استفاده از مالچ پلاستیکی و افزایش عملکرد گندم دیم

استفاده از مالچ پلاستیکی و افزایش عملکرد گندم دیم

افزایش تنش خشکی و تنوع بارندگی بالا، تولید گندم دیم را مختل می‌کند. این مشکلات را می توان با استفاده از مالچ پلاستیکی (PM) یا مالچ کاه (SM) به حداقل رساند. با این حال عملکرد بذر گندم، ذخیره آب خاک، دمای خاک و بهره وری مصرف آب (WUP) در روش های PM و SM با روش های بدون مالچ در کشت گندم دیم در بیش از یک دوره هشت فصله مقایسه شدند. درمقایسه با روش CK، روش های PM و SM به طور متوسط عملکرد بذر را به ترتیب تا 12.6 و 10.5 درصد افزایش دادند. همچنین روش SM درمقایسه با CK، به طور قابل توجهی دمای روزانه خاک را به میزان 0.57، 0.60 و 0.48 درجه سانتیگراد به ترتیب در تمام فصل‌ها، دوره رشد و دوره آیش تابستانی کاهش داد. درمقابل، PM درمقایسه با CK، دمای روزانه خاک را در تمام فصل‌ها، دوره رشد و دوره آیش تابستانی به ترتیب تا 0.44، 0.51 و 0.27 درجه سانتیگراد افزایش داد. دمای پایین خاک در SM ذخیره سازی آب در خاک را نسبت به PM افزایش می‌دهد. ذخیره آب خاک قبل از کاشت در SM حدود 17 درصد بود؛ یعنی بیشتر از میزان ذخیرۀ PM. میزان ذخیره آب خاک پس از برداشت در هر دو روش PM و SM مشابه بود اما تبخیر و تعرق (ET) در PM تقریبا 4.5 درصد بیشتر از SM بود. درنتیجه، WUP در PM حدود 6.6 درصد بیشتر از SM ثبت شد. بنابراین، روش PM عملکرد گندم دیم و بهره‌وری مصرف آب را افزایش داد، ازطرفی مالچ کاه نیز باعث افزایش ذخیره آب در خاک شد.

در سطح جهان، سالانه بیش از 200 میلیون هکتار زمین زیر کشت گندم (Triticum aestivum L) می رود. پیش‌بینی می‌شود تولید جهانی گندم سالانه 880 میلیون تن در سال باشد که حدود 75 درصد آن از مناطق کشاورزی دیم است که در چین بیش از 4.3 میلیون هکتار است. بنابراین، تولید گندم دیم نقش مهمی در امنیت غذایی چین و جهان دارد. یکی از چالش‌های مهم که تولید گندم دیم با آن مواجه است، تنش خشکی خاک است. با کاهش 2-1 میلیمتری بارندگی در مناطق خشک، تنش خشکی ممکن است در آینده افزایش یابد. با این حال، استفاده از شیوه‌های مدیریت صرفه جویی در مصرف آب مانند استفاده از مالچ فیلم پلاستیکی (PM) یا مالچ کاه (SM) برای تولید گندم دیم ضروری است. مالچ پاشی سطح خاک با پلاستیک یا کاه می تواند با مسدود کردن آن، تبخیر را با حرکت بخار آب از سطح خاک به جّو تا حد زیادی کاهش دهد. هر دو روش مالچ پاشی ذخیره آب خاک را افزایش می‌دهند. آنها همچنین تعرق گیاه و امکان دسترسی آن به آب را در دوره‌های خشک که به آب زیادی نیاز دارد افزایش می دهند. منطقه خشک در چین دارای آب و هوای موسمی قاره‌ای است و بارندگی در آن به صورت الگوی "قاره ای" نامیده می شود. بنابراین، بارش در این منطقه با تنوع بارندگی بالایی همراه است. برای مثال، گوو و همکارانش دریافتند که درطول 17 سال (از 1988 تا 2004) میانگین داده‌های بارش در مناطق زیرکشت گندم دیم 568 میلی متر بود که کمترین میزان بارش 332 میلیمتر (1955) و بیشترین میزان بارش میلیمتر (2004) ثبت شده بود. ضریب تغییرات 22 درصد بود. بنابراین، بارش در مرطوب ترین فصل تقریبا 3 برابر خشک ترین فصل بود. تنش خشکی در فصول بارندگی مرطوب، نرمال یا خشک به دلیل تنوع بالای بارندگی در این منطقه متفاوت است. برهمین اساس، اثرات کاهش تنش خشکی بر عملکرد گندم با استفاده از روش های مالچ در میزان بارندگی فصول مرطوب، نرمال یا خشک متفاوت خواهد بود.

سان و همکارانش به این نتیجه رسیدند که تبخیر و تعرق (ET) در فصول مرطوب، نرمال و خشک متفاوت است. بهره وری مصرف آب (WUP) نیز با تقسیم عملکرد بذر گندم براساس ET انجام شد. این امر نشان می دهد که استفاده از WUP در مالچ پاشی در فصول بارندگی مرطوب، نرمال یا خشک متفاوت خواهد بود. علاوه براین، از فویل پلاستیکی پلی اتیلن استفاده می‌شود زیرا نسبت به آب نفوذناپذیر است، درحالی که مواد مالچ کاهی نسبت به آب نفوذپذیر است. اثرات مختلف آنها بر ذخیره آب خاک، عملکرد بذر و WUP به تحقیقات بیشتری در فصول مرطوب، نرمال یا خشک نیاز دارد. در این مطالعه، ما از PM و SM درمحل و روش بدون بررسی مالچ (CK) در کشت آزمایشی تولید گندم دیم درازمدت استفاده کردیم که از سال 2012 درحال انجام است. همچنین بارش‌های فصلی را براساس داده‌های بارندگی به دو دسته فصول خشک، نرمال و مرطوب طبقه بندی کردیم.

همان‌طور که در شکل زیر آمده است، عملکرد بذر گندم (به طور متوسط ​​در بیش از 3 روش) در فصول مرطوب به طور قابل ملاحظه‌ای بیشتر از فصول خشک یا نرمال بود.

شکل 1:

هر دو روش PM و SM به طور قابل توجهی عملکرد بذر گندم را افزایش دادند که بالاتر از میانگین چهار فصل خشک، یک فصل عادی و کل دوره هشت فصل CK بود. در میانگین سه فصل مرطوب، فقط روش PM به طور قابل توجهی عملکرد بذر بیشتر از CK افزایش دارد درحالی که SM از نظر آماری مشابه PM و CK بود. درمقایسه با CK، PM و SM به طور متوسط ​​عملکرد بذر را برای هشت فصل کامل، یک فصل نرمال و سه فصل مرطوب به ترتیب 12.6 و 10.5 درصد، 16.3 و 15.2 درصد، 10.5 و 9.1 درصد، 9.8 و 6.8 درصد افزایش دادند. علاوه براین، روند افزایش بالاتری نیز در عملکرد بذر در PM نسبت به SM برای میانگین کل هشت فصل، فصول خشک، نرمال و مرطوب مشاهده شد.

دمای روزانه خاک

باتوجه به شکل زیر، دمای روزانه خاک (میانگین در سه فصل گذشته) در SM به طور قابل توجهی کمتر از PM و CK بود و میانگین دمای روزانه خاک نیز در کل فصل، دوره رشد و آیش تابستانی در PM بالاتر از CK بود.

شکل 2:

درمقایسه با CK، SM به طور قابل توجهی میانگین دمای روزانه خاک را در تمام فصل، دوره رشد و آیش تابستانی به ترتیب تا 0.57، 0.60 و 0.48 درجه سانتیگراد کاهش داد. با این حال، درمقایسه با CK، PM دمای روزانه خاک را در کل فصل، دوره رشد و آیش تابستانی به ترتیب به میزان 0.44، 0.51 و 0.27 درجه سانتیگراد افزایش داد.

نتیجه گیری

در مناطق خشک زیرکشت گندم دیم که با تنش خشکی و تنوع بارندگی بالا درگیر هستند، استفاده از روش‌های PM و SM می تواند تنش خشکی را کاهش داده و عملکرد بذر را در فصول خشک، نرمال یا مرطوب بهبود بخشد. در این مطالعه، ما از روش‌های PM و SM در فصول خشک بیشتر از فصل عادی استفاده کردیم و فصل عادی نیز بالاتر از فصول مرطوب. با این حال، PM (که در آن از فویل پلی اتیلن به عنوان ماده مالچ استفاده می‌شود) و SM (که در آن  از کاه به عنوان مواد مالچ آلی استفاده می شود) برای تنظیم دمای خاک که به روش‌های مخالف تحت تاثیر قرار می‌گیرد استفاده کردیم. PM درمقایسه با SM، به طرز چشمگیری دمای روزانه خاک را افزایش داد و همچنین، تبخیر آب خاک (ET) را کاهش داد. از آنجایی که عملکرد بذر در PM بیشتر از SM بود، PM درمقایسه با SM موجب افزایش WUP شد. درمقابل، SM درمقایسه با PM توانست تبخیر آب خاک را به دلیل کاهش قابل توجه دمای روزانه خاک به حداقل برساند. همچنین مشاهده شد که بارندگی می تواند ازطریق مالچ کردن کاه به خاک نفوذ کند. به طور کلی، SM نسبت به PM موجب افزایش ذخیره آب در خاک قبل از کاشت شد. برای استفاده از PM و SM در آینده به منظور کاهش تنش خشکی کشت گندم دیم، به تحقیقات بیشتری درمورد تکنیک‌های مالچ پاشی نیاز است.