مقاله ترجمه شده کاهش میزان مواد آلی خاک پس از عملیات شخم در منطقه ای با خاک رس سیلتی بعد از چندین سال خاکورزی حفاظتی

چكیده

شخم محدود به منظور مخلوط کردن مواد سطحی در بسیاری از سیستم های کشاورزی بدون شخم گاها باعث وقوع مشکلاتی مانند کوبیده شدن لایه ای که در گذشته تحت شخم بوده یا رشد شدید علف های هرز و هجوم نرم تنان، گردد. برای غلبه بر این چنین محدودیت هایی، یک عملیات شخم با گاوآهن انجام شده و پس از آن کشت به حالت قبل از شخم سطحی برگردانده می شود. این مقاله برای شناسایی اثرات انجام تنها یک شخم، پس از چندین سال خاکورزی حفاظتی و کشاورزی بدون شخم بر روی مقدار مواد آلی در پروفیل خاک می باشد. فرض بر این بود که ذخایر کربن آلی (SOC) و نیتروژن (SN) خاک، در طول چند ماه ابتدایی پس از شخم، به سرعت کاهش پیدا کند.

این تحقیق در آب و هوای معتدل و بر روی 3 قطعه زمین در مجاورت هم و با نوعی خاک رس سیلتی (Stagnic Luvisol)، در منطقه ای واقع در جنوب ساکسونی در کشور آلمان انجام شده است. گیاهان مورد استفاده در چرخش شامل؛ چغندر قند(Beta vulgaris L)، گندم زمستانی(Triticum aestivum L)، جوی زمستانی(Hordeum vulgare L)، و خردل سفید(Sinapis alba L) به عنوان محصول اصلی بوده است. خاکورزی حفاظتی در 1992 در هر سه قطعه زمین آغاز شده و مرکب بوده از 30 سانتی متر عمق کشت غیر معکوس و به همراه عملیات مخلوط کردن به طور سطحی (در عمق 10 سانتیمتر). شخم با گاوآهن (عمق 30 سانتیمتر) تنها یک بار در هر زمین در آگوست 1998-2000 قبل از کشت خردل انجام گرفت. و پس از آن خاکورزی حفاظتی با عمق 10 سانتیمتر صورت پذیرفت. نمونه برداری از خاک در 3 زمان انجام پذیرفت (1-6 ماه، 7-9 ماه و 1.5-2.5 سال) پس از شخم، و مقادیر کربن آلی و نیتروژن خاک، تعیین گردید.

پس از 7-9 سال خاکورزی حفاظتی، SOC و SN در لایه 10 فوقانی خاک تجمع پیدا کرده بود. یک بار انجام عملیات شخم، باعث کاهش مقدار زیادی از مواد آلی خاک شد. در عمق 0 تا 30 سانتیمتری، ظرف 1-6 ماه پس از شخم، 0.26کیلوگرم بر متر مربع کربن آلی خاک و 0.046 کیلوگرم بر متر مربع از نیتروژن خاک کاهش پیدا کرده بود، که برابر 4 و 7 درصد کل مقادیر این مواد در خاک است. در لایه 0 تا 45 سانتیمتری از عمق خاک، این کاهش مقادیر زود هنگام، بسیار کمتر بود (به ترتیب 2 و 5 درصد از کل کربن آلی و نیتروژن خاک در واحد سطح خاک کاهش یافته بود)، که علت آن افزایش مقدار این مواد در عمق 30 تا 45 سانتیمتری خاک بود. کاهش بیشتر کربن آلی و نیتروژن خاک از 0 تا 30 سانتیمتری کم بود، درحالیکه در لایه پایینی، یک کاهش مشخص ثانویه در مقدار مواد آلی رخ داد. پس از 1.5-2.5 سال پس از شخم، مقادیر کاهش از عمق 0تا45 سانتیمتری عمق خاک به ترتیب برای کربن آلی و نیتروژن خاک به 6 و 10 درصد رسید. در اقلیم معتدل، یکبار شخم پس از چندین سال خاکورزی حفاظتی، آشکارا باعث کاهش جزئی مواد آلی خاک تنها درطول چند هفته پس از شخم گردید.

کلیدواژه‌ها: خاکورزی حفاظتی، شخم با گاوآهن، مواد آلی خاک، کربن آلی خاک، نیتروژن خاک، تجزیه مواد آلی.

Abstract
Restricting tillage to shallow-mixing operations as conducted in many conservation tillage systems occasionally causes
problems such as compaction of the formerly ploughed layer or severe weed and slug infestation. To overcome these constraints,
one moulboard ploughing operation is carried out and, subsequently, cultivation is shifted back to non-inverting shallow-mixing
tillage. This study investigated the effect of one single ploughing action conducted after several years of conservation tillage on
the amount of organic matter in the soil profile. It was hypothesized that soil organic carbon (SOC) and soil nitrogen (SN) stocks
decrease very rapidly during the first few months after ploughing.
The study was carried out in temperate climate on three adjacent fields with loess-derived soil (Stagnic Luvisol) located in
southern Lower Saxony, Germany. The crop rotation included sugar beet (Beta vulgaris L.), winter wheat (Triticum aestivum L.),
winter barley (Hordeum vulgare L.), and white mustard (Sinapis alba L.) as a catch crop. Conservation tillage started in 1992 on
all fields and consisted of 30 cm deep non-inverting tillage combined with shallow-mixing (10 cm deep) operations. Mouldboard
ploughing (30 cm deep) was conducted once in each field in August 1998–2000 prior to sowing of mustard. Thereafter,
shallow conservation tillage (10 cm) was established. Soil samples were taken once before and at three dates (1–6 months, 7–9
months, 1.5–2.5 years) after ploughing and masses of SOC and SN were determined.
After 7–9 years of conservation tillage, SOC and SN were concentrated in the top 10 cm layer of the soil. One ploughing
operation resulted in a substantial loss of organic matter. At 0–30 cm soil depth, losses of 0.26 kg m
2 SOC and 0.046 kg m
2
SN occurred within 1–6 months after ploughing, accounting for 4 and 7% of the total initial masses, respectively. At the soil layer
of 0–45 cm, these early losses were much lower (2% and 5% of the initial masses of SOC and SN per unit of soil area,
respectively), caused by an increase of masses in the 30–45 cm depth. Further losses of SOC and SN from the 0–30 cm layer
were small, while from the lower layer a second pronounced loss of organic matter occurred. After 1.5–2.5 years after ploughing,
losses from the 0–45 cm depth accounted for 6% and 10% of the initial total mass of SOC and SN, respectively.
In temperate climate, one ploughing operation after several years of conservation tillage obviously causes a partial loss of
organic matter within a few weeks after ploughing.