کارایی مصرف آب در گیاهان علوفه ای

در دوره‌ای که تغییرات اقلیمی موجب بارندگی کمتر و ایجاد محدودیت در منابع آب آبیاری شده است، لازم است تولید علوفه مورد نیاز در صنایع لبنی و پروتئینی با دقت و حساسیت بیشتری صورت گیرد. از این رو اطلاع از بهره‌وری مصرف آب در گیاهان علوفه‌ای مختلف با هدف مدیریت بهینه آب در دسترس برای بهترین عملکرد و کیفیت علوفه از اهمیت بالایی برخوردار است. این اطلاعات کشاورزان را قادر می‌سازد تا پیش از کشت تصمیم بگیرند که با شرایط آبی سال پیش رو چه ارقام و گونه‌هایی احتمال تولید ماده خشک و به تبع آن شیر و گوشت بیشتری را فراهم می‌کنند. زیرا کارایی مصرف آب در گیاهان علوفه‌ای میتواند بسیار متفاوت باشد.

علاوه بر تفاوت بین گیاهان علوفه‌ای، زمان رشد محصول، میزان آب در دسترس و زمان برداشت همگی می‌توانند بر نتیجه تأثیر بگذارند. به طور کلی، محصولات علوفه‌ای فصل گرم نسبت به محصولات فصل سرد و همچنین علوفه های یکساله به طور موثرتری نسبت به علوفه های چند ساله از آب استفاده میکنند. همچنین به طور کلی لگوم‌ها کارایی مصرف آب کمتری نسبت به گراس‌ها دارند. البته عوامل متعددی بر نحوه موثر تبدیل آب به یک محصول علوفه‌ای تأثیر می‌گذارد:

• نوع خاک و ظرفیت نگهداری آب
• آب موجود در خاک
• مقدار بقایای گیاهی و روش‌های خاک‌ورزی
• شرایط اقلیمی و بارندگی
• مرحله فیزیولوژیکی رسیدگی گیاه
• فشردگی خاک، علف‌های هرز و آفات

برای این مفهوم تعاریف مختلفی بیان شده است، اما یکی از بهترین تعاریف مورد استفاده در کارایی مصرف آب گیاهان علوفه‌ای، میزان کیلوگرم ماده خشک تولید شده به ازاء متر مکعب آب مصرف شده است. زیرا با این تعریف مقدار ماده خشک تولید شده مورد توجه واقع شده و رطوبت علوفه‌تر که ممکن است در شرایط مختلف متفاوت باشد، در نظر گرفته نمیشود.

برای درک بهتر کارایی مصرف آب در گیاهان علوفه‌ای، چند گیاه علوفه‌ای مختلف در مناطق نیمه گرمسیر استرالیا مورد مطالعه واقع شده است. همانطور که از جدول ۱ مشخص است محصولات زراعی تابستانه تک چین مانند سورگوم و ذرت علوفه‌ای بیشترین کارایی مصرف آب را در مقایسه با گیاهان علوفه‌ای پاییزه دارند. چرا که یک محصول تک چین از مرحله بازسازی گیاه پس از چین اجتناب می‌کند. زیرا پس از هر چین سرعت رشد کاهش می‌یابد و برای یک دوره زمانی جذب مواد مغذی و آب کند یا متوقف می‌شود و انرژی ذخیره شده در گیاه برای شروع رشد مجدد مصرف می‌شود. در این مطالعه بالاترین کارایی مصرف آب برای ذرت، سورگوم و جو بود.

لازم به ذکر است که در جدول بالا فقط مقدار علوفه تولیدی نسبت به آب مصرفی مورد توجه قرار گرفته است در صورتی که کیفیت علوفه تولیدی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. علوفه‌های تابستانی مصرف آب بیشتری نسبت به علوفه های پاییزه داشته و به آنها اجازه می‌دهد تا دو برابر بیشتر از سایر علوفه‌های پاییزه یا بهاره در ازاء هر متر مکعب آب، ماده خشک تولید کنند. اما همین ویژگی‌ باعث میشود کیفیت علوفه‌ در ارقام مختلف متفاوت باشد. لذا ایجاد یک تعادل منطقی بین راندمان مصرف آب و حداکثر تولید محصول نهایی از اهمیت بالایی برخوردار است. از این رو بهینه سازی کارایی مصرف آب از منظر کمی و کیفی بسیار مهم است و لزوماً کشت گیاهان دارای کارایی مصرف آب بهتر منجر به تولید محصول نهایی (شیر یا گوشت) بیشتر نخواهد شد.

شکل ۱) نیاز آبی در برابر عملکرد (الف) و کارآیی مصرف آب (ب) در ذرت و سورگوم

از طرف دیگر در مناطقی که امکان کشت دوگانه پاییزه و تابستانه فراهم باشد، شرایط به کلی متفاوت خواهد بود. در این مطالعه یک سیستم کشت دوگانه جو پاییزه و به دنبال آن یک محصول تابستانی مانند ذرت علوفه‌ای حداکثر عملکرد بیش از ۲۸ تن ماده خشک در هکتار با کارایی مصرف آب ۳٫۷ کیلوگرم در مترمکعب را داشت.  لذا به نظر میرسد سیستم‌های کشت ذرت دوگانه هم عملکرد و کارایی مصرف آب بالاتری داشته و هم کیفیت مناسب علوفه را تضمین مینمایند. فقط لازم است محصول تابستانه به گونه‌ای انتخاب شود که در تناوب با محصول پاییزه قرار گرفته و سیستم دوگانه مورد نظر شکل گیرد. از آنجا که معمولا محصولات تابستانه ذرت و سورگوم دارای ارقام مختلف زودرس، میانرس و دیررس هستند. لذا به آسانی میتوان رقم مناسب هر منطقه را انتخاب و در تناوب استفاده نمود. انتخاب تاریخ کاشت و هیبرید مناسب در حصول نتیجه نهایی مطلوب بسیار موثر است. در یک مطالعه بر روی ذرت سیلویی میانرس و دیررس با تاریخ کاشت های مختلف مشخص شد، محصول نهایی از نظر کمی و کیفی کاملا متاثر از نوع هیبرید و تاریخ کاشت آن میباشد.

با توجه به انعطاف‌پذیری موجود در نظام دو کشتی، در صورت وقوع شرایط آبی سخت در کشور امکان تغییر محصولات به خوبی وجود داشته و میتوان با مصرف آب کمتر تولید مورد نیاز را انجام داد. به طور مثال در سالهایی که آب کافی در تابستان موجود نباشد میتواند سطح کشت ذرت را کاهش داده و از آب ذخیره شده برای کشت سورگوم علوفه‌ای بهره برد. به بیان دیگر سورگوم علوفه‌ای قادر به تولید عملکرد قابل مقایسه با ذرت است که نشان می‌دهد پتانسیل سورگوم برای جایگزینی ذرت در مناطقی که تامین آب محدود است وجود دارد. اما ذرت علوفه‌ای به دلیل محتوای دانه بالا، معمولاً از نظر محتوای انرژی قابل هضم نسبت به سورگوم علوفه‌ای برتری دارد. البته برخی سورگوم‌های چند چین از عملکرد ماده خشک بالاتری نسبت به ذرت برخوردار هستند. اما با احتساب کیفیت علوفه تولیدی و تاثیر آن در تولید محصول نهایی و همچنین هزینه برداشت بازهم نسبت به ذرت برتری چندانی نخواهد داشت مگر در مناطقی که شرایط خاص اقلیمی وجود دارد. اگرچه عملکرد ماده خشک و کیفیت علوفه سورگوم کمی پایین‌تر از ذرت است، اما گزینه مهمی برای بسیاری از کشاورزان در نقاط مختلف جهان به ویژه در مناطق کم‌بارش یا با دسترسی محدود به آب آبیاری یا کیفیت خاک پایین‌تر است. بر اساس مطالعه‌ای در کانزاس ایالات متحده، حداقل و حداکثر نیاز آبی برای رشد رویشی ذرت به ترتیب ۲۷۷ و ۶۳۵ میلیمتر و برای سورگوم ۱۷۵ و ۵۳۳ میلیمتر تعیین شده‌است. این به این معناست که ذرت برای تولید حداقل رشد رویشی به آب بیشتری نیاز دارد. اما هر گاه این نیاز آبی اولیه برطرف شود به ازاء هر ۲۵ میلیمتر آب بیشتر امکان تولید ۱۰۶۰ کیلوگرم دانه در هکتار را دارد. در مقابل سورگوم با این میزان آب تنها  ۷۷۰ کیلوگرم دانه در هکتار تولید می‌کند (شکل ۱، الف). مبتنی بر این مطالعات، هرگاه میزان تبخیر و تعرق بیش از ۵۳۷ میلیمتر باشد، ذرت کارآیی مصرف آب بالاتری دارد و هرگاه میزان تبخیر و تعرق کمتر از ۵۳۷ میلیمتر باشد، سورگوم کارآیی مصرف آب بهتری دارد (شکل ۱، ب). گزینه دیگر برای چنین مناطقی، ارزن مرواریدی است. البته مطابق با پژوهشهای انجام شده این گیاه از دامنه عملکردی بسیار متفاوتی در مناطق مختلف جهان برخوردار است. اما به نظر میرسد به طور کلی کارایی مصرف آب (ماده خشک) در ارزن مرواریدی پایین‌تر از سورگوم یا ذرت بوده و معمولا کمتر از ۱ کیلوگرم ماده خشک از هر متر مکعب است.

شکل ۲) آرایش کشت مخلوط تاخیری گندم و ذرت

نظام دو کشتی

در ایران به طور عمده دو نظام کشت حاکم است، نظام کشت بهاره و نظام دو کشتی پاییزه/تابستانه. در حقیقت نظام دو کشتی گزینه‌ای برای افزایش تولید مواد غذایی از یک واحد زمین و همچنین بهره‌مندی بهتر از نزولات پاییزه و زمستانه است. نظام کشت گندم پاییزه در تناوب با ذرت تابستانه یکی از تناوب های مرسوم در جهان است. با این حال، عملکرد محصولات تابستانه ممکن است به دلیل کوتاه شدن طول فصل رشد و افزایش خطر تنش خشکی کاهش یابد. از این رو انتخاب دقیق محصول و ارقام مورد استفاده در نظام دو کشت از اهمییت بالایی در افزایش عملکرد و کارایی مصرف آب کل دارد. به بیان دیگر با وجودی که کارایی مصرف آب در ذرت دیررس بالاتر از ذرت زودرس است، به نظر میرسد قضاوت در این خصوص چندان هم آسان نباشد، زیرا باید در نظر داشت که معمولا کارایی مصرف آب در حالت تک کشتی ارقام زودرس و دیررس با یگدیگر مقایسه و گزارش شده است. اما درصورتی که نظام دو کشتی مورد توجه قرارگیرد، شرایط متفاوت خواهد بود زیرا در چنین حالتی از نظر زمانی معمولا بعد از کشت محصول پاییزه، امکان کشت ارقام زودرس یا میانرس فراهم است. از این رو بهتر است کارایی مصرف آب کل سیستم مورد توجه واقع شود. زیرا بخشی از آب و دوره رشد به کشت محصول پاییزه اختصاص پیدا کرده است. در حقیقت کارایی مصرف آب در محصول دوم (ذرت زودرس یا میانرس) کمتر شده اما در مقابل محصول اول (گندم یا هر محصول پاییزه مناسب دیگر) نیز تولید شده است. در این صورت لازم است کارای مصرف آب کل، شامل متوسط وزنی کارایی مصرف آب هر یک محصولات محاسبه و مورد توجه واقع شود. از طرفی، چون دو محصول مختلف تولید شده است، کارایی مصرف آب هر یک از محصولات به تنهایی کافی نبود و لازم است کارایی مصرف آب اقتصادی که شامل درآمد خالص هر محصول تقسیم بر میزان آب مصرفی، مورد توجه واقع شود. از آنجا که معمولا پارامترهای اقتصادی در فصول مختلف کشت ثابت نبوده و ممکن است در درستی تصمیمات تاثیرگذار باشد، لذا شاید پارامترهای فیزیکی همچون مقدار انرژی تولید شده (انرژی تولیدی محصول مورد نظر) از هر مترمکعب آب، شاخص بهتری برای تصمیم گیری بلند مدت در این زمینه باشد.

شکل ۳) تصویر کشت مخلوط تاخیری گندم و ذرت

در برخی مطالعات جدید برای بهره‌مندی از کارایی مصرف آب ارقام دیررس‌تر ذرت در نظام دو کشتی گندم/ذرت از نظام کشت مخلوط تاخیری این دو محصول استفاده شده است. بر اساس یک مطالعه سه ساله در کشور چین، سیستم کشت تاخیری گندم و ذرت همراه با مالچ کاه گندم بر روی سطح خاک موجب کاهش ۲۲ تا ۳۳ درصدی مصرف آب و افزایش ۳۸ تا ۴۲ درصدی عملکرد نسبت به تک کشتی محصول ذرت شد (شکل ۲و ۳). البته در طول دوره رشد همزمان ذرت و گندم، ردیفهای ذرت برای دریافت آب از خاک با ردیفهای گندم رقابت داشتند، اما پس از برداشت گندم، ردیفهای ذرت با برداشت آب از ردیفهای گندم برداشت شده، رقابت آبی بین گندم و ذرت جبران شد. در این مطالعه عملکرد و مصرف آب گندم نیز نسبت به حالت تک کشتی به مراتب بهتر بود.

شرکت توسعه کشت ذرت با سالها تجربه در این زمینه بهترین گزینه برای خرید دانه ذرت می باشد که به صورت اصولی و مهندسی شده مراحل کشت ذرت را تا به ثمر رسیدن مرغوب ترین محصول ادامه می دهد است.