بررسي تأثير كوتاه مدت گياهان پوششي بر خصوصيات فيزيكي و زيستي خاك

Investigating the short time effect of cover crops on physical and biological properties of soil

سابقه و هدف: گياهان پوششي يك استراتژي براي تقويت سلامت و كيفيت خاك در سيستم‌هاي كشاورزي مي‌باشد. ارتباط گياهان پوششي با فعاليت‌هاي زيستي خاك جزء مهمي از سلامت خاك است. گياهان پوششي از طريق تأثير بر كربن آلي خاك بسياري از ويژگي‌هاي فيزيكي، شيميايي و زيستي خاك را تحت تأثير قرار مي‌دهد. علاوه بر اين از طريق رشد و ايجاد پوشش مناسب در سطح خاك مانع از هدررفت عناصر غذايي مي‌گردد. هدف از پژوهش حاضر مقايسه اثر تيمارهاي مختلف گياهان پوششي به-صورت تك‌كشتي و كشت مخلوط بر بهبود خصوصيات فيزيكي و زيستي خاك در كوتاه‌مدت بود. مواد و روش‌ها: به منظور بررسي تأثير كشت گياهان پوششي بر برخي خصوصيات فيزيكي و زيستي خاك آزمايشي در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي با سه تكرار در مزرعه تحقيقاتي دانشگاه محقق اردبيلي در سال 1396 اجرا شد. تيمارهاي آزمايشي شامل كشت چاودار (Secale cereal)، خلر (Lathyrus sativus) و ماشك گل‌خوشه‌اي (Vicia villosa) به‌صورت تك‌كشتي (100 درصد) و كشت مخلوط دوگانه و سه‌گانه به ترتيب با نسبت‌هاي بذر 50 و 3/33 درصد بود. مبناي ميزان بذر مصرفي در كشت خالص براي گياه چاودار، خلر و ماشك‌گل‌خوشه‌اي به ترتيب 100، 25 و 25 كيلوگرم در هكتار بود. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه بيشترين زيست‌توده گياهان پوششي (530 گرم در متر مربع) در تيمار تك‌كشتي چاودار و كمترين زيست‌توده گياهان پوششي در تك‌كشتي ماشك‌گل‌خوشه‌اي و كشت مخلوط ماشك‌گل‌خوشه‌اي+ خلر (به ترتيب 5/85 و 6/91 گرم در متر مربع) در زمان خاتمه دادن به رشد گياهان پوششي به‌دست آمد. همچنين نتايج مقايسه ميانگين‌ها نشان داد كه بيشترين ماده آلي(53/0 درصد) و جمعيت ميكروبي خاك (2600000 عدد در گرم) از تيمار كشت مخلوط چاودار+ خلر+ ماشك‌گل-خوشه‌اي به‌دست آمد. ماده آلي خاك در مقايسه با تيمار كنترل بدون گياه پوششي در كشت مخلوط چاودار+ ماشك‌گل‌خوشه‌اي + خلر 3/11 درصد افزايش داشت. بيشترين تعداد كرم‌هاي خاكي براساس نتايج بدست آمده به تيمار تك‌كشتي چاودار تعلق داشت. بطور متوسط كرم‌هاي خاكي در كل تيمارهاي گياهان پوششي نسبت به كنترل بدون گياه پوششي 5/80 درصد افزايش نشان داد. همچنين كمترين ميزان جرم مخصوص ظاهري خاك مربوط به تيمار كشت مخلوط چاودار+ ماشك‌گل‌خوشه‌اي 01/1 گرم بر سانتي‌متر مكعب بود. جرم مخصوص ظاهري خاك در كشت مخلوط چاودار+ خلر نسبت به تيمار كنترل 17/6 درصد كاهش يافت. گياهان پوششي زمان لازم براي نفوذ آب به خاك را كاهش داد. كمترين زمان لازم براي نفوذ آب به خاك در حين و خاتمه رشد گياهان پوششي به‌ترتيب از تيمارهاي تك‌كشتي ماشك‌گل‌خوشه‌اي 39/8 ثانيه و كشت مخلوط چاودار+ خلر 99/4 ثانيه به‌دست آمد. نتيجه‌گيري: گياهان پوششي چه به‌صورت تك‌كشتي و يا مخلوط حتي در يك فصل رشد خصوصيات فيزيكي و زيستي خاك را بهبود بخشيد. چاودار و ماشك‌گل‌خوشه‌اي در كشت مخلوط دو گانه و سه‌گانه بيشترين تأثير را داشت.

Background and objectives: Cover crops are a strategy for enhancing the soil health and quality in agricultural systems. The relationship between cover crops and soil biological activity is an important component of soil health. Cover crops affect many of the physical, chemical and biological properties of the soil through soil organic carbon. Additionally, they prevent the loss of soil nutrients by quickly growth and creating a suitable plant canopy on the soil surface. The aim of this study was comparing the effect of mono and mixed cropping of cover crops on soil physical and biological properties improvement on short term condition. Materials and methods: In order to investigate the effect of cover crops on some physical and biological properties of the soil an experiment was conducted based on randomized complete block design with three replications at research farm of the University of Mohaghegh Ardabili in 2017. Experimental treatments were monoculture of rye (Secale cereal), chickling pea (Lathyrus sativus L.) and hairy vetch (Vicia villosa) (100%) and their dual and triple intercropping with 50% and 33.3% seed proportions, respectively. The base of seed rate on rye, chickling pea and hairy vetch monoculture were 100, 25 and 25 Kgha-1 respectively. Results: The results showed that the highest biomass of cover crops (530 gm-2) obtained from rye monoculture and the lowest biomass from hairy vetch monoculture and hairy vetch+ chickling pea (85.5 and 91.6 gm-2 respectively) intercropping at the terminating time of the cover crops. Also, the comparison of the means showed that the highest organic matter (0.53%) and soil microbial population (2600000 number per gram) were obtained from rye + chickling pea +hairy vetch intercropping. The soil organic matter (SOM) increased 11.3% by rye + chickling pea +hairy vetch intercropping relative to control (no cover crop). The highest number of earth worms belonged to rye monoculture treatments. On average, earthworms in all of cover crops treatments increased by 80.5% relative to control. Also, the intercropping of rye +hairy vetch caused the lowest bulk density (1.01 gcm-3). The soil bulk density reduced 6.17% by rye + chickling pea relative to control. Cover crops decreased the time of water infiltration in the soil. The minimum time required for water infiltration on growing (8.39 Sec.) and terminating time of cover crops (4.99 Sec.) obtained by hairy vetch monoculture and rye + chickling pea intercropping. Conclusion: Cover crops either monoculture or intercropping even in one plant growth season improved soil physical and biological properties. Rye and hairy vetch had the highest effect on dual and triple intercropping system.