دانلود پایان نامه

بررسی آمارپانزده ساله(1955- 1980)نشان می دهدکه کل تولید لوبیادرجهان بین دهه ی 70 تا 80 ازرشدآمار قابل توجهی برخورداربوده است ولی دردهه ی 90 از روندافزایش تولیدآن خصوصا درسال 1995کاسته شده است.در سال 1979 میلادی تولید جهانی لوبیا 13382هزار تن بودکه درسال 1995 به 17818 هزار تن رسید.در بین قاره ها،آسیا بیشترین مقدار تولید لوبیارا به خود اختصاص داده است.بزرگترین کشورهای تولیدکننده لوبیا در آسیاکشور های چین،هندوستان،سریلانکا،پاکستان،برمه، ویتنام و تایلند می باشد.پس از آسیا،آمریکامقام دوم را داراو آرژانتین،برزیل،آمریکا،مکزیک ازبزرگترین کشورهای تولید کننده ی این قاره می باشد و 8/86 در صدسطح زیرکشت و 2/87 در صد تولید کل جهان در این قاره قرار دارد(کوچکی و بنایاناول،1372)آفریقا،اروپا،اقیانوسیه رتبه های بعدی را به خود اختصاص داده اند(کوچکی وبنایان اول ، 1372)آفریقا ،اروپا،اقیانوسیه رتبه های بعدی رابه خوداختصاص داده اند .(باقری و همکاران ، 1376)در سال 1995 بیشترین عملکرد لوبیا مربوط به قاره اروپا(951کیلو گرم )وکمترین آن مربوط به قاره آسیا(578 کیلو گرم)میباشد.به طورکلی کمترین عملکرددر واحد سطح حبوبات درآسیا وآفریقا وبیشترین عملکرددرواحد سطح دراروپا می باشد.تولید بالای حبوبات درآسیا ناشیاز سطح زیر کشت زیادآن و زیاد بودن تولیددر واحد سطح دراروپا ناشی از وفورآب می باشد.درایران به علت کمبود آب بخش عمده از حبوبات در شرایط دیم و آن هم با عملکرد پایین تولید می شود.براساس آمار های سازمان خواربار کشاورزی(FAO)سطح زیر کشت لوبیا در سال های 2000 تا 2004 میلادی بین 67 تا 71 هکتار بوده است که تولیددر همین دوره بین 54 تا 60 میلیون تن برآورد شده است ( FAO، 2004 )در طی سال های ذکر شده کشت حبوبات در ایران 1 تا 5/1 میلیون هکتار و تولید نیز بین 475 تا 695 هزار تن بوده است.از نظر عملکرد مکان سی و یکم آسیا قرار دارد.سطح زیر کشت انواع لوبیا در ایران در سال 1385 در حدود 97310 هکتار و میزان تولید آن حدود 2078 هزار تن بوده است.متوسط عملکرد لوبیا در ایران و در زراعت های آبی 2340 کیلو گرم در هکتارودرزذاعت دیم 1100 کیلوگرم در هکتار بوده است . مهمترین استان های کشت و تولید لوبیا در کشور در سال 1386 استان های مرکزی،فارس،لرستان، خوزستان،زنجان،اذربایجان شرقی،اصفهان،چهار محال وبختیاری، اردبیل ، گیلان ، و کرمان میباشند . کمترین سطح زیر کشت لوبیا مربوط به استان های بوشهر،قم،یزد،سیستان و بلوچستان و خراسان جنوبی می باشند.(مجنون حسینی ، 1387 )در استان گیلان همه ساله 3500 هکتاراز اراضی،زیرکشت لوبیا می رود (نیکانفر ، 1373 ).
2 – 3- اهمیت اقتصادی لوبیا
برخی حبوبات در تجارت بین الملل افزون بر تولید روغن برای مصارف مختلف تغذیه انسان و دام استفاده می شوند.اهمیت آنها بعد از غلات است و در ایران پس از گندم و برنج قرار دارند.اراضی تحت کشت حبوبات برای تولید دانه خوراکی حدود 10 درصد مساحت زیر کشت غلات است و میزان تولید کل آنها حدود 5/3 درصد می باشد.(مجنون حسینی ، 1387 ).در بین حبوبات سویا و نخود از لحاظ سطح زیر کشت به مقام اول تا سوم دارا می باشند . به طور کلی کشور های هند ، روسیه ، چین ، برزیل ، ترکیه ، مکزیک ، آمریکا ، کانادا ، استرالیا ، فرانسه ، نیجریه ، اتیوپی ، ایران جزء کشور های اصلی و پنج کشور کانادا ، استرالیا ، آمریکا و چین و میانمار جزء عمده ترین کشور های صادر کننده حبوبات در جهان به شمار می روندکه در مجموع 66 درصد کل صادرات حبوبات را به خود اختصاص داده اند.حبوبات به عنوان دومین منبع غذایی بشر پس از غلات عمده ترین منبع پروتئین گیاهی محسوب می شوند.در بین حبوبات از لحاظ سطح زیر کشت و ارزش اقتصادی مقام اول متعلق به لوبیااست.
2 – 4- خصوصیات گیاه شناسی لوبیا
لوبیا با نام انگلیسی کامنین ،از راسته رزالس ،خانواده لگومینوزه،زیر خانوادهپاپیلیونیده، شاخه فاسئولوس و جنس فاسئولوس است( باقری و همکاران، 1380). لوبیا یکی از مهمترین حبوباتی می باشد که سهم عمده ای دررژیم غذایی دارد و تامین کننده بخش مهمی از پروتئین مورد نیاز انسان است.این گیاه با داشتن 22 تا 25 درصد پروتئین،56تا58درصد کربوهیدرات در بسیاری از کشورهای در حال توسعه به عنوان یکی از منابع مهم پروتئین گیاهی محسوب می شود.لوبیا به علت داشتن غده های ریزوبیوم ریشه درافزایش نیتروژن خاک از طریق تثبیت نیتروژن هوا موثر می باشند.دانه های آن حاوی 20 تا 22 درصد پروتئین بوده که در جیره غذایی اهمیت زیادی دارد و بوته ها در تعلیف دام ها مورد استفاده قرار میگیرند (مجنون حسینی ،1387 ) لوبیا از خانواده لگومینوز می باشد و دارای ریشه گسترده با گره های تثبیت نیتروژن است.در زمین های درشت بافت و سبک می تواند حتی تا یک متر در زمین فرو رود.دارای یک ریشه اصلی می باشد که در اطراف ان ریشه های جانبی و فرعی گسترده شده است . ریشه های اصلی و فرعی این گیاه در عمق نسبتا یکسانی قرار می گیرند(کوچکی و بنایان ، 1372 )ساقه لوبیا علفی،سبز،باریک،در برخی ارقام بلند و رونده یا پیچیک دار ودر برخی واریته ها پا کوتاه و منشاء کم و بیش پوشیده از کرک است.برگ ها مرکب تک شاخه ای سه تایی،هربرگ دارای سه برگچه پهن تخم مرغی نوک تیز به رنگ سبز بادمبرگ مشخص،دمبرگ برگچه هاکوتاه ودر برخی واریته هابرگچه ها بدون دم به محور دمبرگ اصلی چسبیده است(طباطبایی ،1365 )گل های لوبیا شبیه پروانه است.گل آذین آنها به فرم سنبله یا خوشه است و عموما در حد فاصل بین برگ و ساقه ها قرار می گیرد.گلبرگ های آن پنج عدد بوده و به رنگ های مختلف سفید،ارغوانی،بنفش،و صورتی دیده می شوند.بزرگترین گلبرگ آن درفش نام دارد و به هنگام شکوفایی گل به صورت ایستاده قرار می گیرد.دو گلبرگ جانبی کوچکتر که کم و بیش موازی یکدیگر هستند و بال می نامند.در بخش پایینی هم دو گلبرگ با نزدیک شدن به یکدیگر ساختمانی را بوجود آورده اند که ناو نام گرفته است .کاسبرگ ها معمولا پنج عدد و به رنگ سبز در قسمت تحتانی گل قرار گرفته اند و انتهای آن ها به یک لوله باریک ختم می شود.گل ها دارای ده پرچم هستنذ که سفید رنگ با بساک های زرد یا سبز رنگ می باشند که نه عدد از ان ها به هم چسبیده ویکی آزاد است(کوچکی و بنایان اول، 1372 ). مادگی طویل و خامه آن در انتها خمیدگی دارد کلاله برجسته و کرکدار است گل ها خود گشن بوده ودر اقلیم های گرم، دگرگشنی در آن ها هیچگاه بیشتر از 5 درصد نخواهد بود (طباطبایی ،1365 )میوه نیامی یک برچه است که بعد از بارور شدن تخمک های بذر ها در داخل نیام رشد می کنند.شکل غلاف در ارقام مختلف،متفاوت و به شکل خمیده،مستقیم،پهن یااستوانه ای هستند.طول غلاف بین 7 تا 20 سانتی متر و حاوی 4 تا 6 بذر هستند.غلاف ها ابتدا سبز، بعدا زرد و دیواره ان ها خشک می شود. در برخی از واریته هارنگ نیام از ابتدا زرد خوشرنگ است و دانه به شکل کلیه ای کم وبیش درشت،با رنگ های متفاوت از سفید،زرد،پیازی،بنفش،سیاه،ابلق خاردار،گاهی کشیده و تخت و گاهی قدری برجسته و چاق هستند.فاقد آندوسپرم و شامل سه بخش اصلی پوسته خارجی،لپه ها وگیاهک است.محل اتصال پوسته خارجی با بخش داخلی بذر،ناف نام دارد.لپه ها بخشی از بذر هستند که قسمت اعظم مواد غذایی دانه در آن ها انباشته می شود.گیاهک نیز در قسمت تحتانی دانه و میان دو لپه قرار گرفته و متصل به لپه ها است.گیاهک شامل ساقه چه و ریشه چه است.بذر ها از نظر رنگ واندازه از کوچک و به رنگ سیاه(انواع وحشی )تا بزرگ و به رنگ های سفید،قهو های و زرد و به طول 7 تا 16 میلی متر دیده می شوند.معمولا ناف آنها سفید رنگ بوده و وزن صد دانه آن ها 20 تا 60 گرم است .
2 – 5- نیاز های اقلیمی لوبیا
لوبیا گیاهی گرمادوست است و صفر فیزیولوژیک آن 8 درجه سانتی گراد است.دمای مطلوب رشد آن 20 تا 29 درجه سانتی گراد بوده و دمای بیشتر از 45 درجه منجر به عدم تشکیل بذر در آن شده و دمای کمتر از 15 درجه سانتی گراد برای رشد آن مناسب نیست.لوبیا گیاهی روز کوتاه است این گیاه به خوبی سایه اندازی را تحمل میکند و در کشت های درهم به خوبی رشد می کند.برای رشد کامل آن 100 تا 130 روز وقت لازم است به شرط آن که دمای هوا هرگز صفر یا زیر صفر سانتی گراد نرسد .لوبیا محصول نواحی معتدل وگرم می باشد یعنی بذر آن برای سبز شدن احتیاج به دمای نسبتا زیاد دارد معمولا شروع گلدهی در لوبیا 30 تا 40 روز پس از کاشت است.اگر در این مرحله از رشد گیاه شرایط خشکی ایجادشود بیشترین خسارت به محصول لوبیا وارد می شود.گیاه لوبیا به شرایط آب و خاک و کیفیت آن خیلی حساس بوده و عملکرد آن حتی در دوره های کوتاه مدت کمبود آب صدمه می بیند.حبوبات درمراحل مختلف رشد فیزیولوژی به کمبود آب حساسیت متفاوتی دارند.گیاه لوبیا از مرحله سبز شدن تا قبل از مرحله گلدهی حساسیت کمتری به کمبود آب دارد.اما پس از شروع مرحله گلدهی نیاز آبی این محصول شدیدا افزایش می یابد.با شروع رسیدن اولین غلاف ها آبیاری لوبیا باید قطع گردد تا مدت زمان رسیدن محصول در مزرعه طولانی نشود.لوبیا اصولا به آب نسبتا زیادی احتیاج دارد و باید هر هفته مزرعه لوبیا را حتی المقدور آبیاری نمود وبسته به زود رس بودن یا دیر رس بودن انواع آن به 8 تا 12 نوبت آبیاری احتیاج پیدا می کند.لوبیارا در هر نوع خاک می توان کاشت. برای تهیه محصول زودرس از اراضی شنی رسی و شنی استفاده می کنند.اما بذر لوبیای دیررس پائیزه(مخصوصا برای تهیه لوبیای خشک )در زمین های لیمونی و رسی شنی کاشته می شود.از نظر pH ، در زمین هایی که pHآن بین 5/3 تا 6 است بهترین نتیجه و بیشترین محصول را دارد تاریخ کاشت بر عملکرد،طول میانگره در ساقه های اصلی و فرعی،وزن صد دانه ووزن خشک بوته به صورت معنی داری تاثیر می گذارد تاخیر در کاشت سبب برخورد رشد رویشی با گرمای تابستان،نقصان سطح فتوسنتز کننده،گلدهی زود هنگام و تطابق مراحل رشد زایشی باگرمای شدید می گردد.
2 – 6- مالچ
اصطلاح مالچ از کلمه انگلیسی mulch منشاء گرفته که در اصل به معنی پوشش است . در حقیقت می توان مالچ و مالچ پاشی را روشی برای ایجاد پوشش در سطح خاک قلمداد نمود که با اهداف و دیدگاه های متفاوت مورد استفاده قرار می گیرد . استفاده از انواع مالچ پاشی در زراعت ، باغبانی ، حفاظت خاک و تثبیت ماسه های روان و توسعه فضای سبز در سال های اخیر گسترش فراوانی یافته است . مالچ را می توان پوشش غیر زنده نامید که به عنوان محافظی برای گیاهان در زمستان به کار می رود و گیاهان را در برابر تغییر دمای شدید خاک و از دست رفتن آب زمین محافظت می کند و نیز جلوی رشد علف های هرز را می گیرد. برگ های پوسیده ، پیت ماس و تقریبا هر نوع ماده الی را می توان به این منظور به کار برد . نکته مهم دیگر در انتخاب مالچ این است که مالچ عاری از بذر علف هرز می باشد . توصیه می شود که از علوفه ای که پر از بذر است به عنوان مالچ استفاده نشود چرا در غیر اینصورت علف های هرز به سرعت رویش می یابند و مشکلاتی ایجاد می کند . به این دلیل می توان از پیت ماس و خاک اره و کود حیوانی کاملا پوسیده که اغلب عاری از علف های هرز می باشند استفاده کرد تا رشد علف های هرز کنترل شود و با این شرط که مالچ حداقل 10 سانتی متر ضخامت داشته باشد . البته کاشت متراکم گیاهان پوششی به بذر های علف های هرز فرصت استفاده از رطوبت و نور کافی به منظور جوانه زدن ورشد را نمی دهد . مالچ یکی از عملیات قدیمی است که توسط باغبانان به مدت طولانی برای کنترل علف های هرز و حفظ رطوبت پیرامون میوه ، سبزی و گل و گیاهان استفاده می شود . به طور سنتی ، فقط از علوفه ، علف چیده شده ، برگ ها و دیگر مواد که به آسانی تجزیه می شوند برای این کار استفاده می شود (هاگس ، 1971 ).
2 – 6 – 1- نقش مالچ ها (خاکپوش ها ) در زراعت دیم
تاریخ کاربرد مالچ ها در خاک ، احتمالا به قدمت کشاورزی می رسد (جکز و همکاران ،1955 ) رومیان باستان جهت صرفه جویی آب ، سنگ ها را در سطح خاک قرار میدادند و چینی ها از ریگ های بستر جوی ها به ان قصد استفاده می کردند . این عملیات برای مناطقی بودند که دسترسی به کارگر به آسانی میسر بود . اما با معرفی کشاورزی مکانیزه ، این روش ها دیگر عملی نبودند. در کشاورزی مکانیزه امروزی ، از بقایای گیاهان زراعی باقیمانده در مزرعه استفاده میشود در مورد گیاهانی که ارزش زیادی دارند فاز موادی که در جای دیگر ساخته شده وبه مزرعه انتقال می یابدبه عنوان مالچ استفاده می شود .مالچ ها به دلایل متفاوتی بکار برده می شود. اما بدون شک در دیمکاری ،صرفه جویی در آب و کنترل فرسایش ، از اهم این دلایل می باشند . در حالیکه تاثیر مالچ ها در صرفه جویی آب بسیار متغیر است . اما اگر مالچ ها به طور صحیح بکار برده شوند،مطمئنا در کنترل فرسایش آبی و بادی موثر خواهند بود.سایر دلایل استفاده از مالچ ها شامل : تعدیل درجه حرارت خاک ،اثر برعناصر غذایی خاک ،کنترل شوری خاک ،بهبود ساختمان خاک ،کنترل کیفیت گیاه و کنترل علف های هرز می باشد.
2 – 6 – 2- اثر مالچ بر رطوبت قابل استفاده خاک
یکی از راهکارهای مناسب برای حفظ منابع موجود،جلوگیری از تلفات آب است که تبخیر از سطح خاک بخشی از آن می باشد. به منظور کاهش تبخیر و حفظ رطوبت به مدت طولانی در خاک ،استفاده از مالچ در سطح خاک و یا شخم زدن بعد از آبیاری می تواند موثر واقع گردد.مالچ را می توان پوشش غیر زنده ای نامید که به عنوان محافظی برای گیاهان در زمستان به کار می رودو گیاهان را در برابرتغییر دمای شدیدخاک وازدست رفتن آب زمین محافظت می کند و نیز جلوی رشد علف های هرز را می گیرد.کاربرد مالچ را می توان عامل تاثیرگذاری و خصوصیات خاک محسوب نمود،زیرا بسیاری از خواص و شرایط خاک از جمله آب خاک،نفوذپذیری،میزان تبخیر،تراکم تبخیر،تراکم علف های هرز،درجه حرارت خاک،میزان هدایت و نگهداری گرما،مواد غذایی خاک،نیتریفیکاسیون،دنیتریفیکاسیون،حلالیت مواد معدنی،ساختمان خاک،جمعیت موجودات خاکی و میکروب ها در خاک و ریشه گیاه،فرسایش پذیری و شوری خاک از طریق شستشو و کنترل تبخیر تحت تاثیر مالچ ها قرار می گیرند(کوچکی،1376)مالچ با یک شکل کردن رطوبت خاک امکان کاهش آبیاری رافراهم می کند.اماباید توجه کرد که زیر مالچ نباید زیادی خشک باشدوروزانه باید آن را کنترل کرد.براساس فصل ونوع مالچ استفاده شده ،از 10 تا 17 درصداز تبخیر خاک جلوگیری می شود.آب خاک نمی تواند،اززیر مالچ پلاستیکی بگذرد.مالچ سبب کاهش مقدار آب می شودو هیچگاه جانشین آبیاری نمی شوددر این ارتباط کارهای ارزندهای توسط محققین انجام گردیده است .راد(1378 )تحقیقی در خصوص بکارگیری مواد پوشاننده خاک به مدت چهار سال در دشت اردکان بر روی گیاه تاغ انجام داد.در این آزمایش تاثیر مقدارآب در چهار سطح 25 ،50 ،100 و150 لیتر،دور آبیاری در سه سطح دوبار،سه بار و چهار بار در طول دو سال و مواد پوشاننده خاک در سه سطح شامل بدون پوشش،ورقه ی نازک پلاستیک و ماسه در قالب طرح آزمایشی اسپییلت پلات و با طزح پایه بلوک های کامل تصادفی بر روی عواملی چون میزان استقرار و سطح تاج پوششی نهال ها مورد ارزیابی قرار گرفت.نتایج حاصله نشان داد که تاثیر بکارگیری پوشش پلاستیکی بر میزان استقرار و سطح تاج پوششی معنی دار بوده است و بیانگر این نکته می باشد که پوشش پلاستیکی می تواند در کاهش تبخیر موثر واقع شود واز این طریق تاثیر بسزایی در افزایش تعداداستقرار تاغ ناشته داشته باشد . این عامل سبب احیاءدشت های رسی و همچنین مناطق بیابانی می گردد. لیاقت و همکاران (1378) تحقیقی در زمینه اثر پوشش گیاهی (مالچ)وی راندمان مصرف آب گیاه ذرت،تجمع نمک در پروفیل خاک و عملکرد محصول در دو سیستم آبیاری سطحی و زیر زمینی (تراوا)انجام دادند.وجود مالچ در آبیاری سطحی باعث شد ،علی رغم کاهش آب مصرفی ،میزان عملکردتفاوت چندانی با تیمار آبیاری تراوا نداشته باشد.بنابر این از نظر اقتصادی در مزرعه تنها با اعمال مالچ از باقیمانده های کشت سال قبل می توان با کاهش آب مصرفی ،عملکرد بیشتری را به دست آورد. در این تحقیق میزان مالچ چهار تن در هکتار در نظر گرفته شده است .فرهادی و اکبری (1380)تحقیقی با عنوان اثرات مالچ های پلی اتیلن و روش های آبیاری بر عملکرد و زودرسی گرمک اصفهان انجام داده اند . خاکپوش های پلی اتیلن علاوه بر افزایش محصول و تولید میوه پیش رس و حفظ رطوبت خاک ،کاهش تعداد آبیاری به خصوص در اول فصل ،کاهش مصرف شن و کنترل علف های هرز به نحو مطلوبی موثر بودند.جعفری (1385)تحقیقی در خصوص امکان افزایش راندمان مصرف آب در زراعت طالبی به مدت 2سال زراعی در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان انجام داد.نتایج این بررسی نشان داد که استفاده از پوشش نایلون در جوی ها باعث افزایش معنی داری در راندمان مصرف آب شد . علاوه بر این،باعث کنترل بهتر علف های هرز گردید ولی روی عملکرد اثر معنی داری نداشت . موریا لال (1981) بر اساس تحقیق خود گزارش کرده اند که با استفاده از پلاستیک و کاه برنج میزان رطوبت خاک 20 تا 30 درصد افزایش یافته است .پاورا (1990)در تحقیق خود توانسته است با استفاده از پلاستیک به عنوان ماده پوشاننده خاک در اقلیم نیمه خشک ،میزان مصرف آب را تا 50درصدکاهش دهد بدون اینکه در تولید محصول کاهشی مشاهده نماید. اپاراوهمکاران(1992)گزارش نموده اند که تیمار پوشش پلاستیکی در مقایسه با مواد دیگر مورد استفاده تاثیر بیشتری بر حفظ رطوبت خاک در دوره های خشکی داشته است . آگاروال و همکاران (1992)با تحقیقی که انجام داده اند به این نتیجه رسیدند که حجم بالای رطوبت ذخیره شده به ساختار توسعه یافته خاک وبه کاهش تبخیر به وسیله مالچ گیاهی بستگی دارد. با این حال تحقیقات نشان میدهد که میزان رطوبت خاک با مالچ و بقایای گیاهی همبستگی بیشتری دارد. جالوتا(1993)طی تحقیق خود اعلام کرده است که در مناطق خشک و نیمه خشک حدود 40 تا 70 درصد از اتلاف آب از سطح خاک بوسیله تبخیر می باشد که می توان به وسیله مواد پوشاننده خاک از آن جلوگیری نمود و در اختیار گیاه قرار داد. برت و همکاران (2002)تحقیقی در زمینه تاثیر استفاده از مالچ و کاه بر روی خاک لخت انجام داده اند . نتایج نشان داد ازاین روش میتوان بعد از آبیاری میزان تبخیر از سطح خاک را از 11 تا 84 درصد برای یک دوره کوتاه مدت و نصف این میزان را در دراز مدت کاهش داد.بسیاری از خواص وشرایط خاک به طور مستقیم یا غیر مستقیم تحت تاثیر مالچ ها قرار می گیرند . از جمله این خواص : آب خاک از طریق کنترل روان آب ، افزایش نفوذ پذیری ،کاهش تبخیر و کنترل علف هرز ، درجه حرارت خاک از طریق کنترل روان آب ،افزایش نفوذپذیری ،،کاهش تبخیر و کنترل علف هرز ،درجه حرارت خاک از طریق ممانعت از تابش خورشید،هدایت ونگه داری گرما و خشک شدن در اثر تبخیر ،مواد غذایی خاک از طریق افزایش مواد آلی نیتریفیکاسیون و قابلیت حل مواد معدنی ،ساختمان و رژیم بیولوژیکی خاک از طریق افزایش مواد آلی در خاک ،جمیعت موجودات و میکرب ها در خاک و توزیع ریشه گیاه ،فرسایش پذیری و شوری خاک از طریق شستشو و کنترل تبخیر ،تحت تاثیر مالچ ها قرار می گیرند . البته در کشاورزی مناطق خشک ، احتمالا آب خاک ،درجه حرارت خاک ، ساختمان و شوری خاک از همه مهمتر هستند .
2-6-3- اثر مالچ بر آب خاک
در مناطق خشک ،عموما مقدار نزولات آسمانی جهت تولید موفقیت آمیز گیاهان زراعی کافی نیست. بعلاوه قسمت عمده نزولات آسمانی دریافتی ،توسط روانآب و تبخیر تلف میشود . همچنین مقدار آبی که وارد خاک می شود . ممکن است قبل از کشت کیاه تبخیر شود . در منطقه گریت پلینز آمریکا راندمان ذخیره نزولات آسمانی در فاصله بین دو کشت معمولا بین 15 تا 25 درصد است .در حالیکه نزولات آسمانی در مناطق خشک محدود و غیر منظم است و تبخیر مطلق در این مناطق زیاد است اگر قسمت عمده این نزولات به طور موثری صرفه جویی شود وبه مصرف تولیدات گیاهی برسد ،عملکرد خوبی به دست خواهد آمد،به عنوان مثال ،عملکرد ذرت خوشه ای در ایالت اکلاهما امریکا با استفاده از 8/17 سانتیمتر آب خاک ، معادل 6270 کیلو گرم دانه در هکتار بود. خاک توسط یک لایه پلی اتیلن سفید که از تبخیر و نفوذ بارندگی در طول فصل رشد ممانعت می کرد،پوشیده شده بود.تحقیقات متعددی جهت تعیین اثر مالچ ها بر ذخیره آب ،محتوای آب خاک و تبخیر از آن انجام شده است.در این تحقیقات از مواد بسیاری استفاده شده است .ولی یکی از این مواد که بسار مورد تحقیق قرار گرفته است،پلاستیک (شامل:پلی اتیلن،کلروپل ونیل و ورقه های مشابه ،کع از آن به بعد به آن ها پلاستیک اطلاق می شوند) می باشد. در اروپا،لیندل (1963)منسکیووسیفو (1970)و پوزتای(1963) گزارش کردند کهمحتوای آب خاک تا 32درصد افزایش یافت . در امریکای شمالی، ورقه های پلاستیکی افزایش یافت. در این افزایش محتوای آب در خاک در مقایسه با خاک بدون پوشش شدند . اما شالز (1964)محتوای خاک را کمتر گزارش کرده است که ظاهرابه دلیل ممانعت ورقه پلاستیک از نفوذآب به خاک میباشد . گزارشات دیگر مبنی بر افزایش آب خاک به علت استفاده از ورقه پلاستیک موجودی می باشند. محتوای بیشتر آب در خاک به علت کاهش تبخیر ،نفوذ پذیری اجباری ، کاهش تعرق توسط علفهای هرز و ترکیبی از این عوامل می باشد . میزان تاثیر ورقه های پلاستیکی بستگی به مقدار سطحی که توسط پلاستیک پوشیده است دارد.گرچه در مقایسه با خاک بدون پوشش،ورقه های پلاستیکی عموما موجب افزایش محتوای آب خاک و کاهش تبخیر می شوند. ولی معمولا گران هستندوکاربرد آنها برای گیاهان کم ارزش،بخصوص در مزارع بزرگ مشکل است .در نتیجه،جستجو برای مواد ارزانتر و با کاربرد آسانتر شروع شده است .پاشیدن مالچ های نفتی و آسفالت و صنعت ها مورد توجه قابل ملاحظه ای قرار گرفته است.تاثیر این مواد بر خاک،مشابه ورقه های پلاستیکی است. میزان اثر آنها بستگی به مقدار سطحی از خاک که توسط این مواد پوشیده می شود . بیشتر تحقیقات راجع به مالچ ها،مربوط به بقایای گیاهی و سایر مواد زاید گیاهی (نظیر:کاه،کلش،برگها،چوب،بلال ذرت،خاک اره،خرده چوب و غیره)می باشد. این مواد بسیار ارزن و غالبا فراوان بوده ونفوذ آب و خاک را تسهیل می نمایند،اگر این مواد به مقدار کافی در سطح خاک نگهداری شوند ،موجب افزایش مقدار آب و کاهش تبخیر می شوند. البته مقدار بقایای گیاهی تولید شده در مناطق خشک،غالبا جهت صرفه جویی مقدار قابل توجهی آب کافی نیست ،حتی در جاهایی که اغلب یا تمام بقایای گیاهان دیم در سطح خاک با استفاده از شخم مالچ کلشی و آیش شیمیایی حفظ شده،مقدار ذخیره آب اغلب بسیار ناچیز بوده است.تولید بقایای گیاهی به میزان ناکافی،نفوذ پذیری را افزایش و تبخیر در مرحله بعد را کاهش دهدو همچنین کنترل ناقص علف های هرز با استفاده از شخم و مواد شیمیایی، از دلایل عمده ذخیره آب بوده است .گرب و همکاران (1967 -1970 )آزمایشاتی در مزرعه با استفاده از مقادیر معین بقایای گیاهی انجام دادند تا تاثیر این مواد را بر ذخیره آب در خاک در طول آیش در منطقه گریت پلینز تعیین کنند .نتایج مشابهی توسط انگر (الف-1978)در بوشلند تگزاس حاصل شد.اثر مقادیر مختلف مالچ کاه گندم بر مقدار ذخیره رطوبت خاک در طول 10 تا 11 ماه آیش ، کارایی مصرف آب و عملکرد سورگم که عملکرد دانه در حالتی که مالچ به مقدار زیاد بکار برده شد (8 تا 12 تن در هکتار )دو برابر حالتی بود که مالچ بکار برده نشد. کاربرد مالچ مالچ پوسته غوزه پنبه روی یک خاک لومی موجب افزایش قابل توجه ذخیره آب شد (کوشی و فرییر،1971)افزایش میزان مالچ (6/2 ،5/4 ،11/22 تن در هکتار )موجب بهبود راندمان ذخیره آب نسبت به تیمار شاهد شد. با استفاده از 4/22 تن پوسته غوزه پنبه در سالهای 1968 و 1969 ، راندمان ذخیره ی آب بین 36 تا 46 درصد برای تیمار شاهد و بین 66 تا 80 درصد برای تیمار مالچ بود . آب ذخیره شده اضافی ، عملکرد الیاف را به طور قابل توجهی افزایش داد . نتایج مثبتی که به علت کاربرد مقادیر بیشتر بقایای گیاهی از نظر ذخیره آب حاصل شد ، توام با تمایل به تقلیل سیستم های شخم و به بازار آمدن علف کش های جدید و بهتر موجب تجدید علاقه به استفاده از ایش شیمیای در گریت پلینز شد . راندمان ذخیره آب که در طول یک دوره ی آیش 10 تا 11 ماهه حاضل شد به ترتیب برابر 35 تا 42 درصد برای تیمار شخم و تیماری که از مواد شیمیایی استفاده شده بود در یک تناوب دو ساله گندم و آیش راندمان ذخیره آب در طول ایش به ترتیب 25 و 45 درصد برای تیمارهای شخم و مواد شیمیایی استفاده شده حد واسط بین راندمان تیمار های شخم با تیمار هایی که فقط یک مواد شیمیایی استفاده شده بود نتایج مشابهی از داده ای دراز مدت کسب کردند . نتایج مطلوب حاصل از کاربرد مواد شیمیایی به علت کنترل کامل علف های هرز و حفظ بهتر بقایای گیاهی بوده است . ذخیره آب در تیمارهایی که مقادیر زیادی بقایای سطحی وجود داشت حدود دو برابر مقادیری بود که در تیمار های خاک ورزی حاصل شد . در سال 1970 ،گندم زمستانه بعد از ذرت فاریاب دومین خاک ورزی یا با به کارگیری هرس دوار و در یک خاک که بصورت رایج آیش گذاشته شده بود کشت شد و بدین وسیله مقادیر بقایای گیاهی خاک در حد زیاد،متوسط و کم حفظ شد (انگر و پارک،1975). در این تیمار یک تا پنج بار آبیاری گندم منجر به تولید متفاوتی بقایای گیاهی شد. پس از برداشت گندم،کرت هایی که دارای مقادیر کمی بقایای گیاهی بودند یک بار دیسک زده شدند تا بدین ترتیب مقداری از بقایای گیاهی به زیر خاک برده شود. در کلیه کرت ها از آترازین و توفوردی استفاده شد تا علف های هرز و گندم هایی که سبز شده بودند کاملا کنترل شوند. به علت این تیمارها بقایای سطحی در زمان کاشت سورگم (11 ماه پس از برداشت گندم ) از حدود 2/0 تا 7/6 تن در هکتار بود و 11 تا 45 درصد نزولات زمان آیش ( 467 میلی متر) در خاک ذخیره شد. ذخیره رطوبت بیشتر به علت محتوای رطوبت زیاد اولیه و یا جذب رطوبت توسط بقایای سطحی بوده است. عملکرد سورگم دیم که بدون خاک ورزی کشت شد،از 2970 تا 6010 کیلو گرم در هکتار بود. بیشترین عملکرد دانه حدود 2240 کیلو گرم بیشتر از عملکرد حاصله در خاک آیش مجاور با عملیات زراعی رایج بود.انگر و ویز (1979) از روش های خاک ورزی بدون پنجه غازی و دیسک و برای حفظ بقایای گیاهی و کنترل علف های هرز در یک تناوب گندم فاریاب – آیش – سورگم دیم استفاده کردند رطوبت خاک را 2/35 ،7/22 و2/15 درصد نزولات و رطوبت قابل دسترس در عمق 8/1 متری در زمان کاشت سورگم 217 ، 170 ، 152 میلیمتر و عملکرد سورگم ،3140 ، 2500 ، 1930 کیلو گرم در هکتار و کارایی مصرف آب برای تولید دانه ،89/0 ،77/0 و 66/0 کیلو گرم دانه به ازاء هر متر مکعب آب برای تیمار های مختلف بود . متوسط ذخیره آب در طول آیش بعد از گندم و عملکرد سورگم بعد از آن در یک تناوب گندم فاریاب – سورگم دیم- افتابگردان دیم بوده است. در مورد عملیات بدون خاک ورزی،رطوبت خاک و عملکرد دانه حداکثر بود. عملیات خاک ورزی که در طول دوره آیش و بعد از برداشت صورت گرفت اثری بر عملکرد افتاب گردان و گندم که در تناوب بعد از سورگم کشت شدند ،نداشت .درجه تاثیر کاربرد مواد مختلف به عنوان مالچ در مطالعات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است . این مواد در بسیاری موارد بر محتوای آب خاک و تبخیر از سطح خاک موثر بوده است ولی کاربرد آنها در سطوح وسیع غیر عملی است . این مواد شامل سنگریزه ، ذغال سنگ ،دانه های حبه ای آب گریز ، نوع خاصی از کاربرد مالچ ،استفاده از مالچ عمودی است ،که حفره های در خاک از بقایای گیاهی پر می شود و این حفره ها آب را به داخل خاک هدایت می کند . مالچ عمودی در حوزه های کوچک آبخیز مطالعه شده است. در شرایط آزمایشگاهی،در یک سطح صاف منابع عمودی 30 تا 40 درصد رطوبت بیشتری در مقایسه با حالتی که از جوی استفاده شد ،ذخیره کرد. در حالتی که خاک اطراف خیس شد ،کارایی ذخیره مالچ عمودی،به اندازه 17 درصد کاهش یافت . در یک حوزه آبخیز کوچک مالچ عمودی باعث شد 7 تا 10 درصد رطوبت حاصل از آب مصرف شده را بیشتر از حوزه ای که بدون مالچ بود ذخیره کند . عمق نفوذ آب و سطح خشک خاک مجاور عواملی هستند که باعث کاهش تبخیر از خاک حاوی مالچ عمودی می شوند . در شرایط صحرایی کاربرد مالچ عمودی باعث ذخیره رطوبت در مقایسه با خاک بدئن مالچ شد از طرفی دیگر در یک خاک رسی لومی به علت اینکه روانآب حادث نشد کاربرد مالچ عمودی نتیجه مثبتی نداشت . ایجاد شیار در خاک به عمق 61 تا 102 سانتی متر باعث افزایش سرعت نفوذ آب ،کاهش وزن مخصوص خاک،افزایش عمق ریشه دهی در پنبه و کاهش شوری خاک شده است. یکی دیگر از انواع مالچ ،
مالچ خاکی است . تا اوایل دهه 1900 مالچ خاکی در شرایط زیر از نظر ذخیره رطوبت چندان کارا نبوده است . این موضوع توسط جیمز(1945) گزارش شده است . ولی مطالعات بعدی حاکی از این است که در برخی شرایط این نوع مالچ می تواند از نظر ذخیره رطوبت موثر باشد . مالچ خاکی در حقیقت نوعی شخم پاک است .این نوع مالچ متشکل از دانه هایی نرم و ریز در سطح خاک و معمولا از طریق خاک ورزی کم عمق حاصل می شود . مطالعات آزمایشگاهی توسط عبدالله و همکاران (1985)، نوئیت و کرکام (1963)،گیل و همکاران(1977) و هانکز و وودروف(1958)حاکی از آن است که مالچ خاک از طریق کاهش تبخیر ، رطوبت موجود در خاک را حفظ می کند . البته در شرایط مزرعه،حفظ رطوبت نه تنها بستگی به کاهش تبخیر دارد بلکه به نفوذ آب در خاک نیز بستگی دارد به طور کلی ،اثر مالچ خاک بسته به شرایط مختلف ،متفاوت است . به طور کلی ،در برخی آزمایشات مشاهده شده است که ذخیره رطوبت با مالچ خاکی بیشتر از خاک شخم نخورده است ، ولی در شرایطی که رطوبت اولیه خاک زیاد بوده است (قبلا در انتهای فصل بارندگی یا در حالی که آب از اعماق بیشتر به سطح خاک حرکت کرده است ) این ذخیره رطوبت لزوما بیشتر از سایر مالچ ها نبوده است در شرایطی که بارندگی ها عمدتا در تابستان که تبخیر و تعرق بالقوه زیاد است،نازل میشود . مالچ خاکی از نظر ذخیره رطوبت فاقد کارایی بوده است زیرا تا زمانی که شرایط برای ایجاد مالچ خاکی از طریق شخم ورزی مساعد شود قسمت عمده رطوبت تلف میشود. علاوه بر اینکه اصولا مالچ خاکی کارایی چندانی ندارد، لزوم خاک ورزی مکرر برای حفظ مالچ ودر نتیجه وجود خاک برهنه حساسیت به فرسایش می شود .
2 – 6 – 4- اثر مالچ بر درجه حرارت خاک
اگر مالچ ها به مقدار کافی سطح خاک را بپوشانند، عموما موجب ذخیره مقدار بیشتری آب و تبخیر کمتری در مقایسه با خاک بدون پوشش می شوند ، البته اکثر آنها روی درجه حرارت خاک بسیار متغیر است. هر چند این اثرات متغیرند،ولی نتایج مطالعات مختلفی که در آنها درجه حرارت خاک را اندازه گیری کرده اند ،بیانگر آن است که این اثرات قابل پیش بینی است.رنگ مالچ های پلاستیکی تاثیر عمده ای بر درجه حرارت خاک دارد. پلاستیک سفید یا منعکس کننده نور،درجه حرارت را کاهش میدهد یا هیچ تاثیری بر درجه حرارت ندارد در حالی که پلاستیک شفاف پیوسته موجب افزایش درجه حرارت در خاک دارای مالچ نسبت به خاک بدون مالچ می شود نتایج استفاده از پلاستیک سیاه متغیر بوده است ، پلاستیک سیاه درجه حرارت را بالا می برد استین (1964) اثر پلاستیک سیاه بر درجه حرارت خاک را ناچیز و زاخاروف و سیمی کینا (1964)گزارش کرده اند که پلاستیک سیاه عموما درجه حرارت خاک را تقلیل میدهد. ادمز(1962)اظهار داشت که به طور کلی پلاستیک های شفاف موجب افزایش درجه حرارت می شوند،چون در اینحالت مستقیما قسمت عمده انرژی ورودی اشعه خورشید را دریافت می کند. کارایی پلاستیک های شفاف از نظر افزایش درجه حرارت خاک با افزایش سن پلاستیک زیاد می شود .در پلاستیک های سیاه ،خاک تنها قسمتی از انرژی ورودی خورشید را که توسط ورقه پلاستیک جذب می شود،دریافت می کند. ظاهرا مقدار تماس بین خاک و ورقه پلاستیک سیاه ،بر میزان افزایش درجه حرارت زیر پلاستیک تاثیر می گذارد . پلاستیک های سفید و منعکس کننده نور موجب تقلیل درجه حرارت خاک می شوند، چون انرژی ورودی خورشید را جذب نمی کنند.مالچ های نفتی افشان و صمغی پیوسته موجب افزایش درجه حرارت خاک در مقایسه با خاک بدون مالچ شده اند. حداکثر اختلاف درجه حرارت معمولا در گرمترین ساعات روز اتفاق افتاده است. در شب، مالچ ها هیچ تاثیری بر درجه حرارت نداشتند و یا اثر انها ناچیز بوده است . (تاکوتوری و همکاران ،1964و1971 ).اثر آسفالت و مواد مشابه آن ،شبیه مواد نفتی افشان و صمغ ها بوده است. این مواد (مواد نفتی ،آسفالت و غیره) تشعشع ورودی خورشید را جذب کرده و به علت تماس نزدیک آنها با خاک ، به سهولت حرارت را به خاک هدایت می کنندو بنابر این بر خلاف اثرات متغیر پلاستیک سیاه، این مالچ ها پیوسته درجه حرارت خاک را افزایش می دهد. مالچ های تشکیل شده از مواد گیاهی ( کاه،کلش،برگها،و غیره ) درجه حرارت خاک را کاهش میدهند.البته از لحاظ تاثیر این مواد بر درجه حرارت خاک در فصول مختلف ،اختلافاتی مشاهده شده است، و درجه حرارت خاک در تابستان کاهش و در زمستان افزایش می یابد .حرارت خاک در بهار و افزایش ان در تابستان کاهش ودر زمستان افزایش می یابد .تقلیل درجه حرارت خاک در بهار و افزایش ان در تابستان در مقایسه با خاک بدون مالچ را به علت استفاده از مالچ کاه گزارش کرده است. ترکیب اثرات جذب تابش خورشید و خنک شدن تبخیری، از دلایل تقلیل درجه حرارت در این نوع مالچ بوده است . البته چون هر 2/3 تن مالچ (در دامنه 0 تا 9 تن در هکتار ) در عمق 10 سانتی متری موجب تقلیل درجه حرارت خاک به میزان 39 درجه سانتی گرادشده است . مالچ های ضخیمتر ،تبخیر را بیشتر از مالچ های نازکتر کاهش می دهند.بنابر این خنک شدن تبخیری در مالچ های ضخیمتر کمتر خواهد بود.در برخی آزمایشات ملاحظه شده است که گروهی از مواد مالچی متفرقه تاثیر متفاوت و تقریبا غیر پیش بینی بر روی درجه حرارت خاک داشتند. مواد حبه ای سیاه (کک،بیتومن،قیر معدنی و غیره)درجه حرارت خاک را افزایش میدهند.در حالی که سنگ ریزه (با رنگ روشنتر از مواد فوق )درجه خاک را در مقایسه با خاک بدون پوشش کاهش میدهد . مالچ تشکیل شده از لاستیک سیاه نسبت به همین مالچ ولی با رنگ قهو ه ای ،درجه حرارت خاک را بیشتر افزایش می دهد . واکنش خاک در این حالت ،مشابه واکنش نسبت به مالچ های پلاستیکی بود . خرده های چوب ، کود حیوانی کاه دار موجب کاهش حرارت خاک شدند.در این حالت واکنش خاک مشابه عکس العمل آن نسبت به مالچ تشکیل شده از مواد گیاهی بود.شیشه و مالچ های آبی(کیسه های پلاستیکی محتوی آب)موجب افزایش درجه حرارت خاک شدند،ولی مالچ های آبی در تقلیل نوسانات درجه حرارت موثر بودند.
2 – 6 – 5- اثر مالچ بر ساختمان خاک
در مناطق خشک،نزولات اسمانی غالبا به صورت رگبارهای شدید رخ می دهند. وقتی قطرات باران در حال ریزش با خاک برخورد می کنند.ذرات خاک پراکنده شده و منافذ سطح خاک را مسدود کرده و نفوذ پذیری را کاهش می دهد . در نتیجه ، آبی که می تواند جهت استفاده گیاه ذخیره شود توسط رواناب تلف می شود . خاکی که ذرات سطح آن پراکنده شده اند ، در موقع خشک شدن غالبا یک قشر سخت ( سله ) در سطح آن تشکیل می شود که ممکن است اثرات نامطلوبی روی خروج گیاهچه ار خاک و رشد گیاه داشته باشد . اثرات مفید مالچهای سطحی بر ساختمان خاک ، عمدتا به علت جذب انرژی قطرات باران در حال ریزش می باشد و بدین وسیله پراکندگی ذرات و انسداد منافذ سطح خاک را کاهش می دهند . بدین ترتیب میزان نفوذپذیری حفظ شده و تشکیل سله در مرحله بعدی نیز کاهش می یابد . از سایر مزایای احتمالی مالچ ، فعالیت بیشتر میکروب ها و سایر موجودات زنده در خاک ، تکثیر بیشتر ریشه و اثر بالشی مالچ ( که فشردگی ناشی از عبور و مرور تراکتور ، وسایل کشاورزی و حیوانات را کاهش می دهد ) می باشد . میزان حفاظت مالچ از سطح خاک بستگی به مقدار سطحی از خاک که توسط مالچ پوشیده شده دارد . ورقه های پلاستیک از برخورد قطرات باران با خاک جلوگیری کرده و بنابراین از پراکنده شدن ذرات خاک جلوگیری می کنند . البته تا زمانی که شرایط ویژه ای فراهم نشود آن ها همچنان از نفوذ آب به خاک جلوگیری می کنند. مقدار فشردگی مالچ های پلاستیکی کمتر است.مالچ های نفتی، قیر،کک وسنگفرش بیابانی سله بندی و تراکم خاک را کاهش میدهد . بدون تردید این مواد به جز مواد احتمالی نفتی موجب نفوذ بیستر آب در خاک می شوند . البته این موضوع تایید نشده است . هرچند این مواد در تقلیل تشکیل سله موثرند ، اما چسبندگی لازم جهت بهبود و خاکدانه ای شدن را فراهم نمی کنند . البته در خاکی که سطح آن به مقدار کافی پوشیده شده در مقایسه با خاکی که قسمتی از آن و یا تمام آن کاملا پوشیده نشده ، وجود خاکدانه های با ثبات در سطح خاک از اهمیت کمتری برخوردار است . بقایای گیاهی و مالچ های مشابه آن اگر به میزان کافی به کار برده شوند ، میزان نفوذپذیری را در حد بالایی حفظ می کنند و موجب کاهش تشکیل سله می گردند . مالچ ها از برخورد قطرات باران با خاک جلوگیری کرده و بدین وسیله انسداد سطحی منافذ خاک را کاهش داده و در نتیجه باعث افزایش میزان نفوذپذیری تا حد بالایی می شود . فرآورده های حاصل از تجزیه مالچ ها موجب بهبود خاکدانه ای شدن ، از نقطخ نظر اندازه ، تعداد و ثبات آن ها می شود . گرچه تجزیه به بقایای گیاهی موجب بهبود خاکدانه ها می شود ، ولی خاکدانه های حاصله به اندازه کافی با ثبات نیستند که بتوانند برخورد قطرات باران را بدون یک پوشش محافظ تحمل نمایند . خاک ورزی حفاظتی که بقایای گیاهی را در سطح خاک باقی می گذارد ، از نظر تاثیر بر ساختمان خاک نتایج متغیری داشته است . آرمی و همکاران کاهش سله را ناشی از شخم مالچ کلش دانسته اند . رامیک و مازوراک و همچنین تورلل و مک کالا گزارش کردند که در خاک ورزی مالچ کلش در مقایسه با شخم بدون گیاه ، خاکدانه ها بزرگتر و با ثبات در برابر آب ف و همچنین دارای وزن مخصوص ظاهری کمتر بودند . انگر گزارش کرد که در حالتی که خاک ورزی مالچ کلش با تاخیر انجام شود پس از برداشت گندم در ماه ژوئیه تا زمان رشد علف های هرز در بهار بعد خاک ورزشی به تاخیر افتاد که در مقایسه با خاک ورزشی بدون گباه ، خاکدانه ها بزرگتر و با ثبات در اب بودند . ( بدین ترتیب که در حالت اول میانگین تخلیه رطوبت 64/1 میلیمتر بود ) . در حالتی که پس از برداشت گندم و در دوره ایش از پنجه غازی استفاده شد میانگین تخلیه رطوبت 13/1میلیمتر و در موردی که از دیسک استفاده شد مقدار آن 68/0 میلیمتر بود . در مطالعه ای که در مورد روش های مختلف خاک ورزی انجام شد ، میانگین تخلیه رطوبت پس از خاک ورزی اولیه در بیشترین مقدار خود بوده و پس از آن بعد از هر عملیات مقدار ان کاهش یافت . پس از عملیات نهایی یعنی در زمان کاشت بذر، مقدار آن مشابه حالتی بود که از عملیات خاک ورزی استفاده شد.در این حالت میانگین تخلیه رطوبت در طول مدت اندازه گیری تغییر زیادی حاصل نکرد.مک کالا و همکاران گزارش کردند که خاک ورزی مالچ کلش اثری بر دانه بندی خاک نداشت .
2 – 6 – 6- اثر مالچ بر شوری خاک
محتوای نمک بسیاری از خاک های مناطق خشک ،زیاد است. چون بعضی از این نمک ها به اسانی در آب قابل حل می شوند.بنابر این آنها با آب حرکت می کنند. اگر نزولات اسمانی کافی باشد،می تواند با شستشوی نمک ها انها را از خاک خارج می کند. البته به علت محدودیت نزولات اسمانی ،نمکها تنها یک عمق محدودی در خاک حرکت کرده وبه اسانی با تبخیر آب به سطح خاک بر می گردند. در چنین شرایطی گیاهان بخصوص ان عده که درمراحل جوانه زنی و سبز شدن نسبت به نمک ها حساسند،شدیدا خسارت می بینند. ذر شرایط فاریاب،از آب حاوی مقدار زیادی نمک و آبیاری مقداری که نتوان نمک را تا عمقی فراتر از محل ریشه بشوید،ممکن است مسئله شوری را تشدید کند. مدیریت خاک های شور مورد بررسی فرار گرفته است . چ.ن نمک ها به سهولت با اب خاک حرکت می کنند، هر عملی که میزان نفوذ پذیری را حفظ نموده و از تبخیر در مراحل بعدی جلوگیری کند،می تواند اثرات نامطلوب شوری خاک را کاهش دهد. در قسمت های گذشته به مطالعات متعددی اشاره شد که در اثر استفاده از مالچ ،میزان نفوذپذیری حفظ شده و تبخیر کاهش یافت. البته فقط در چند مورد راجع به اثرات مالچ ها و کنترل شوری اشاره شد .هیلمن و همکاران (1968)گزارش کردند که هدایت الکتریکی خاک (عمق 0 تا 61 سانتیمتر)در یک خاک شور ،که توسط مالچی از ماسه و پوسته غوزه پنبه پوشیده بود،به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت.نتایج مشابهی در مورد مالچ پوسته غوزه پنبه توسط کارتر و فانینگ 01965،فائینگ و کارتر (1963)گزارش شده است. این مالچ با تقلیل تبخیر موجب کاهش برگشت نمک ها به منطقه شسته شده ،در مراحل بعدی می شود. چون خسارت نمکها در مراحل جوانه زدن و سبز شدن گیاه بسیار شدید است ،هر عملی که مقدار نمکها را در عمق بذر کاهش دهد،بایستی جهت استقرار گیاه مفید باشد. در حالی که پوشش کامل خاک در مناطق وسیع بسیار گران و عملی باشد. مالچ های نواری (ورقه های پلاستیک ،مواد نفتی پاشیدنی و غیره)که مقدار زیادی آب را حفظ و تبخیر را در ناحیه بذر کاهش میدهند،می توانند خطر نمکها را کاهش داده و به استقرار گیاه کمک کنند،اگر در اثر استفاده از مالچ کاهش تبخیر ادامه یابد،مزایای دیگری حاصل خواهد شد که کنترل شوری از ان جمله است ودر نتیجه منجر به بهبود کیفیت محصول و عملکرد خواهد شد .
2 – 6 – 7- اثرات مالچ ها بر فرسایش خاک
به علت کمی بقایای گیاهی تولید شده و خشکی سطح خاک،مناطق خشک نسبت به فرسایش بادی حساس هستند. همچنین مناطق خشک و به فرسایش آبی نیز بسیار حساس می باشد. نزولات اسمانی در این مناطق غالبا به صورت رگبار های شدید اتفاق می افتد و همچنین سطح خاک نیز به اندازه ای توسط گیاهان محافظت نمی شود،که به طور موثر روانآب را کنترل کند. بنابر این کاهش فرسایش آبی و بادی،از دلایل مهم استفاده از مالچ ها در مناطق خشک می باشد. سهولت انتقال ذرات خاک توسط باد و آب ،بستگی به اندازه ذرات و سرعت باد یا آب دارد. گرچه ذراتی که قطر آنها بیش از 84/0میلیمتر است.معمولا غیر قابل فرسایش توسط باد هستند،ولی آب ممکن است موجب فرسایش ذرات یا هر اندازه ای که باشند،شود.همانطور که در قسمت قبل یادآور شدیم،فرآورده های حاصل از تجزیه بعضی از مواد مالچی ممکن است موجب بهبود خاکدانه ای شدن ذرات خاک شوند،و لذا حساسیت خاک را نسبت به فرسایش کاهش دهند. البته ارزش اصلی مالچ ها از نقطه نظر کنترل فرسایش ،به علت اثر انها بر ساختمان خاک نیست،بلکه به علت تعدیل نیروی باد و آب در سطح خاک می باشند. میزان نفوذپذیری زیاد و کاهش روانآب سطحی،که در اثر استفاده از مهلچ حاصل می شود،مزایای دیگر در جهت کنترل فرسایش آبی می باشند.در معادله ای که جهت براورد فرسایش بادی ارائه شده است،مقدار خاک تلف شده توسط باد به این عوامل ربط داده شده است .(1)شاخص فرسایش پذیری خاک که با اندازه گیری کلوخه ها با قطر بیش از 84/0میلیمتر تعیین می شود.(2) عوامل اقلیمی که با اندازه گیری سرعت بادو رطوبت سطحی تعیین می شود،(3)ناهمواری سطح خاک ، (4)پهنای مزرعه بدون حفاظ و (5) پوشش گیاهی . بر اساس این معادله و برخی شرایط انتخاب شده در ایالت کانزاس و دراف(1972) نشان داد که به ترتیب 1000 ،2200 ،6600 کیلو گرم در هکتار کاه گندم به به صورت سرپا ،کاه خرد شده و بقایای خرد شده ذرت خوشه ای جهت کنترل فرسایش بادی تا حد قابل تحمل ،یعنی تلف شدن سالانه 2/11 تن خاک در هکتار،لازم است.این نتایج حاکی از اهمیت کاه سرپا جهت کنترل فرسایش بادی است. بقایای گیاهی برای اینکه توسط باد حمل نشوند،بایستی به زمین متصل باشند.سیستم زراعت مالچ کلش ،که در سطح وسیعی در امریکای شمالی مورد استفاده است ،در ابتدا عمدتاجهت کنترل فرسایش بوجود امده و ارزش شخم مالچ کلش در کنترل فرسایش به خوبی شناخته شده است.به طور کلی فرسایش بادی با افزایش مقدار بقایای گیاهی که توسط شخم مالچ کلش حفظ می شود،کاهش می یابد.وقتی بقایای گیاهی بیشتری در نتیجه آیش شیمیایی در سطح خاک حفظ شود. فرسایش بادی به طور موثرتری کنترل می شود.فریبروارمبرست(1969)،از یک کارخانه فراورده زاید کارخانه پنبه پاک کنی (خاشاک کارخانه پنبه پاک کنی )به عنوان مالچ استفاده کردند. نامبردگان جهت تعیین اثر این ماده روی فرسایش بادی،ان را روی خاکی که دارای بافت لومی شنی ریز بود ازمایش کردند. در این ازمایش با افزایش مقدار مالچ مقدار فرسایش در مقایسه با تیمار بدون مالچ کاهش یافت و حدود 2/11 تن مالچ در هکتار جهت کنترل فرسایش تا حد قابل تحمل لازم بود. کاه سرپا در کنترل فرسایش بادی در مقایسه با کاه خرد شده موثر بود،اما محافظت خاک در مقابل فرسایش آبی که در حرکت است. مالچ بایستی در جهت مخالف جریان آب در حد و فاصل سطح خاک و آب قرار گرفته باشد،بنابر این حداکثر مقدار مالچ بایستی در تماس با سطح خاک باشد. مطالعات متعددی در زمینه اثر مالچ ها روی کاهش فرسایش آبی انجام شده است به طور کلی ،با افزایش مقدار مالچ فرسایش تقلیل یافت. البته اگر مالچ تماس کافی با خاک نداشته باشد،زیر مالچ فرسایش رخ خواهد داد.در سالهای اخیر سیستمهای بدون شخم مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در این سیستم بقایای گیاهی در سطح خاک حفظ شده،علف های هرز با استفاده از علف کش ها از بین برده می شود و محصول بعدی بدون اینکه خاک بیشتری از انچه جهت بذرکاری لازم است به هم زده شود،کاشته می شود .کنترل فرسایش بادی و آبی در این سیستم بسیار زیاد بوده است. نتایج زیر را در مورد یک طوفان باران زا،که هر صد سال یک بار اتفاق می افتد،گزارش کرده انددر حالی که این نتایج در یک منطقه مرطوب به دست امده است ،کاهش عمده فرسایش در مناطق خشک،که تراکم بقایای گیاهی در حد فاصل سطح خاک و آب کافی است،نیز امکانپذیر می باشد.