مقاله روشهای کشاورزی

بادشکنها یک جزء سازنده اصلی روشهای کشاورزی موفق در تمام جهان هستند .(2)
و شامل یک یا چند ردیف از درختان ، درختچه ها یا دیگر گیاهانی است که در مناطق زیادی به عنوان عامل مؤثری در کاهش اثرات منفی باد به کار می رود .
(Van eimern 1959 ; Van eimern et.al.1946;Rosenbery 1983 )
و باعث بهبود میرو کلیما برای رشد بهتر محصول می شوند .(12)
(Brown and Rosenbery 1972; Marshall . 1967 ; and Rosenbery 1983).
آنها شامل درختان و درختچه های چند ساله ویا دائمی ، پرچینهای چوبی و یا مواد دیگری هستند . بادشکنها از خانه ها ، محصولات و دام ها محافظت کرده و از فرسایش بادی و دمیدن برف جلوگیری کرده و زیستگاهی را برای حیات وحش به وجود آورده و همچنین کشاورزی طبیعی را افزایش می دهد . منشاء آنها به سال 1400 میلادی زمانی که مجلس اسکاتلند نوارهایی از درختان را برای محافظت از تولیدات کشاورزی کاشت برمی گردد . (Droze 1977 ) .
از آن زمان کاشت درختان بادشکن به طور وسیعی در سراسر جهان به کار برده شد.(2)
(Cleugh et.al.2002 ; Brand et.al.1977 ; caborn 1971)
کاشت درختان بادشکن به عنوان راه ، ساختمان خراب خاک را بهبود می بخشد و تولید محصولات کشاورزی ، چراگاه و باروی حیوانات را بطور معنی داری بهتر می کند.(1)
بادشکن ها در مزارع یک ابزار مهم برای زراعت در مناطق نیمه خشک هستند اما معمولاً استفاده نمی شوند : یکی از دلایلی که از بادشکن استفاده نمی شود کمبود اطلاعات راجع به فواید و هزینه های تأسیس و نگهداری آنها می باشد .(10)
ارزیابی زمینها برای کاشت درختان بادشکن در منطقه مرکزی شمال ایالت متحده نشان داد که در بیشتر از 90 میلیون هکتار محصول در منطقه ، تنها حدود 3 میلیون هکتار توسط بادشکن محافظت می شوند و بیش از 12 میلیون هکتار پتانسیل استفاده از بادشکن را دارند .(10) (Brandle et .al. 1992 b)
کشاورزان معمولاً بر این باورند که درختها ، زمینهای قابل دسترس برای کاشت محصولات را کم نمایند و پناهگاهی برای حشرات و پرندگان می باشند که باعث خسارت به محصول می شوند .(13) (Clarke and thaman , 2006 )
کاشت درختان بادشکن در مناطق بیابانی می تواند اثرات منفی بیابان را کاهش دهد . زیرا زمین های زراعی در بیابان با ماسه پوشیده می شوند که این باعث کاهش قدرت تولیدی زمین می شود و در نتیجه کشاورزی سودی ندارد . بنابراین در این مناطق بیابانی کشاورزی رونقی نداشته و کشاورزان پیشه اصلی خود را ترک کرده و برای کشاورزان روستاهای دیگر کارگری کرده و یا به شهرها مهاجرت می کنند .(13)
درختان بادشکن اثر مثبتی روی قدرت تولیدی زمین داشته و حاصلخیزی خاک را کمتر کاهش می دهد . مزارعی که نزدیک بادشکن هستند کمتر تحت تأثیر بیابان زایی واقع شده و در نتیجه تولیدات کشاورزی بالاتری را بدست می آورند .(13)
مکانیزم های اصلی بادشکن
* حفاظت محصول ها از خسارات فیزیکی .(11)(15)
* حفاظت خاک .(11)(9 )(15)
* افزایش رطوبت خاک به وسیله نگهداری برف .(11)
* کاهش فرسایش بادی .(11)(9 )(15)
* بهبود میکروکلیما .(11)(9 )(15)
* کاهش وقایعی از قبیل ماسه پاشی ورس .(1)
* تهیه پناهگاه (1) برای ساختمانها ، دام ها و تفرجگاه ها .(14)(15)
* متعادل کردن سرعت باد ، هدایت باد و تلاطم جریان هوا .( 1)
* مدیریت برف . (15)
* افزایش زیستگاه طبیعت وحشی .(15)
* تهیه حفاظی برای کاهش آلودگی صوتی .(15)
* تهیه حفاظی برای مناظر دیدنی زندگی .(15)
* تهیه مانعی علیه ذرات شیمیایی که توسط هوا منتقل می شوند .(15)
* مشخص کردن محدوده مزرعه .(15)
* بهبود راندمان آبیاری .(15)
* افزایش زیبایی ها .(15)
* افزایش کربن ذخیره شده .(15)
* اثرات مستقیم مکانیکی باد .(11, 11)
فرسایش بادی ، ماسه پاشی ، تدفین بذرها و گیاهچه ها ، فقر مواد غذایی ، خسارت گیاه ، خسارت میوه ، ورس ، پارگی و ریزش برگ ، سائیدگی و تغییرات مورفولوژیکی مانند تغییر در شکل برگ ، طول و رشد ساقه
اثرات میکروکلیمایی بادشکنها (1)
سایه اندازی از تابش مستقیم خورشیدی و صید امئاج بلند ، تبادل تلاطم گرما ، بخار آب و co2
گردش آب و مواد غذایی در سیستم بادشکن – محصول / چراگاه – خاک
رقابت برای آب و مواد غذایی
جزئی بندی ما بین خاک و تبخیر گیاه و اثرش روی راندمان مصرف آب فصلی برخی از اثرات بادشکن ها به طور افزایشی در همه زمان عمل می کنند در حالی که برخی دیگر ممکن است تنها به طور دوره ای رخ دهند اگر چه اثرشان می تواند فاجعه آمیز باشد . وقایع آب و هوایی بزرگ از قبیل ورس محصول در اثر یک طوفان سخت یک اثر دوره ای بادشکن است .(1)
تابش خورشید
در یک مقیاس منطقه ای بادشکن ها کمترین اثر را روی توزیع مستقیم تابش ورودی دارند .(2)
تابش خورشید به طور مستقیم روی رشد گیاه و به و بطور غیر مستقیم روی درجات هوا ، خاک و تبخیر اثر می گذارد .(1) ( Loudlow 1978 )
سایه درخت روی محصول یک اثر منفی روی عملکرد دارد که ممکن است تشعشع را کاهش بدهد .(4) اما ممکن است نتیجه ای مثبت دیگری روی بالانس انرژی داشته باشد .(11)
درجه حرارت خاک (2)
میانگین درجه حرارت های بدست آمده در پناهگاه های تحت اثر بادشکن ها ، اندکی گرمتر از سطوح بی حفاظ است . ( Mcnaughton 1988 )
در اغلب موارد این به دلیل کاهش در انتقال حرارت خارج از سطح است . در سطوحی که در سایه بادشکن قرار دارند درجه حرارت کمتر از سطوح دیگر است .
اهمیت این اثر به زمان روز ، ارتفاع از مانع و زاویه خورشید ، اندازه وحدت سایه در منطقه بستگی دارد .
بادشکنها از یخبندانهای بادی محافظت می کنند .
محافظت خاک (11)
بهترین اثر بادشکنها بر روی خاک ، در مناطق روشن ، خاکها با ساختمان ضعیف تحت سیستم های کشاورزی جائیکه خاک بدون حفاظ است خصوصاً در زمانهای خشک سال است .
بادشکنها باعث افزایش و ذخیره برف در داخل حفاظ ایجاد شده می کنند . این برف دیرتر آب می شود و اجازه می دهد رطوبت بیشتر در پشت پناهگاه نگهداری شود و به این وسیله رطوبت خاک را افزایش می دهند ( Scholten , 1988 ) .
اگرچه نگهداری برف استراتژی کشاورزان مناطق گرم و خشک برای استفاده از بادشکن نیست ولی بادشکن می تواند باعث افزایش عملکرد به وسیله افزایش های کوچک رطوبت خاک شود .
محافظت خاک از طریق اثر باد شکن روی حاصلخیزی ، افزایش مستقیم رطوبت خاک و تخریب بالانس انرژی محصول و رابطه آب گیاه می باشد .
تبخیر
تبخیر از سطوح برگ در پناهگاه کاهش می یابد در نتیجه در موارد خیلی کم ممکن است بیماری در محصول در اثر رطوبت زیاد اتفاق بیافتد . (11)
تبخیر از سطح خاک نیز به دلیل کاهش در سرعت باد کاهش می یابد . (2)(11)
در این موارد ممکن است شبنم زیادتری تشکیل شود . (2)
با کاهش تبخیر از سطح خاک ، زمانی که شاخص سطح برگ پائین است ، این امکان وجود دارد که آب قابل دسترس خاک را برای محصول فصل بعدی ذخیره کند و بدین گونه کارایی مصرف آب فصلی بهتر می شود . (1)
تبخیر از برگ به اختلاف فشار بخار آب بین برگ و هوا و مقاومت انتقال فشار ربط داده شده است . (11)
درجه حرارت
با کاهش درجه حرارت در پناهگاه در شب ممکن است سرعت تنفس کاهش یابد که در نتیجه ممکن است سرعت فتوسنتز خالص بیشتر و رشد بیشتر شود . (2)
بادشکنها در مناطق حاره و شبه حاره ای مضر هستند زیرا درجه حرارت روز را افزایش می دهند . (7) ( Jensen . 1983; 1993 )
درجه حرارت بهینه برای فتوسنتز ، تقسیم سلولی و رشد گیاهان C3 در حدود 30°C است . معمولاً تحت شرایط حفاظت شده به وسیله بادشکنها ، شدت جریان گرما به خاطر انتقال متلاتم کاهش می یابد : در نتیجه در هنگام روز درجه حرارت در قسمت حفاظت شده بالا و در شب پائین تر از مناطق بدون حفاظ است . این اختلاف در درجه حرارت می تواند یک اثر افزایشی و تجمع پذیر روی زمان بندی فنولوژی و فیزیولوژی محصول داشته باشد . (11) ( Kelleher, 1984 )
در گیاهان یکساله یک رابطه منفی بین درجه حرارت و عملکرد در بعضی زمانها مشاهده می شود ، زیرا سرعتهای درجه حرارت بالا ، برگ دادن را سرعت می بخشد و زمان فتوسنتز را قبل اینکه بذرها تولید شوند کم می کند . (11) ( Grace 1988 b )
رطوبت
در مناطق شمالی و نیمه خشک برف یک منبع مهم از رطوبت خاک برای محصول و تولید علوفه در طی فصل رویش بعدی است . (2)
بادشکنهای مزرعه ای کمک می کنند رطوبت قابل دسترسی در برف را به وسیله آهسته کردن باد و توزیع کردن برف در عرض مزرعه بگیرند . در نتیجه با به دام انداختن برف ، رطوبت را افزایش داده و محصول را در برابر خشک شدن محافظت
می کنند.(2)
بادشکنها می توانند می توانند متغییر های میکروکلیمایی از قبیل درجه حرارت و آب و هوای مزرعه ای از قبیل تبخیر و تعرق را اصلاح کنند و بنابراین باعث حفظ رطوبت خاک شوند . (4)
سایه
سایه درختان بادشکن روی عملکرد محصول اثرات منفی دارد .(3)(4)
اثرات سایه بستگی به جهت بادشکن ، ارتفاع ، عرض جغرافیایی ، فصل و روز دارد .(4)
رقابت برای دریافت نور ، به وسیله جهت بادشکن و گونه و به وسیله مدیریت درخت ( هرس و تنک کردن ) مشخص می شود .(4)
در زمستان اثر سایه کمتر از تابستان است چون برگها می ریزند .(4)
بادشکنهایی که در یک ردیف شمالی–جنوبی قرارگرفته اند سایه کوچکتری دارند .(5)
بادشکنها وسیله ایجاد سایه و کاهش سرعت باد اثر مثبتی روی قابلیت دسترسی به آب دارند .(8)
جهت و ارتفاع بادشکنها ، در ترکیب با وضعیت خورشید نسبت به بادشکن ، جهت و گسترش سایه را تعیین می کند .(9)
وقتی که ارتفاع سایه از ارتفاع گیاه بیشتر می شود ، پوشش گیاهی وابسته به سایه است . در وضعیت بدون سایه ، محصول تمام شدت تابش مستقیم و تابش پخش شده را دریافت می کند .(9)
عملکرد محصول محافظت شده
عملکرد محصول با طراحی بادشکن ها ، موقعیت جغرافیایی ، شرایط رطوبتی ، گونه محصول ، شرایط هوایی ، مشخصات خاک و تمرین فرهنگی تغییر می کند .(2)(4)
فاکتورگیری دیگری که ممکن است روی بازده محصول محافظت شده اثر بگذارد رقم محصول است .(2)
میوه ها و سبزیجات معمولاً به تنش باد نسبت به دیگر محصولات کشاورزی حساس ترند .
ماسه پاشی و سائیدگی اثرات مستقیم باد روی کیفیت و عملکرد میوه و محصول است . چنانچه مقدار وزش باد ، سرعت باد ، مدت قرارگیری در معرض باد افزایش یابد ، بقا محصول ، عملکرد رشد و کیفیت محصول کاهش می یابد . گیاهان جوان نسبت به این خسارتها حساس تر هستند .(2)
مطالعات زیادی نشان داده که باد شکنها رشد و عملکرد گیاه را در رنج وسیعی از اقلیم و رژیمهای خاک بهبود می بخشند .(3)(4) ( Kort 1998 ) ، Lynch و سایرین
( 1980) ، Eastham و سایرین (1990) ، Baldwin (1988) و سایرین و Norton (1988) و دیگران نشان داده اند که محصولات علوفه ای و زراعی از قبیل چراگاه و غلات ، واکنش های مخلوطی به پناهگاه دارند ، در حالکه پناهگاه معمولاً عملکرد را در سبزیجات ، محصولات اختصاصی ، باغها و تاکستانها بهبود می دهند .(1)
باد به طور مستقیم و غیر مستقیم روی عملکرد محصولات تأثیر می گذارد . در مناطقی که از بادشکن استفاده می شود ، ورس ساقه و ریشه هم کاهش می یابد .(1)
با افزایش فاصله کاشت گندم از درختان بادشکن ، تراکم محصول و رشد گندم و عملکرد افزایش قابل توجهی می یابد .(3)
در مزارعی که از بادشکن استفاده می شود در مقایسه با مزارع بدون بادشکن عواملی مانند سایه اندازی ، رقابت ، آللوپاتی ، فیتوتوکسین ها ، جذب مواد مغزی ، درجه حرارت ، کاهش رطوبت خاک برروی عملکرد مداخله می نمایند .(3)(2)(1)(14)
با فاصله محصول از بادشکن تولید ماده خشک در محصول و در نتیجه عملکرد افزایش می یابد .(9)(12)
قدرت حفاظت بادشکنهایی که جهت شمالی – جنوبی دارند بهتر از جهت شرق به غرب است .(11)
عملکرد محصول بیشتر تحت تأثیر تغییر و تعرق که به طور مستقیم تحت اثر سرعت باد . تغییرات در درجه حرارت و رطوبت نسبی است می باشد(12) (Grace , 1988 )
رقابت
رشد و قدرت تولید بادشکنها و گیاهان محافظت شده به وسیله بادشکنها به ریشه دوانی و تراکم ریشه هایشان بستگی دارد . ریشه های درختان می تواند حاصلخیزی خاک را با اضافه کردن کربن ، نیتروژن ( در لگومها ) ، گرفتن زیاد عناصر غذایی و نگهداری بیوحاس بهبود بخشد ( Schroth and zech 1995 ) . در نتیجه بین ریشه درختان بادشکن و محصول محافظت شده برای جذب مواد غذایی و آب رقابت به وجود می آید .(1)
بین بادشکنها و محصول رقابت مستقیمی وجود دارد . تحت شرایط رطوبت محدود ، رقابت بین آنها افزایش می یابد و اثرات منفی روی عملکرد محصول می گذارد .( 2)
نتایج مشابه نشان می دهد که رقابت نور و آب مربوط به توزیع بارش باران و دوره بین شروع فصل رشد درخت و محصول است . درجاهائیکه قابلیت دسترسی به آب و مواد معدنی پائین است ، مصرف این منابع خصوصاً به وسیله رقابت درخت – محصول مهم است . عملکرد محصول مجاور بادشکن در نتیجه ترکیب رقابت بالا و زیرزمینی کاهش می یابد . (8) ( Brenner et . al . ;1993)
بادشکنها با مکانیسم هایی مانند کاهش تبخیر به وسیله ایجاد سایه و کاهش سرعت باد ممکن است در رقابت و جبران کاهش عملکرد دخالت کنند . (8) ( Vandermeer , 1989 )
رقابت برای جذب آب بین درخت و محصول احتمالاً در شروع فصل به سمت وسط فصل کم اهمیت تر می شود ، به دلیل اینکه تعرق محصول که به عامل بادشکن بر
می گردد بیشتر می شود (8) ( Brenner et .al. ; 1993 )
بادشکنها با جذب آب اضافی باعث کاهش رواناب در سطح مزرعه می شوند . در مزارع بدون دسترسی به آب زیرزمینی رقابت برای آب بین درخت و محصول احتمالاً در شروع فصل بارانی ، وقتی آب قابل دسترس خاک به افق های روئی محدود شده است و تعرق بادشکن ها نسبت به محصول بالاتر است ، رخ می دهد . (8)
در مناطق نیمه خشک ، خصوصاً وقتی که تنشهای آبی زیاد نیست ، نه تنها آب بلکه نور هم می تواند به عنوان عاملی رشد را محدود کند . (8)
نتایج نشان می دهد که وسعت رقابت بالا و زیرزمینی تنها به مقدار باران و شدت تابش بستگی ندارد ، بلکه به توزیع باران و دوره مابین شروع رشد فصلی درخت و محصول نیز بستگی دارد . (8)
رقابت برای جذب آب ، نور ، مواد غذایی ضربه ای برای قدرت تولیدی محصولاتی است که توسط بادشکنها محافظت می شوند . (14)
هرس ریشه
در جنوب استرالیا کاهش عملکرد محصول معمولاً مربوط به خشکی خاک مجاور بادشکن ها است . (5)
(Hall et.al. 2002 ; Sudmeyer et. al. 2002a ; unkovich et.al.2003 )
هرس ریشه درختان در جائی که ریشه ها افقی قرار گرفته اند ، رقابت بین درخت و محصول را کم می کند . (5)
( Sudmeyer et.al.2002 ; Sudmeyer and fluyye 2005 )
هر جا که در رقابت زیرزمینی برای کاهش آب باشد می توان انتظار داشت که سایه رشد محصول را محدودتر می کند . (5)
( Onyewotu et .al. 1994 ) فهمید که هرس ریشه عملکرد ارزانی را که مجاور بادشکن بوده ، بهبود بخشیده است . (1)
تحت شرایط کمبود رطوبت ، هرس ریشه درختان بادشکن افزایش معنی داری از عملکرد محصول را در منطقه ای که رقابت وجود دارد ، نشان می دهد . هرس ریشه باید هر 1 تا 5 سال ، بسته به نوع درخت و آب و هوای منطقه ای تکرار شود که این اثر منفی روی بقای بادشکن دارد . (2)
در مناطق استوایی به خاطر رویش مجدد درختان ، هرس ریشه ممکن است زود به زود انجام شود . (11)
محصولات مجاور بادشکن برای جذب مواد غذایی ، آب و نور و فضا رقابت می کنند . رقابت برای نور – سایه ممکن است به وسیله انتخاب گونه ، جهت بادشکن و یا به وسیله مدیریت درخت (تنک و هرس ) کاهش یابد . (11)
هرس ریشه درختان بادشکن ضاهراً کارایی و با سلامتی درخت را کاهش نمی دهد و باعث افزایش عملکرد محصول در مزارع محدود شده به وسیله بادشکن می شود . (14)
درختان بادشکن و عملکرد محصول مجاور را با کاستن آب قابل دسترس در خاک کاهش می دهند . (14)
کنترل فرسایش بادی
بهترین اثر بادشکنها کاهش فرسایش بادی است . وزش باد می تواند مایه تلقیح بیماریهای قارچی و باکتریایی را حمل کند و به خوبی راه را برای بیماریها فراهم کند .
کنترل فرسایش بادی ممکن است وقوع و شدت بیماری های محصول را کاهش دهد.(2)( Hodyes and Brandle 1996 ).همچنین باعث رونق اقتصادی شود. (10)
مدیریت آفات و بادشکنها
هم آفات و هم دشمنان طبیعی شان تحت تأثیر حضور بادشکنها قرار می گیرند .
( Dix et.al. 1995 ; Burel 1996 )
هر چه ساختار بادشکن ها پیچیده تر باشد موجودات ریز ایجاد شده و جمعیت حشرات هم در تعداد و هم در تنوع افزایش می یابد .(2) ( Pasek 1988 ) .
بادشکنها از ورود آفات ، گروه ها و عوامل بیماریزا به روی محصول اصلی جلوگیری
می کنند .(1)
در مناطق مستعد به فرسایش بادی کشاورزان ممکن است ارزش بادشکن را بدانند اما هنوز بی میل هستند که در این مورد سرمایه گذاری کنند . کشاورزان به یک ابزار حمایت کننده برای تصمیم احتیاج دارند که ارزش اقتصادی تأسیس بادشکن را برای آنها از لحاظ علمی تخمین بزند .(11)
بادشکنها یک مانع متخلخل به نزدیک شدن جریان هوا هستند و هوا مجبور می شود میان بادشکنها جریان پیدا کند و در نتیجه سرعتش کم می شود .(1)
عوامل اصلی که کارایی بادشکنها را تعیین می کنند عبارتند از :
ارتفاع ، تخلخل ، جهت ، طول و موقعیت در منظره طبیعی (4) . ارتفاع بادشکن
مهم ترین فاکتور تعیین محافظت در برابر باد است .(2)
بادشکنها با جهت گیری های متفاوت سرعت باد ، درجه حرارت ، نور و باران را به طور موقتی اصلاح می کنند . بعضی از تأثیرات بادشکنها مثل تغییر در کاهش PAR و
جلوگیری از ریزش باران ، اثر منفی روی رشد گیاه دارد ، در حالیکه بعضی از اثرات دیگر مانند کاهش بار حرارتی و کاهش سرعت باد سودمند است .(5)
در آب و هوای گرم و خشک مثل استرالیا ، اولین اثر بادشکنها در اصلاح کردن بازده مصرف آب می باشد میکروکلیمای ایجاد شده به وسیله یک بادشکن ممکن است راندمان مصرف آب را به وسیله کاهش انتقال متلاتم گرما و بخار آب و بنابراین کاستن تبخیر و تعرق بهبود بخشد . راه دیگر فهمیدن مکانیسم اثرات پشت بادشکنها ، واکنش گیاه به محیط های مختلف است .(11)
جدا از جلوگیری از فرسایش ، مکانیسم های افزایش عملکرد بادشکن ها در مناطق گرمتر متفاوت از مناطق سردسیر است . مؤلفه های ضروری بالانس انرژی محصول تابش ورودی و خروج تبخیر و انتقال اتلاف حرارتی از برگ هستند .(11)
نخستین اثر درختها روی بالانس انرژی محصول از طریق جلوگیری از تابش و کاهش سرعت باد است.(11)
عامل های خاصی که به وسیله اصلاح بالانس انرژی مؤثرند عبارتند از:
تابش و فتوسنتز و سرعت و مدت آن ، درجه حرارت و توسعه گیاه ، مفرق و اثرش روی آب مصرفی خاک و راندمان مصرف آب .

فایل : 16 صفحه

فرمت : Word