ارزیابی وجی نکن های مختلف در کنترل عل فهای هرز مزارع برنج

مقدمه

برنج یکی از مهم‌ترین محصولات کشاورزی دنیاست و بعد از گندم جایگاه دوم را از نظر تولید سالانه به‌خود اختصاص داده و غذای اصلی نیمی از مردم دنیا را تشکیل می‌دهد (Chabra et al, 2006). سطح زیر کشت برنج در ایران بیش از 600 هزار هکتار بوده (FAO, 2010) و بیش از 75 درصد از مزارع برنج کشور در استان‌های شمالی مازندران و گیلان قرار گرفته است (Ministry of Agriculture, 2009). علف‌های هرز از عوامل محدودکننده تولیدات کشاورزی به‌خصوص برنج به‌شمار می‌روند. این گیاهان ناخواسته علاوه بر رقابت برای جذب آب، عناصر غذایی، نور، پناهگاه عمده آفات و بیماری‌های گیاهی هستند (Abdus-Salam and Kato-Naguchi, 2009). باتوجه به تاثیرات منفی استفاده بیش از اندازه علف‌کش‌ها نظیر آلودگی‌های زیست محیطی، افزایش مقاومت علف‌های هرز به علف‌کش‌ها و به خطر افتادن سلامت انسان، استفاده از روش‌های مدیریتی صحیح در مبارزه با علف‌‌های هرز از آن جمله مبارزه دستی و مکانیکی با آن ضروری به‌نظر می‌رسد (Olofsdotter and Navarez, 1998). علف‌های هرز در ابتدای رشد برنج رقابت چندانی ندارند و وجین زود هنگام ضروری نمی‌باشد (Hall et al, 1992)، ولی با پیشرفت فصل رشد، علف‌های هرز بیشترین خسارت را به محصول وارد می‌سازند (Wilson and Cole, 1966). با آغاز  جوانه‌زنی و افزایش رشد علف‌های هرز، به سرعت فضای داخل ردیف‌های کاشت اشغال شده و روند طبیعی رشد گیاه زراعی مختل می‌گرددRejmanek et al, 1989) ). گزارش شده که تاخیر در کنترل علف‌های هرز در مزارع برنج 15 الی 25 روز پس از کاشت، عملکرد برنج را شدیداً کاهش می‌دهد و کاهش عملکرد در برنج به‌دلیل رقابت علف‌هرز در برنج نشاء شده حدود 30 الی 40 درصد و در کشت مستقیم حدود 70 الی 80 درصد می‌باشد (Balasubramaniyam and Palaniappans, 2002). آمار ارائه شده از کشور آمریکا میزان خسارت علف‌های هرز را 6/41 درصد بیان نموده است که باتوجه به نسبت آفات که 3/31 درصد و بیماری‌های گیاهی که 1/27 درصد بوده، بیشترین مقدار تلفات را علف‌های هرز وارد نموده‌اند. لذا کنترل علف‌های هرز در هر زراعت و در هر مرحله‌ای از رشد علف‌هرز یا محصول بسیار مهم بوده به طوری که می‌تواند تا حد زیادی از ایجاد خسارت بکاهد. درضمن تحقیقات نشان داد که حدود 35 تا 80 درصد محصول برنج در جنوب‌شرق آسیا به‌دلیل وجود علف‌های هرز کاهش یافته است (Vakili, 2000). وجین‌دستی به علف‌هرز اجازه می‌دهد تا برای فرار از شناسایی صفات مرفولوژیکی مشابه برنج ایجاد نماید. نبود کارگر در زمان مناسب وجین جهت به‌حداقل رساندن علف‌هرز (اگر وجین با تاخیر انجام گیرد خسارت جبران ناپذیری به محصول وارد می‌شود) از مشکلات وجین‌دستی می‌باشد. در طی مراحل اولیه استقرار، علف‌هرز 20 الی 30 درصد رشد را انجام می‌دهد درحالی‌که محصول 2 تا 3 درصد مراحل رشدی خود را طی نموده است (Moody, 1990). در ایران به علت نامناسب بودن تجهیزات مکانیکی مبارزه با علف‌هرز، کم بودن راندمان آنها و سازگار نبودن بسیاری از این تجهیزات با شرایط زراعی موجود، سبب شده است که کشاورزان تمایل بیشتر به استفاده از روش‌های شیمیایی داشته باشند. ولی با ارائه روش‌های جدید و بهینه‌کردن تجهیزات مورد استفاده، براساس شرایط موجود می‌توان در کشاورزان گرایش بیشتری نسبت به استفاده از سیستم‌ها و روش‌های مکانیکی ایجاد نمود (Lemerle and Sutherland, 2000). وجین‌کن‌ کونوویدر یا وجین‌کن‌ نوع دستی بدون موتور (شکل 1) اغلب در انواع یک یا دو ردیفه یافت می‌شوند. برای هر ردیف وجین‌کاری یک روتور مجهز به چنگه‌های دندانه‌ای وجود دارد که در اثر غلتیدن بر زمین (در اثر حرکت رفت و برگشتی ماشین در بین ردیف‌های کاشت) علف‌های هرز موجود را از بین می‌برند. این ماشین فاقد موتور یا نیروی محرکه بوده و مناسب کشت مکانیزه می‌باشد (Yousefnia pasha, 2011). هدف از اجرای این پژوهش ارزیابی وجین‌کن‌های مختلف در کنترل علف‌های هرز مزارع برنجمی‌باشد.

 مواد و روش‌ها

برای ارزیابی میزان کارآیی ادوات مکانیکی مختلف در مبارزه با علف‌های هرز مزارع برنج، یک دستگاه وجین‌کن موتوردار طراحی و ساخته شد. وجین‌کن موتوردار (شکل 1) مجهز به موتوری بنزینی و چهار زمانه با قدرت تولیدی 2 اسب بخار، به‌صورت تک‌ردیفه، قابل حمل و مناسب کشت مکانیزه و سنتی می‌باشد. قسمت‌های اصلی دستگاه شامل سیستم انتقال قدرت، شاسی، عامل وجین‌کن و سپر محافظ می‌باشد. عامل وجین‌کن (شکل 2) با حرکت دورانی موجب قطع و ریشه‌کنی علف‌های هرز می‌شود (Yousefnia pasha, 2011). برای مقایسه روش‌های مختلف مبارزه مکانیکی، آزمایشی در  مزرعه‌ای واقع در شهرستان بابل با عرض جغرافیایی 26 درجه و 21 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 52 درجه و 43 درجه شرقی با ارتفاع 23 متر از سطح دریا در سال 1390 اجرا شد. خاک مزرعه مورد آزمایش دارای بافت لومی رسی، ماده آلی برابر 39/3 درصد و غلظت فسفر و پتاس قابل جذب به ترتیب برابر با 16 و 96 میلی‌گرم در کیلوگرم و نیتروژن کل آن برابر با 19/. درصد بود. میانگین بارندگی در شش ماه اول 36 میلی‌متر و میانگین درجه حرارت 7/22 درجه سانتی‌گراد بود. متوسط رطوبت نسبی هوا در شش ماه اول 5/77 درصد، میانگین جمع ساعات آفتابی 174 ساعت و میانگین تبخیر 4/129 میلی‌متر بود. تیمارهای آزمایش شامل دوبار استفاده از وجین‌کن موتوردار، دوبار استفاده از وجین‌کن کونوویدر (نوع دستی بدون موتور)، دوبار وجین‌دستی و شاهد (عدم مبارزه با  علف‌های هرز) بود که در قالب طرح آزمایشی بلوک‌های کامل تصادفی¹ در سه تکرار اجرا شد. برای آماده‌سازی زمین اصلی، ابتدا زمین را به‌حالت غرقاب درآورده، سپس به‌وسیله تیلر (شکل 1) شخم اولیه و ثانویه زده شد. پس از انجام شخم نهایی، به‌وسیله ماله عملیات تسطیح زمین انجام گرفت. رقم مورد کشت در این آزمایش برنج رقم طارم هاشمی، ابعاد کرت 5×4 مترمربع، فاصله ردیف‌های کشت 30 سانتی‌متر و فاصله نشاء بر روی ردیف 18 سانتی‌متر و به تعداد سه بوته (نشاء) کشت شد. نیازهای کودی کرت‌ها نیز بر اساس آزمون خاک انجام گرفت. زمان مبارزه مکانیکی 20 روز و 35 روز پس از نشاءکاری و بررسی میزان تاثیر تیمارهای آزمایشی بر جمعیت علف‌های هرز یک هفته قبل از برداشت محصول بود. پس از اعمال تیمارهای آزمایشی، عملکرد برنج، راندمان وجین‌کاری، ظرفیت مزرعه‌ای، تعداد و وزن خشک علف‌های هرز تعیین شد. برای تعیین راندمان وجین‌کاری، تعداد علف‌های هرز قبل و بعد از عملیات وجین شمارش شد. راندمان عملیات وجین‌کاری، میزان کارآیی دستگاه برای از بین بردن علف‌های هرز را نشان می‌دهد. با تعیین نسبت تعداد علف‌های هرز کنده شده در واحد سطح بعد از عملیات به تعداد علف‌های هرز موجود در واحد سطح قبل از عملیات و با استفاده از رابطه 1 محاسبه می‌شود (RNAM, 1983).

رابطه 1-----------------

در این معادله،  راندمان وجین‌کاری (درصد)،  تعداد علف‌های هرز در واحد سطح قبل از عملیات و  تعداد علف‌های هرز در واحد سطح بعد از عملیات می‌باشد. برای شمارش علف‌های هرز در قبل و پس از عملیات از کادرهای مربع شکل به طول و عرض یک متر استفاده شد. برای تعیین وزن خشک، علف‌های هرز در درون آون در درجه حرارت 72 درجه سانتی‌گراد به مدت 48 ساعت قرار داده شدند و سپس وزن خشک آن‌ها با ترازوی دقیق اندازه‌گیری شد. ظرفیت مزرعه‌ای عبارت از سطح پوشش داده شده توسط دستگاه با درنظر گرفتن تلفات زمانی است. معمولا واحد این ظرفیت‌ها برحسب هکتار بر ساعت عنوان می‌شود (Shafee, 1992). برای تعیین عملکرد برنج، پس از رسیدن کامل گیاه، با حذف اثرات حاشیه‌ای از هر کرت، دو مترمربع برداشت شد. پس از خرمن‌کوبی، توزین وزن دانه انجام و عملکرد برنج برحسب کیلوگرم در هکتار در رطوبت 14 درصد محاسبه گردید. پس از جمع‌آوری داده‌ها، عواملی نظیر راندمان وجین‌کاری، تراکم و وزن خشک علف‌های هرز باقیمانده، و عملکرد برنج به‌کمک سیستم آنالیز آماری² تجزیه و تحلیل شد. برای مقایسات میانگین نیز از آزمون چند دامنه‌ای دانکن³ در سطح احتمال پنج درصد استفاده شد. برای ارزیابی اقتصادی، تیمار عدم مبارزه با علف‌های هرز به‌عنوان تیمار شاهد و از روش نسبت درآمد به هزینه (معادلات 2، 3 و 4) استفاده شد.                  

1- میانگین تفاوت سود حاصل از هر یک از تیمارها (B_i) با تیمار شاهد (B_o):

2- میانگین تفاوت هزینه تیمارها (C_i) با تیمار شاهد (C_o):

 برای محاسبه هزینه‌های مربوط به مبارزه علف‌های هرز براساس اجاره بهای مرسوم در منطقه محاسبه شد.                               3- تعیین راندمان هر تیمار (درصد):

شکل 1--------------

نتایج و بحث

راندمان وجین‌کاری

شمارش علف‌های هرز پس از اجرای عملیات نشان داد که تفاوت بین تیمارها از نظر راندمان وجین‌کاری در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود (جدول 1). راندمان وجین‌کاری، روش کاربرد وجین‌کن موتوردار و کونوویدر در گروه b (از نظر مبارزه با علف‌های هرز در رتبه دوم و در یک سطح) و روش مبارزه دستی در گروه a قرار گرفتند (شکل 3). ممکن است در حد واسط بین مرحله اول و دوم تعدادی از علف‌های هرزی که در مرحله اول خوب ریشه‌کن نشده‌اند مجددا جوانه زده و رشد نمایند. به‌نظر می‌رسد که معیار بهتر برای انتخاب تیمارها نتایج حاصله از شمارش دوم باشد. روش‌ مبارزه دستی نسبت به سایر روش‌ها در از بین بردن علف‌های هرز موثرترند.

شکل 2----------

تعداد و وزن خشک علف‌های هرز

تفاوت تعداد و وزن خشک علف‌های هرز بین تیمارها در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود (جدول 1). تعداد و وزن خشک علف‌های هرز در تیمار وجین‌دستی کمتر بود. تفاوت وجین‌کن موتوردار با تیمارهای وجین‌دستی و وجین‌کن کونوویدر معنی‌دار بود (شکل 4 و 5). نتیجه حاصله با نتایج به‌دست آمده توسط سایر محققان(Eskandari et al, 2011) مطابقت داشت. پس از بررسی تعداد و وزن خشک علف‌های هرز باقیمانده بعد از اجرای عملیات وجین مشخص شد که روش دستی نسبت به وجین‌کن علف‌های هرز را بهتر کنترل می‌کند. عرض کار (سطح پوشش داده شده) توسط وجین‌کن ها کمتر از فاصله بین بوته‌های مجاور هم یا فاصله بین ردیف‌های کاشت بود. لذا بخشی از سطح زمین به‌ویژه فضای بین بوته‌های روی ردیف‌های کاشت بدون وجین باقی ماند، که این امر سبب کاهش درصد علف‌های هرز کنترل شده و عملکرد محصول گردید.

شکل 4-5----------------------------------

عملکرد برنج

جدول تجزیه واریانس نشان داد که تفاوت بین تیمارها از نظر عملکرد برنج در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود (جدول 1). عملکرد برنج در تیمار وجین‌کن کونوویدر بیشترین مقدار (73/3857 کیلوگرم در هکتار) بود که با روش وجین‌دستی در یک گروه قرار گرفتند. در این آزمایش، کمترین عملکرد برنج مربوط به تیمار عدم وجین علف‌هرز بود که تفاوت این تیمار با سایر تیمارها اختلاف معنی‌دار داشت (شکل 6). برتری وجین‌دستی بر سایر تیمارهای آزمایشی به‌دلیل حذف کامل علف‌های هرز در این تیمار و باقی‌ماندنعلف‌های هرز موجود در روی و بینردیف‌ها در سایر تیمارها بود. علاوه بر این در تیمارهای کاربرد ادوات مکانیکی تعدادی از علف‌های هرز کاملا ریشه‌کن نمی‌شوند (بریده می‌شوند). این امر امکان رشد مجدد آن‌ها را فراهم می‌سازد. چون سرعت رشد نسبی علف‌های هرز بیشتر از برنج است، بوته‌هایی که به‌طور ناقص کنترل شده‌اند به‌سرعت رشد کرده و به‌دلیل ساختار کانوپی برنج مجددا برتری خود را نسبت به گیاه به‌دستمی‌آورند. این امر تداوم رقابت تا پایان دوره رشد برنج و کاهش عملکرد این گیاه را به دنبال خواهد داشت.

شکل 6------------

جداول 1-2-------------------------------------

ارزیابی اقتصادی

با توجه به‌میزان عملکرد در هکتار تیمارهای آزمایشی و قیمت یک کیلوگرم شلتوک (در سال و محل اجرای آزمایش 12500 ریال)، میزان کل سود حاصل از هر یک از تیمارها محاسبه و سپس تفاوت آن‌ها با تیمار شاهد (عدم مبارزه) تعیین شد. راندمان تیمارهای وجین‌کن موتوردار، وجین‌کن کونوویدر و وجین‌دستی به‌ترتیب 86/5، 93/4 و 68/1 درصد بود. پس از نظر راندمان و اقتصادی وجین‌کن موتوردار در اولویت اول و روش دستی در اولویت آخر بود (جدول3). ظرفیت مزرعه‌ای وجین‌کن کونوویدر و روش دستی به‌ترتیب 011/. و 005/. هکتار بر ساعت بود. ظرفیت مزرعه‌ای وجین‌کن موتوردار نیز 025/. هکتار بر ساعت بود که طی یک روز معادل 10 ساعت کاری می‌تواند 5/2  هکتار را وجین نماید.

جدول 3---------------------------

نتیجه‌گیری

1- تعداد و وزن خشک علف‌های هرز وجین‌دستی کمتر بوده که دارای عملکرد برنج، 4/3792 کیلوگرم در هکتار بود.  2- تفاوت بین تیمارهای وجین‌کن موتوردار و وجین‌کن کونوویدر از نظر راندمان وجین‌کاری معنی‌دار نبود ولی تفاوت آن‌ها با روش دستی معنی‌دار بود.             

3- ظرفیت  مزرعه‌ای  وجین‌کن موتوردار، کونوویدر و وجین‌دستی به‌ترتیب 025/.، 011/. و 005/. هکتار برساعت بود. 4- راندمان وجین‌کن موتوردار، کونوویدر و وجین‌دستی به‌ترتیب 86/5، 93/4 و 68/1 درصد بود.                        5- با توجه به هزینه‌ها، درآمد و راندمان، بهترین روش‌ها، به‌ترتیب وجین‌کن موتوردار، کونوویدر و وجین‌کن موتوردار بودند.

6- روش دوبار وجین‌کن موتوردار به‌خاطر بالا بودن راندمان بهترین و مناسب‌ترین تیمار بوده است.

پاورقی ها

Random Complete Blocks Design (RCBD)

Statistical Analysis System (SAS)

Duncan,s multiple range test