کشاورزي حفاظتي، راهي براي بازگرداندن حاصلخيزي به خاک‌هاي گلستان

بهاره کياني- نتايج يک پژوهش چهار ساله که در اراضي کشاورزي غرب استان گلستان و در منطقه نوکنده انجام شده، نشان مي‌دهد استفاده از روش‌هاي کشاورزي حفاظتي مي‌تواند در بلندمدت به بهبود شرايط کيفيت خاک کمک کند. با توجه  به جايگاه راهبردي بخش کشاورزي در استان گلستان و بهره مندي بيش از 713 هزار هکتار اراضي زراعي که رقمي معادل 35 درصد از مساحت کل استان را در بر مي گيرد، حفظ کيفيت خاک به مثابه سرمايه بنيادين توليد، اهميتي دوچندان مي يابد. با اين حال، روند نگران کننده تخريب ساختمان خاک و افت روزافزون کربن آلي که عمدتاً ناشي از تداوم خاک ورزي مرسوم است، گذار به سامانه هاي کشاورزي پايدار را به امري اجتناب ناپذير تبديل نموده است.خاک، يکي از مهم‌ترين سرمايه‌هاي کشاورزي است و حفظ حاصلخيزي آن نقش مستقيمي در پايداري توليد محصولات کشاورزي دارد. فراهمي زيستي فسفر در خاک يکي از مهم‌ترين محدوديت‌هاي تغذيه‌اي است که نظام‌هاي زراعي ايران با آن مواجه‌اند. در خاک‌هاي آهکي، که بخش عمده‌ي اراضي کشاورزي کشور را تشکيل مي‌دهند، يون فسفات با کاتيون کلسيم واکنش داده و ترکيبات کم‌محلولي نظير دي‌کلسيم فسفات و اکتاکلسيم فسفات تشکيل مي‌دهد که در نهايت به کلسيم فسفات‌هاي پايدارتر (مانند آپاتيت) تبديل مي‌شوند. اين فرايند، موسوم به تثبيت فسفر، فسفر را از دسترس ريشه‌ي گياه خارج مي‌سازد و سينتيک آزادسازي مجدد آن از اين ترکيبات بسيار کند است. در مقابل، در خاک‌هاي اسيدي، فسفر عمدتاً با اکسيدها و هيدروکسيدهاي آهن و آلومينيوم واکنش داده و رسوبات نامحلولي تشکيل مي‌دهد که به‌طور مشابه دسترسي گياه به اين عنصر ضروري را محدود مي‌کند.

با توجه به اين محدوديت‌ها، توسعه‌ي راهکارهايي براي افزايش کارايي مصرف و قابليت دسترسي زيستي فسفر در خاک‌هاي ايران، از اولويت‌هاي پژوهشي حوزه‌ي حاصلخيزي خاک محسوب مي‌شود. علاوه بر فسفر، ساير عناصر غذايي پرمصرف نيز از سازوکارهاي اتلاف اختصاصي خود متأثرند. پتاسيم، به دليل خاصيت تثبيت‌شدن در فضاي بين‌لايه‌اي کاني‌هاي رسي نظير ايليت و ورميکوليت، به شکل غيرقابل‌تبادل درآمده و از منبع قابل‌جذب براي ريشه‌ي گياه خارج مي‌شود. از سوي ديگر، نيتروژن به دليل تحرک بالاي اشکال يوني خود در محلول خاک، مستعد اتلاف سريع است؛ به اين ترتيب که شکل نيتراته آن (NO3–) به دليل عدم جذب توسط کلوئيدهاي خاک (که عمدتاً بار منفي دارند)، مستعد آبشويي به لايه‌هاي زيرين است، در حالي‌که شکل آمونيومي آن (NH4+) در شرايط قليايي مي‌تواند طي واکنش تصعيد به شکل گاز آمونياک از دسترس گياه خارج و به اتمسفر منتقل شود.

در اين پژوهش، سه روش مديريت خاک شامل کشت بدون شخم، شخم حداقل و شخم مرسوم با يکديگر مقايسه شدند و طي چهار سال متوالي، نمونه‌برداري از خاک براي بررسي تغييرات عناصر غذايي انجام گرفت. افزايش فسفر، در روش‌هاي حفاظتي يکي از مهم‌ترين يافته‌هاي اين پژوهش بود. در روش بدون شخم، ميزان فسفر قابل‌جذب در پايان سال چهارم نسبت به سال نخست 47 درصد افزايش داشت. اين افزايش در روش شخم حداقل 10 درصد و در شخم مرسوم تنها 9 درصد بود. پتاسيم قابل‌جذب نيز روند مشابهي داشت. ميزان اين عنصر در روش بدون شخم 58 درصد و در شخم حداقل 52 درصد افزايش يافت، در حالي که افزايش آن در شخم مرسوم تنها 6 درصد بود.کاهش تلفات نيتروژن، نيتروژن کل خاک نيز در هر دو روش حفاظتي افزايش نشان داد. اين افزايش در روش شخم حداقل 33 درصد و در روش بدون شخم 30 درصد نسبت به سال نخست گزارش شد. بر اساس يافته‌هاي پژوهش، يکي از دلايل احتمالي اين روند مي‌تواند کاهش تلفات نيتروژن، از جمله شست‌وشوي آن به لايه‌هاي پايين‌تر خاک، باشد. باقي ماندن بقاياي گياهي در سطح خاک نيز مي‌تواند از تجزيه سريع ماده آلي و آزاد شدن ناگهاني نيتروژن جلوگيري کند. اين نتايج نشان مي‌دهد کاهش برهم‌خوردگي خاک و باقي ماندن بقاياي گياهي در سطح مزرعه مي‌تواند به مرور شرايط مناسب‌تري براي حفظ و در دسترس قرار گرفتن عناصر غذايي مورد نياز گياه فراهم کند.

نتيجه براي کشاورزان

نتيجه‌اي که نيازمند صبر کشاورزان است، يافته‌هاي اين پژوهش نشان مي‌دهد آثار کشاورزي حفاظتي لزوماً در همان سال نخست اجراي آن قابل مشاهده نيست و بهبود وضعيت خاک فرآيندي تدريجي و بلندمدت است. با اين حال، تداوم استفاده از اين روش‌ها مي‌تواند در بلندمدت زمينه کاهش نياز به مصرف کودهاي شيميايي نيتروژنه، فسفاته و پتاسه و در نتيجه کاهش هزينه‌هاي توليد را فراهم کند.از اين رو، توصيه مي‌شود کشاورزان، به‌ويژه در سال‌هاي نخست اجراي روش‌هاي کشاورزي حفاظتي، از راهنمايي کارشناسان ترويج کشاورزي بهره بگيرند تا مديريت مزرعه متناسب با شرايط خاک و محصول انجام شود.لازم به ذکر است  اين گزارش بر اساس يافته‌هاي مقاله علمي ـ پژوهشي «بررسي تغييرات زماني برخي ويژگي‌هاي فيزيکوشيميايي خاک تحت تأثير مديريت‌هاي مختلف خاک‌ورزي در اراضي کشاورزي غرب استان گلستان» (کياني و همکاران، مجله مهندسي زراعي، 1404) تهيه شده است.

دکتري شيمي و تغذيه گياه