امروزه با توجه به رشد و توسعه روزافزون کشاورزی و اهمیت آن در تأمین نیازهای اولیه بشر، پارامترهایی که مؤثرند بر میزان هزینه ها، بازدهی ها، مصرف سوخت و غیره بسیار مهم هستند. یکی از بخش های مهم در کشاورزی، عملیات خاکورزی است که کشاورزان با خرید گاوآهن عملیات خاکورزی اولیه خود را انجام می دهند. بنابراین خاکورزی و شخم زدن زمین فرایندی است که این پارامترهای موثر را به مقدار زیادی تحت تأثیر قرار می دهند. عملیات خاکورزی مناسب و صحیح، موجب بهبود ساختمان خاک، افزایش خلل، توزیع بهتر خاکدانه ها و نهایتاً اصلاح خصوصیات فیزیکی خاک می شود.
تاثیر خصوصیات فیزیکی خاک بر محصول
از خصوصیات فیزیکی مهم خاک جهت یکنواختی سبز شدن بذر، ابعاد خاکدانه ها (متوسط وزنی قطر کلوخه ها) و چگالی ظاهری خاک است. متوسط وزنی قطر کلوخه ها مهم ترین معیار کمی جهت بیان درجه خرد شدن خاک محسوب می شود. به طوریکه، هرچه مقدار آن کاهش یابد، متوسط ابعاد خاکدانه ها نیز کاهش می یابد. قابل ذکر است که چگالی ظاهری خاک در میزان نفوذ آب به خاک و رشد ریشه های گیاه مؤثر است. افزایش قطر کلوخه ها و چگالی ظاهری خاک باعث کاهش سبز شدن گیاهچه می شود. همچنین نتایج موجود نشان داده است که با افزایش عمق شخم و رسیدن به لایه خشک تر خاک، متوسط وزنی قطر کلوخه ها افزایش می یابد.
تاثیر رطوبت خاک بر کلوخه های ایجاد شده بعد از شخم
طبق تحقیقات انجام شده، در خصوص مقایسه ی میانگین متوسط وزنی قطر کلوخه های حاصل از اجرای عملیات شخم توسط گاوآهن در رطوبت های مختلف خاکی با بافت لوم رسی، حاکی از آن بود که شخم در محدوده ی رطوبتی 10 تا 12 درصد خاک، باعث افزایش معنی دار تعداد کلوخه های درشت تر نسبت به دو محدوده ی رطوبتی 13 تا 15 درصد و 16 تا 18 درصد است.
عوامل موثر بر تغییرات خاک بعد از شخم
تغییرات خواص فیزیکی خاک به دلیل خاکورزی، با چندین عامل در ارتباط است که عبارت هستنند از: نوع خاک، نوع وسیله ی خاکورزی، عمق خاکورزی، شرایط خاک نظیر رطوبت و شرایط اقلیمی.
هرس بشقابی، سیکلوتیلر و روتیواتور
شخم اولیه
شخم اولیه توسط گاوآهن برگرداندار، سطحی کلوخه ای و ناهموار ایجاد می شود که نیاز به چند بار دیسکزنی در مناطق مختلف دارد. این عمل ممکن است ساختار خاک را تحت تأثیر قرار داده، لایه ای سخت ایجاد نماید و هزینه ی عملیات و زمان انجام کار را به طور معنی داری تغییر دهد.
شخم ثانویه
برای خاکورزی ثانویه علاوه بر هرس های بشقابی معمول، از ادوات خاکورز دوار نیز استفاده می شود. همچنین خرید روتیواتور برای استفاده در باغات و شالیزارها به صورت روزافزونی مورد استقبال قرار گرفته است.
بررسی های مختلفی بر روی کارکرد روتیواتورها در راستای استفاده بهینه و مطلوب از این دستگاه جهت کاهش مصرف توان و بهبود فرآیند خاکورزی صورت گرفته است. اخیراً خاکورزهای دوار محور عمودی مورد توجه خاصی در ایران قرار گرفته اند .
از جمله سیکلوتیلر که طبق شرایط کاری اروپا عرضه شده و عملکرد خوبی از لحاظ دانه بندی خاک و ایجاد سطحی هموار داشته است. یک سیکلوتیلر مزیت حفظ رطوبت و جلوگیری از ظهور خاک لایه ی زیرین و سنگ و کلوخه در لایه ی سطحی را به همراه دارد.
عملیات خاکورزی و وسیله خاکورز
تهیه بستر مناسب بذر از جمله عوامل مؤثر بر افزایش عملکرد محصولات کشاورزی و کاهش هزینه های تولید است . حدود 60 درصد از انرژی که در کشاورزی ماشینی استفاده می شود، مربوط به عملیات خاکورزی و تهیه ی بستر است.
از همین رو هزینه های دستگاه خاکورز از جمله بازدهی ماشین، مصرف سوخت و زمان انجام کار بستگی به نوع وسیله ی خاکورز دارد. بشر که امروزه بیشتر درگیر مصرف انرژی شده است، بیشترین تلاش را می کند برای انتخاب ادوات مناسب تر، استفاده کارامدتر از آنها و به حداقل رساندن مصرف سوخت.
انتخاب مناسب ادوات، انجام عملیات خاکورزی در رطوبت مناسب زمین و به کارگیری روش های صحیح خاکورزی، از جمله عواملی هستند که می توانند موجب کاهش انرژی مصرفی و آلودگی محیط زیست شوند.
تخریب خاک ها به وسیله این دستگاه ها
در کشور ما متداول است که پس از برداشت محصول قبلی، عملیات شخم اولیه توسط گاوآهن برگرداندار انجام شده، و سپس خاکورزی ثانویه توسط یکی از ادوات هرس بشقابی، روتیواتور و اخیراً سیکلوتیلر اجرا می شود.
با توجه به تحقیقات انجام شده، کاربرد نادرست این دستگاه ها و شرایط کاری نا مناسب آنها ممکن است سبب تنش ها و تغییرات شدید در خاک شود، خواص فیزیکی خاک را به شدت تحت تأثیر قرار دهد و باعث تخریب ساختمان خاک گردد.
در پی تخریب ساختار خاک ممکن است منجر به غیر یکنواختی جوانه زنی بذر، کاهش رشد ریشه و کاهش نفوذ آب به درون خاک شود که در نتیجه ی آن، هزینه های تولید افزایش پیدا می کند و عملکرد محصول به شدت کاهش می یابد.
راه حل استفاده صحیح از ادوات و جلوگیری از تخریب خاک
تحقیق بر روی عملکرد این دستگاه ها می تواند ضمن بهبود راندمان مصرف انرژی، صدمات وارد بر ساختمان خاک را کنترل نموده و در نتیجه به پایداری فعالیت های کشاورزی کمک کند.
از این رو با توجه به تحقیقات انجام شده، در ادامه سعی بر آن داریم تا با توجه به اهمیت موضوع، تأثیر این سه وسیله ی خاکورز پس از شخم با گاوآهن برگرداندار را در رطوبت های مختلف بر برخی ویژگی های فیزیکی مهم خاک و پارامترهای عملکردی مورد ارزیابی قرار دهد.