study the effects of tillage systems and wheat residue levels on soil physical, chemical and biological characteristics a randomized complete block design arranged in split block with three replications was set in research farm of Ferdowsi University of Mashhad in 2013-2014 growing season. Four different tillage systems (disk, mouldboard plough + disk, sweep plough + disk and chisel plough + disk) as vertical factor were employed in combination with five different crop residue applications (0, 25, 50, 75 and 100 percent wheat residue) as horizontal factor. Due to soil sampling in April (2013), November (2013) and June (2014), data were analysed as split block in time. According to the results, the lowest total nitrogen (0.094%), available phosphorus (12.50 mg/kg) and organic carbon (0.52%) were observed when mouldboard plough was applied, while the highest values were obtained using chisel plough followed by disk. Irrespective of sampling time, total nitrogen, available phosphorus and potassium as well as organic carbon significantly increased with increasing wheat residue application. Furthermore, crop residue application caused significant reduction in soil pH (up to 0.45 unit) and improved microbial biomass and activity (by 20.6%).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chisel plough
  • Microbial biomass
  • Mouldboard plough
  • Organic carbon
  • Soil respiration
1 . آزادشهرکی ف، نقوی ه و نجفی‌نژاد ح (1389) تأثیر روش خاکورزی و مدیریت بقایای گندم بر برخی خصوصیات خاک و عملکرد ذرت دانه‌ای در کرمان. دانش نوین کشاورزی. 6: 9-1.

2 . رضوانی‌مقدم پ، کوچکی ع، ملافیلابی ع و سیدی س م (1392) اثرات تاریخ و مقادیر کاربرد کاه و کلش گندم بر خصوصیات بنه­های دختری و گل‌انگیزی زعفران (Crocus sativus L.) در سال دوم. زراعت و فناوری زعفران. 1: 70-55.

3 . عظیم‌زاده م، کوچکی ع و بالا م (1381) بررسی اثر روشهای مختلف شخم بر وزن مخصوص ظاهری، تخلخل، رطوبت خاک و عملکرد گندم در شرایط دیم. علوم زراعی ایران. 4: 224-209.

4 . فروغی‌فر ح و پورکاسمانی م ا (1381) علوم و مدیریت خاک. جلد اول، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد. 336 ص.

5 . کوچکی ع و برومند رضازاده ز (1388) خاک‌ورزی در بوم نظام‌های زراعی. انتشارات داشگاه فردوسی مشهد، مشهد. 437 ص.

6 . کوچکی ع، فلاح‌پور ف، خرم‌دل س و جعفری ل (1392) بررسی کشت مخلوط گندم و کلزا بر عملکرد و اجزای عملکرد و تنوع و تراکم علف‌های هرز. بوم‌شناسی کشاورزی. 6: 20-11.

7 . محمدی خ، نبی‌اللهی ک، آقاعلیخانی م و خرمالی ف (1388) بررسی تأثیر روشهای مختلف خاک‌ورزی بر خصوصیات فیزیکی خاک و عملکرد و اجزای عملکرد گندم دیم. پژوهش‌های تولید گیاهی. 16: 91-77.

8 . مظاهری د و مجنون حسینی ن (1386) اصول زراعت عمومی. انتشارات دانشگاه تهران، تهران. 320 ص.

9 . نصیری محلاتی م، کوچکی ع، رضوانی مقدم پ و بهشتی ع (1386) اگرواکولوژی. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد. 459 ص.

 

10 . Aoyama M, Angers DA and N’Dayegamiye A (1999) Particulate and mineral-associated organic matter in water-stable aggregates as affected by mineral fertilizer and manure application. Canadian Journal of Soil Sciences. 79: 295-302.

11 . Bastian F, Bouziri L, Nicolardot B and Ranjard L (2009) Impact of wheat straw decomposition on successional patterns of soil microbial community structure. Soil Biology and Biochemistry. 41: 262-275.

12 . Biswas DR and Narayanasamy G (2006) Rock phosphate enriched compost: An approach to improve low-grade Indian rock phosphate. Bioresource Technology. 97: 2243-2251.

13 . Blair N, Faulkner RD, Till AR and Poulton PR (2006) Long-term management impacts on soil C, N and physical fertility. Part I: broadbalk experiment. Soil and Tillage Research. 91: 30-38.

14 . Dahiya R, Ingwersen J and Streck T (2007) The effect of mulching and tillage on the water and temperature regimes of a loess soil: Experimental findings and modelling, Soil and Tillage Research. 96: 52-63.

15 . De Gryze S, Six J, Brits C and Merckx R (2005) A quantification of short-term macro aggregate dynamics: influences of wheat residue input and texture. Soil Biology and Biochemistry. 37l: 55-66.

16 . Farooq M, Flower KC, Jabran K, Wahid A and Siddique KHM (2011) Crop yield and weed management in rainfed conservation agriculture. Soil and Tillage Research. 117: 172-183.

17 . Franzluebbers AJ and Hons FM (1996) Soil-profile distribution of primary and secondary plant available nutrients under conventional and no tillage. Soil and Tillage Research. 39: 229-239.

18 . Gale WJ and Cambardella CA (2000) Carbon dynamics of surface residue- and root derived organic matter under simulated no-till. Soil Science Society of American Journal. 64: 190-195.

19 . Halvorson AD, Black AL, Krupinsky JM, Merrill SD, Wienhold BG and Tanaka DL (2000) Spring wheat response to tillage and nitrogen fertilization in rotation with sunflower and winter wheat. Agronomy Journal. 92: 136-144.

20 . Hobbs PR, Sayre K and Gupta R (2008) The role of conservation agriculture in sustainable agriculture. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 363: 543-555.

21 . Limon-Ortega A, Govaerts B and Sayre KD (2008) Straw management, crop rotation, and nitrogen source effect on wheat grain yield and nitrogen use efficiency. European Journal of Agronomy. 29: 21-28.

22 . Liu X, Herbert SJ, Hashemi AM, Zhang X and Ding G (2006) Effects of agricultural management on soil organic matter and carbon transformation – a review. Plant Soil Environment. 52: 531-543.

23 . Mahboubi AA, Lal R and Favsey NR (1993) Twenty-eight years of tillage effect on two soils in Ohio. Soil Science. 57: 506-512.

24 . Mohamed A, Hardtle W, Jirjahn B, Niemeyer T and Von Oheimb G (2007) Effects of prescribed burning on plant available nutrients in dry heathland ecosystems. Plant Ecology. 189: 279-289.

25 . Singh BR and Haile M (2007) Impact of tillage and nitrogen fertilization on yield, nitrogen use efficiency of tef (Eragrostis tef (Zucc.) Trotter) and soil properties. Soil and Tillage Research. 94: 55-63.

26 . Six J, Elliott ET and Paustian K (2000) Soil macroaggregate turnover and microaggregate formation: a mechanism for C sequestration under no-tillage agricultural. Soil Biology and Biochemistry. 32: 2099-2103.

27 . Six J, Elliott ET, Paustian K and Doran JW (1998) Aggregation and soil organic matter accumulation in cultivated and native grassland soils. Soil Science Society of American Journal. 62: 1367-1377.

28 . Srinivasan V, Maheswarappa HP and Lal R (2012) Long term effects of topsoil depth and amendments on particulate and non-particulate carbon fractions in a Miamian soil of Central Ohio. Soil and Tillage Research. 121: 10-17.

29 . Thierfelder C and Wall PC (2010) Rotation in conservation agriculture systems of Zambia: effects on soil quality and water relations. Experimental Agriculture. 46: 309-325.