بر اساس آمارهای موجود از مجموع 18- 15 میلیون هکتار زمین زراعی که در کشور به کشت زراعی و باغی اختصاص یافته است حدود 75 میلیون تن محصول کشاورزی تولید می گردد که با احتساب 80 درصد از وزن بیوماس تولیدی به عنوان بقایا ،سالیانه حدود 50 میلیون تن بقایای گیاهسی تولید می شود که بیشترین مقدار آن به تعلیف دام رسیده و به طور غیرمستقیم به صورت کود دامی به خاک برگردانده می شود و بخشی از آن نیز مستقیما به خاک برگردانده می شود.با رواج کشت دوم در بعضی از مناطق،برای تسریع در تهیه زمین با وجود اهمیت بسیار زیاد مواد آلی در خاک های کشور بخشی از مواد آلی و بقایای کشت قبلی به عمد سوزانده می شود متاسفانه با وجود اینکه کشور در منطقه خشک و نیمه خشک قرار گرفته است،به دلایل متعددی رفتار مناسبی با بقایای گیاهی نمی شود و به دلایل کشت و کار غلط، چرای مفرط و سوزاندن بقایای گیاهی عموما خاک های زراعی فقیر و لخت و بسیار حساس در مقابل فرسایش آبی و بادی و در نهایت غیرحاصلخیز شده اند که سال به سال کشاورزان کشور مجبور به مصرف بیشتر کودهای شیمیایی برای حفظ سطح تولید سال قبل می باشند.
در صورت عدم توجه به مدیریت مواد آلی انتظار می رود زمین های زراعی از چرخه کشت و زرع خارج شده و درنتیجه مهاجرت روستاییان سبب افزایش حاشیه نشینی در شهرهای بزرگ می شود.تحقیقات ترک نژاد (1383) در استان کرمانشاه نشان می دهد که مقدار ماده آلی تولیدی در استان به صورت بقایای گیاهی حجم بسیار مناسبی را تشکیل می دهد. در زمان بررسی،سطح کل زیر کشت محصولات زراعی 820هزار هکتار بوده است. متوسط عملکرد بیولوژیک کلیه محصولات ذکر شده در هر هکتار 7043 کیلوگرم در هکتار و بقایای گیاهی 4081 کیلوگرم بوده است . کل تولید بیولوژیک استان 5/8 میلیون تن بوده که مقدار 2/4 میلیون تن تولید اقتصادی و 3/4 میلیون تن را بقایای گیاهی تشکیل می دهد. در این تحقیق میزان بقایای انواع محصولات زراعی که همراه با برداشت محصول از زمین خارج می گردد 10 درصد کل بقایای گیاهی برآورد گردیده است. مقدار بقایای گیاهی که قابلیت شخم خوردن دارند و نیازمند عملیات ویژه نمی باشند،حدود 15 درصد ،مقذار بقایای گیاهی محصولاتی که نیازمند مدیریت ویژه جهت کشت بعدی باشد حدود88/5 درصد کل بقایا،مقدار بقایاییی که قابلیت مصرف خوراک دام دراد حدود 2/6 میلیون تن تخمین زده شده است. بر اساس این برآورد با وجود کمبود مواد آلی در خاک های استان،حدود 670 هزار تن بقایای گیاهی سوزانده می شود. مطالعات در مناطق خشک و نبمه خشک نشان می دهد که بازگشت مواد آلی (ارگانیک) به خاک کند بوده و حتی در صورت افزوده شدن مواد آلی به خاک، به علت محدود شدن فعالیت زندگی میکروارگانیسم ها مواد آلی به هوموس تبدیل نشده و یا به کندی تبدیل می شوند.گرچه مطالعات طولانی مدت در خصوص مدیریت مواد آلی و تاثیر آن بر مواد آلی خاک در بعضی از کشورها انجام نشده است،ولی مطالعات انجام شده در ایران نشان داده است که نوع مدیریت مواد آلی(ارگانیک) بر مقدار مواد آلی و در نتیجه پایداری حاصلخیزی خاک موثر می باشد. مطالعات در منطقه مرکزی(اصفهان) که یکی از مناطق خشک و نیمه خشک کشور می باشد نشان داد که افزودن 50-100 تن ماده آلی به هر هکتار خاک می تواند در کاهش وزن مخصوص ظاهری و افزایش نفوذپذیری آب در خاک موثر باشد و دامنه رطوبتی را که ماشین آلات می توانند در خاک تردد نمایند،افزایش می دهد و خصوصیات فیزیکی خاک را برای تولید پایدار مهیا نماید.
بقایای گیاهی موادی است که پس از برداشت محصول در یک مزرعه کشاورزی یا باغ باقی می ماند. این باقیمانده ها شامل ساقه ها، برگ ها و غلاف و دانه ها می شود. باقیمانده را می توان مستقیماً درون زمین شخم زد و یا آن ها را سوزاند. همچنین روش هایی مانند شخم نزدن، خرد کردن یا باقی گذاشتن آنها تا زمان استفاده، از روشهای معمول مدیریت بقایای گیاهی در مزرعه محسوب می شوند.
با انجام صحیح مدیریت بقایای گیاهی می توان باعث افزایش راندمان آبیاری و کنترل فرسایش شد. بقایای محصول بعد از برداشت می تواند یک منبع مناسب مواد مغذی برای خاک باشد. این باقیمانده ها شامل پوسته، دانه، ساقه، غلاف و ریشه هستند. از آنها می توان به عنوان علوفه حیوانات و بعنوان کود در اصلاح خاک استفاده کرد.در این محتوا در مورد مديريت بقاياي گياهي لبشتر توضیح خواهیم داد.
شخم زدن در هر سیستم تولید، جهت تهیه بستر بذر، اصلاح تراکم خاک، ترکیب کودها و علف کشها و کنترل علفهای هرز انجام می شود. اما، یکی از نتایج همراه با خاکورزی، انهدام بقایای محصول است که پس از برداشت محصولات زراعی باقی می ماند. این یک واقعیت پذیرفته شده است که بازگشت بقایای محصول به محیط خاک یک عمل مهم زراعی است. اثرات مثبت زیادی دارد و شامل موارد زیر است:
• آماده کردن زمین برای جلوگیری از تاثیرات قطرات باران، در نتیجه مانع جدا شدن ذرات خاک می شود که به نوبه خود باعث کاهش فرسایش می شود.
• بازگشت مواد مغذی بقایای گیاهی به خاک و استفاده توسط محصول بعدی
• حفظ و افزایش کربن آلی خاک برای فراهم کردن بستر میکروارگانیسم ها و افزایش مواد آلی خاک.
از نظر تاریخی، کشاورزان باقیمانده محصولات را زباله محسوب می کردند یا آنها را با آتش یا عملیات خاکورزی از بین می بردند. با این حال، به طور منظم مدیریت بقایای گیاهی تولید شده در سیستم های تناوب محصول می تواند مزایای قابل توجه طولانی مدتی داشته باشد که به احتمال زیاد از مزایای کوتاه مدت که با از بین بردن پسماند حاصل می شود، بسیار بیشتر است.
كارشناسان مزرعه هميشه به جاي سوزاندن، شخم زدن باقيمانده هاي محصول را ترجيح داده اند. سوزاندن بقایای محصول فرصتی برای بهبود محتوای مواد آلی را از بین می برد و به طور بالقوه می تواند منجر به از دست دادن مواد مغذی قابل توجهی از خاک شود. تقریباً تمام نیتروژن و حداقل ۷۵٪ گوگرد موجود در باقیمانده های گیاهی پس از احتراق از بین می روند. اگر چه با سوزانده بقایای گیاهی فسفر و پتاس در خاک باقی می ماند اما بجا گذاشتن دود و خاکستری که در مزرعه قابل بازیافت نیستند و آثار مخرب زیست محیطی آن به مراتب بیشتر است.
بقایای گیاهی مهمترین و بیشترین نقش را در حاصل خیزی و بهره وری خاک به عهده داشته و ۷۰ درصد مواد آلی خاک از بقایای گیاهی تشکیل می شود. مواد آلی خاک مهمترین منبع تامین ازت و سایر عناصر برای گیاهان است. تشکیل و نگهداری خاک، نگهداری آب در خاک، بهبود ساختمان خاک، کنترل علف های هرز، افزایش نفوذ پذیری خاک، کاهش فرسایش خاک کاهش تبخیر، پایداری تولید و کارآیی مصرفی کودهای شیمیایی از مزایای مواد آلی خاک می باشد حد مطلوب میزان مواد آلی خاک برای رشد مناسب گیاهان بیش از ۳ در حد است، متاسفانه این میزان در بیش از ۶۰ در صد خاک های زیر کشت ایران کمتر از ۱ درصد بوده و مشکل عمده این خاک ها کمبود شدید مواد آلی می باشد در شرایط فعلی تامین مواد آلی خاک به غیر از بقایای گیاهی به صرفه نخواهد بود. لذا منطقی ترین روش اصلاح خاک ها و تامین مواد آلی آنها، حفظ بقایای گیاهی در زمین می باشد.
بقایای گیاهی از برخورد مستقیم و فشار قطرات باران بر ذرات خاک جلوگیری نموده و در نتیجه نفوذ پذیری آب بیشتر و سله بندی خاک کمتر می شود، رشد و گسترش ریشه بیشتر شده و از فشردگی خاک در اثر عبور و مرور ماشین آلات جلوگیری نموده و خاکدانه های خاک را حفظ می نماید.
بقایای گیاهی از شدت گرمای خاک در تابستان و سرما در زمستان می کاهد. تبخیر را کاهش داده و آب بیشتری در دسترس گیاه قرار می گیرد. چون رطوبت، تهویه و حرارت خاک مطلوب می باشد، گیاه بهتر و سریعتر جوانه زده و رشد و توسعه سیستم ریشه ای گیاه سریع تر و بطور کامل انجام می شود.
بقایای گیاهی دارای ارزش غذایی و خوراکی فراوانی برای دام ها می باشند که با مدیریت و فرآوری آن می توان درصد بالایی از کمبود علوفه و سوء تغذیه دام ها را برطرف نمود. عده ای از کشاورزان برای آماده سازی زمین و از بین بردن بقایای گیاهی موجود در زمین بقایای گیاهی را می سوزانند که علاوه بر تخریب محیط زیست، بر خاک نیز اثرات سوء بر جا می گذارد.
سوزاندن بقایای گیاهی در بلند مدت اثرات نامطلوبی بر روی کیفیت خاک و کاهش عملکرد محصول دارد در کوتاه مدت نمی توان از خسارت سوزاندن این بقایا برآوردی بدست آورد، زیرا تحقیقات نشان می دهد که اثرات آن بعد از گذشت ۱۵ سال ظاهر می شود. سالیانه مقادیر قابل توجهی از مواد آلوده کننده هوا در نتیجه سوزاندن بقایا و ضایعات کشاورزی تولید می شود که نه تنها مستقیما بر سلامتی انسان و محیط زیست اثر دارد، بلکه به طور غیر مستقیم نیز آسیب های جبران ناپذیری به بار خواهد آورد.
بقایای گیاهان منابع قابل توجه فیبر، انرژی و مواد مغذی گیاهی هستند. این بقایا به دلیل داشتن ترکیب مواد مغذی مطلوب، به خوبی می تواند وضعیت خاک را از نظر خصوصیات فیزیکی شیمیایی و بیولوژیکی بهبود بخشد. به علاوه نیاز به حمل و نقل داشته و آلوده کننده نیز نیستند.
با توجه به اینکه بقایای گیاهی مهم ترین و بیشترین نقش را در حاصلخیزی و بهره وری خاک ها بر عهده داشته و ۷۰ درصد مواد آلی خاک از این مواد تشکیل می شود لذا سوزاندن بقایای گیاهی باعث کاهش میزان مواد آلی خاک شده و این امر باعث کاهش جذب عناصر غذایی توسط ریشه های کاهش ظرفیت نگهداری آب در خاک، کاهش راندمان مصرف آب، تخریب بافت و ساختمان خاک، کاهش نفوذ پذیری خاک، کاهش فعالیت میکروارگانیسم های خاک، افزایش فرسایش خاک و افزایش مصرف کودهای شیمیایی می گردد.
با سوزاندن بقایای گیاهی به علت لخت شدن سطح خاک، خاک زراعی در معرض فرسایش بادی و آبی از بین می رود. همچنین باعث از بین رفتن ساختمان خاک و تاثیر منفی آن بر رشد و نمو گیاهان زراعی می شود
سوزاندن بقایای گیاهی موجب فشرده شدن و ترد و شکننده شدن سطح خاک، کاهش شدید نفوذ پذیری و فراهم شدن زمینه برای ایجاد فرسایش و شستشوی مواد غذایی خاک می شود. همچنین به علت کمبود رطوبت، تهویه و دمای خاک، جوانه زنی و رشد و توسعه سیستم ریشه ای گیاه نامناسب شده و از طرفی میزان تبخیر افزایش و آب در دسترس گیاه، کاهش پیدا می کند.
با سوزاندن بقایای گیاهی به علت کاهش حاصلخیزی خاک و از بین رفتن مواد آلی آن و افزایش مصرف مواد شیمیایی، هم از لحاظ زراعی و هم به لحاظ کیفیت تولید محصولات زراعی کاهش می یابد و تولید نیز ناپایدار خواهد شد.
سالیانه مقادیر قابل توجهی از مواد آلوده کننده هوا در نتیجه سوزاندن بقایا و مایعات کشاورزی تولید می شود که نه تنها مستقیما بر سلامتی انسان و محیط زیست اثر دارد بلکه به طور غیر مستقیم نیز آسیب جبران ناپذیری به بار خواهد آورد. مواد سمی و گازهای حاصل از سوزاندن کاه و کلش موجب بیماری های تنفسی و آلودگی محیط زیست می شوند.
سوزاندن این بقایا سبب از بین بردن موادی که دارای ارزش غذایی و خوراکی فراوانی برای دام ها باشند، می شود لذا با اعمال مدیریت و فرآوری بقایای گیاهی می توان در حد بالایی از کمبود علوفه و سوء تغذیه دام ها را برطرف نمود.
اگرچه باقیمانده های گیاهی برخی از محصولات زراعی (ذرت) به دلیل انباشت آنها غالباً باعث ایجاد مشکلاتی می شوند. بنابراین توصیه می شود باقیمانده های گیاه را خرد کنید، کود اوره را اضافه و آنها را تا عمق ۲۰ تا ۳۰ سانتی متر با استفاده از گاوآهن شخم بزنید. بنابراین خاک را با هوموس غنی می کنید. اوره برای تجزیه سریعتر باقیمانده محصولات زراعی، افزایش فعالیت میکروبی خاک و در نتیجه بهبود نسبت کربن به نیتروژن C/N افزوده می شود.
ماده ارگانیک موجود در خاک حاوی حدود ۵۰٪ کربن و حدود ۵٪ ازت و نسبت C/N در حدود ۱۰: ۱ است. میکروارگانیسم ها با فعالیتهای خود، منجر به کاهش این نسبت در روند اکسیداسیون کربن می شوند. میکروارگانیسم ها از تمام نیتروژن آزاد شده برای نیازهای خود استفاده می کنند، تا زمانی که نسبت C/N به مقدار مشخصی کاهش یابد.
بنابراین، برای جلوگیری از کاهش ازت، باید اوره اضافه شود. بخشی از ماده آلی تازه تجزیه شده جزئی، با فعالیت میکروارگانیسم ها، به هوموس تبدیل می شوند. هوموس برای حفظ ساختار خاک و بهبود شرایط هوا و آب خاک، خصوصیات حرارتی و شیمیایی خاک و ظرفیت بافر آن از اهمیت بسیاری برخوردار است. بنابراین شخم زدن باقیمانده های محصول به ویژه در خاک هایی که امکان استفاده از کودهای آلی وجود ندارد، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
علاوه بر شخم زدن باقیمانده محصولات زراعی، توصیه می شود کود دانه ای را نیز در چرخش محصول اضافه کنید. این ماده خاک را با مواد آلی غنی می کند، فعالیت بیولوژیکی خاک را بهبود می بخشد و از مواد مغذی کمتری استفاده می کند. همچمین در خاک های سنگین تر تخلیه بیولوژیکی آب را انجام می دهد.
یکی از روش های مدیریت بقایای گیاهی، باقی گذاشتن بقایای گیاهی در سطح خاک است. مخصوصاً در مناطق خشک می تواند به حفظ رطوبت خاک کمک زیادی کند. با این وجود می توان در کاشت محصول بعدی از آب کمتری استفاده کرد. همچنین به گیاهانی که حساس به سله و خشکی خاک هستند کمک زیادی می شود. در این روش زمین شخم زده نمی شود و فقط در محل قرار گیری بذر خاک کمی سست می شود. همچنین تجزیه بقایا فقط در قسمت زیرین که در تماس با خاک هستند انجام می شود. در نتیجه منجر به کاهش شدید ازت خاک نمی شود و عوارض کمبود ازت به نسبت روش مخلوط کردن بقایا با خاک، کمتر است.
در این روش با استفاده از گاوآهن برگردان دار بقایا با خاک سطحی مخلوط نمی شوند و در زیر لایه شخم قرار می گیرند. در این حالت بدلیل کمبود اکسیژن در زیر سطح خاک، تجزیه بقایا با سرعت کمتری انجام می شود. از آنجاییکه بیشتر حجم ریشه گیاه در لایه سطحی خاک قرار می گیرد بنابراین در جذب ازت بین ریشه گیاه و پوسیدن بقایا رقابتی صورت نمی گیرد. از طرف دیگر در اثر آبشویی، کود ازت به سطوح پایین تر خاک نفوذ می کند و به میکروارگانیسم ها در تجزیه بقایا کمک می کند. با برگرداندن خاک در مرحله بعدی، مواد آلی تولید شده به سطح خاک می آیند و در اختیار گیاه قرار داده می شوند.
از جمله عوامل مهم در انتخاب روش مدیریت بقایای گیاهی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
در مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند، در مناطق دیم و مناطقی که به دلیل گرمای هوا تبخیر و تعرق شدید است می توان از روش حفظ بقایای گیاهی در سطح خاک استفاده کرد. باقی گذاشتن بقایای گیاهی، علاوه بر اینکه رطوبت خاک را حفظ می کند، باعث کاهش تبخیر آب از طریق کاهش درجه حرارت سطح خاک می شود.
استفاده از روش های بی خاکورزی و بدون خاکورزی که منجر به حفظ بقایا در سطح و یا در نزدیک سطح خاک می شود، در خاکهایی با زهکشی مناسب با بافت سبک تا متوسط و میزان کم هوموس موفقیت آمیز است. در مناطقی که خاک شور دارند، برگرداندن خاک از عملیات تهیه بستر بذر به حساب می آید. در این شرایط، روش حفظ بقایا در سطح امکان پذیر نمی باشد.
یکی از عوامل مهم در انتخاب روش مدیریت بقایای گیاهی، کنترل علف های هرز است. افزایش جمعیت علف های هرز یکی از مشکلات سیستم های کم خاکورزی و بدون خاکورزی است. دانه های باقی مانده از محصول قبل و همچنین علف های هرز، به دلیل عدم برگرداندن خاک و قرار گرفتن در شرایط مناسب رشد، شرایط مساعدی برای سبز شدن بدست می آورند. در این صورت از علف کش های شیمیایی استفاده می شود که خطرات زیست محیطی را به همراه دارد. در صورتی که با اعمال روش های مدیریتی صحیح بتوان از گسترش علف های هرز جلوگیری کرد می توان از روش کم خاکورزی و یا بدون خاکورزی استفاده کرد.
دسترسی به ماشین هایی که قادر به انجام عمل کاشت در زمین های پوشیده از بقایای گیاهی باشند، یکی دیگر از عوامل مهم در انتخاب روش مدیریت بقایای گیاهی محسوب می شود. این ماشین ها باید بقایای سطحی را بریده و در خاک شیار ایجاد کنند. سپس بذر و کود را درون این شیارها قرار دهند و خاک را روی بذر و کود فشرده کنند. این ماشین ها معمولاً مجهز به شیار بازکن های نسبتاً بزرگ دیسکی هستند که لبه های آنها بصورت مواج یا کنگره دار می باشد.
با توجه به آثار مخرب سوزاندن بقایای گیاهی برای محیط زیست که مغایر با قوانین کشاورزی پایدار می باشد، باید از روش های جایگزینی مثل باقی گذاشتن بقایای گیاهی در سطح، مخلوط کردن بقایا با خاک و مدفون کردن آنها در زیر لایه شخم استفاده کرد. با توجه به شرایط اقلیمی و شرایط مزرعه می توان از هر کدام از این روش ها استفاده کرد.
با مدیریت صحیح بقایای گیاهی ضمن جلوگیری از هدر رفتن رطوبت خاک مخصوصاً در مناطق خشک، مواد آلی و مغذی خاک در طی چند سال افزایش قابل توجهی پیدا می کند.
