کنترل علف های هرز به وسیله بقایای گیاهی

از زمانی که انسان جهت دستیابی به عملکرد بیشتر و برآوردن نیازهای خود یا دام های تحت مدیریتش ، شروع به اهلی کردن گیاهان زراعی کرد، باید جهت کنترل گیاهانی غیر از گیاه اصلی در مزرعه نیز چاره اندیشی می کرد. این موضوع بر کسی پوشیده نیست که هر گیاهی که در مزرعه بهره می گیرد ، اما در تولید اقتصادی نقشی ندارد، علف هرز به حساب می آید ؛ لذا از ابتدای رشد گیاهان زراعی باید راهکاری جهت مدیریت علف های هرز به کار گرفت.

با ایجاد ترکیبات شیمیایی به عنوان علفکش ، بسیاری از زارعان ، به کارگیری علفکش ها را به جای آخرین حربه کنترل علف های هرز، به عنوان اولین اقداام انتخاب کردند و به این دلیل است که طی 20 سال گذشته ، همواره سهم فروش علفکش ها از کل سموم آفتکش فروخته شده در دنیا بیشتر بوده است ؛ به طوری که در سال 1993 در کشور آمریکا ، 68 درصد سموم فروخته شده مربوط به علفکش ها بوده است (زند و باغستانی ،1381)

بر اثر فعالیت های رقابتی علف های هرز ، 10 درصد تولیدات محصولات کشاورزی در سطح جهان کاهش می یابد و هر ساله 3 میلیون تن علفکش در سیستم های کشاورزی استفاده می شود. پتانسیل کاهش عملکرد علف های هرز در طول فصل رشد گیاه زراعی در صورتی که کنترل نشوند ، 95-45 درصد تخمین زده می شود که به شرایط اکولوژیکی و آب و هوایی بستگی دارد (چانگ و همکاران).

بنابر مطلب فوق ، مشاهده می شود در سال های گذشته ، استفاده از علفکش ها عامل اصلی کنترل علف های هرز بوده  است و همچنین ثابت می گردد که مدیریت علف های هرز، یک عنصر کلیدی در اغلب سیستم های کشاورزی است.

در چند سال اخیر ، شاهد بروز پدیده مقاومت به علفکش در علف های هرز ، افزایش آثار محیطی آنها و نگرانی هایی در جهت به خطر افتادن سلامت مصرف کنندگان محصولات کشاورزی بوده ایم ، به طوری که تا اوایل سا 2002، تعداد 275 بیوتیپ علف های هرز از 156 گونه مختلف ، نسبت به علفکش های متنوع مقاوم شده اند(زند و باغستانی 1381 ). بی شک راهکار اصلی جهت کاهش آثار این معضل ، به کارگیری روش هایی است که علاوه بر کنترل مطلوب علف های هرز ، مشکلات مطروحه فوق را کاهش دهند . یکی از این روش ها استفاده از بقایای گیاهی جهت کنترل علف های هرز است که در سال های گذشته با توجه به مطرح شدن بحث کشاورزی پایدار و تجربه استفاده ازمواد شیمیایی و مشکلات ناشی از آنها توجه بیشتری به آن شده است.

مهمترین اثری که در بررسی های مختلف به آن اشاره شده است، ترشح مواد اللوپاتیک ازبقایای گیاهی است که به جلوگیری از رشد علف های هرز و در نهایت ، کنترل طبیعی آنها منجر خواهد شد . بقایای گیاهی می توانند شرایطی را که علف های هرز در آن جوانه می زنند، تغییر دهند. این تغییرات می توانند تحول دمای خاک ، افزایش رطوبت خاک ، ایجاد موانع فیزیکی جهت رشد گیاهچه علف های هرز و ایجاد محیط مسموم رابا ترشح مواد اللوپاتیک موجب شوند (فیسک و همکاران ،2001) . هدف از این مقاله ، بررسی تحقیقات صورت گرفته در این زمینه و ارائه نتایج به دست آمده در شرایط و محیط های مختلف است و در دو بخش ارائه می شود.

1- استفاده از بقایای غلات برای کنترل علف های هرز

الف- گندم

الحمدی و همکاران (2001 ) به دلیل اینکه rye grass های چند ساله اغلب در مزارع گندم دانمارک یافت می شوند و گندم هم پتانسیل لازم را جهت جلوگیری از رشد ریشه چه آنها دارد ، از آنها به عنوان معیار گونه ها استفاده کردند به منظور اعیار بخشی به نتایج ، آزمایشهای دوباره تکرار شدند و در پایان مشخص شد ، خاکی که مقادیر مختلف عصاره کاه به آن اضافه شده بود ، رشد ریشه چه rye grass های چند ساله را محدود کرد ، ولی رشد اندام هوایی آنها تحت تأثیر قرار نگرفت که این موضوع ، آثار بازدارندگی عصاره کاه را روی ریشه چه rye grass ها نشان داد چون عصاره کاه در محیط آبدار تهیه شده بود و در شرایط مزرعه نیز آبیاری وته نشینی بصورت طبیعی وجود دارد ، این شرایط، بازدارندگی از رشد ریشه گیاهان دائمی را شرح می دهد . حتی اگر دانه های گونه های علف هرز قادر به جوانه زنی بر اثر رطوبت کافی خاک باشند ، استقرار بیشتر آنها با تداخل فیتوتوکسینی عصاره کاه گندم محدود می شود. در مطالعه صورت گرفته ، سطوح مختلفی از عصاره کاه گندم جهت بررسی پاسخ های رشد ، انتخاب شد ؛ به علاوه ، انتخاب غلظت هایی نزدیک به اکوسیستم های زراعی طبیعی باشند مهم بوده است . مقدار کاهی که در این مطالعه استفاده شد، با کاهی که در مزارع قابل کشت در دانمارک با خاک ترکیب می شد ، مطابقت داشت. به دلیل توزیع ناهماهنگ کار در مزرعه و شرایط خاکی و آب و هوایی مختلف مواد فیتوتوکسینی ، اغلب غیر یکنواخت در طبیعت توزیع می شوند و بسته هایی با مقادیر متفاوت فیتوتوکسین در خاک این مزارع وجود دارد، پیشبینی اینکه چه غلظتی از عصاره به خاک اضافه خواهد شد ، مشکل است ( الحمدی و همکاران ، 2001). در مقایسه با شاهد خاکی که مقادیر مختلف عصاره کاه سوزانده شده به آن اضافه شده بود ، اثری روی رشد ریشه چه و اندام هوایی rye grass های دائمی ندارد و دلیل احتمالی آن هم این گونه عنوان رشد که ترکیبات آلی موجود در کاه گندم ، احتمالاً بعد از سوختن تخریب شده اند و در نتیجه ، این عصاره اثری نداشته است. در تیمارهایی که از زغال جهت جذب مولکول های آلی استفاده شد ، مشاهده گردید که مولکول ها توسط زغال جذب و مانع اثرگذاری عصاره می شوند و در نتیجه ، معین شد که مولکول های آلی در ممانعت از رشد rye grass های چند ساله نقش دارند سینگ و همکاران(2006) آزمایشهایی را در جهت مقایسه آثار مالچ با بقایای گندم ، کشت همزمان sesbania و علفکش در کنترل علف های هرز مزارع برنج اجرا کردند . آنها در برخی تیمارها ، هیچگونه مالچی را به کار نبردند و در برخی نیز با استفاده از بقایای گندم ، مالچی را تهیه کرده و به خاک اضافه کردند. در گروهی از تیمارها نیز به طور همزمان ، گیاه sesbania را با برنج کشت کردند تا تأثیر آن را ارزیابی نمایند. نتایج بدست آمده مشخص کرد که تیمار بدون مالچ ، تراکم علف هرز و وزن خشک گونه های نازک برگ و پهن برگ بیشتری را نسبت به مالچ یا کشت همزمان sesbania دارد. تراکم علف هرز نازک برگ با مالچ سازگار نبود و میزان کمتری داشت ؛ به طوری که 30 روز بعد از کاشت را 36 درصد و در 75 روز بعد از کاشت 47/0 کاهش داشت . وزن خشک علف های نازک برگ 30 روز بعد از کاشت در تیمار sesbania نسبت به مالک کمتر بود .به هر حال در این مطالعه در مراحل دیرتر (75 روز بعد از کاشت)، وزن خشک علف های هرز نازک برگ در تیمار sesbania و مالچ با یکدیگر اختلاف نداشت . تراکم کمتر علف های هرز پهن برگ و وزن خشک آنها در sesbania نسبت به مالچ در همه مراحل رشد گیاه زراعی مشاهده شد.

در مقایسه با کرت های دارای علف هرز (بدون و جین) مالچ و sesbania به تنهایی 45-44 درصد کاهش در تراکم علف هرز و 41-37 درصد کاهش وزن خشک کل را 75 روز بعد از کاشت نشان دادند. در 30 روز بعد از کاشت ، مالچ بیشترین (54 درصد) کاهش را درتراکم کل علف هرز داشت که این مساله می تواند ناشی از اثر اللوپاتیک روی جوانه زنی نازک برگ ها باشد . بیشترین کاهش (80 درصد در 2003 و 76 درصد در 2004) در وزن خشک کل علف هرز در 30 روز پس از کاشت ، با به کارگیری sesbania گزارش شده که ظاهراً نتیجه رقابت بین آن با علف های هرز بوده است.

چون در این مطالعه، عملکرد محصول نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. تیماری که در آن مالچ استفاده شده بود، عملکرد دانه برنج را به ترتیب 22 و 17 درصد در سال های 2003 و 2004 افزایش داد. هنگامی که کاه گندم به آسانی در دسترس کشاورزان نیست، می توانند sesbania را با برنج ، 30 روز به صورت همزمان کشت کنند نتایج این تحقیق نشان داد که این گیاهان زراعی می توانند جایگزین کاربرد علفکش شوند. آنالیزهای اقتصادی نیز نشان داد که sesbania نیز به اندازه مالچ در واقعی کردن بازده اقتصادی بالاتر ، علیرغم اختلاف در هزینه مالچ (89/8 دلار) و sesbania (4/10 دلار) موثر است . در کل از مطالعه صورت گرفته به دست می آید که مالچ بقایای گندم و کشت همزمان sesbania برای 30 روز به طور یکسان در کنترل علف های هرز مزرعه برنج مؤثرند.

ب- برنج

تحقیقات صورت گرفته نشان داده است که موادی با پتانسیل اللوپاتیک در کل بخش های گیاه از جمله ساقه ها ، برگ ها ، ریشه و دانه ها وجود دارند که بر اثر فرآیندهایی مثل فراریت ، آبشوبی و تجزیه بقایای گیاهی ، آزاد می شوند (چانگ و همکاران 2003) ؛ لذا با توجه به این تفاسیر ، چانگ وهمکاران (2003) به بررسی پتانسیل اللوپاتیک عصاره های پوست ، کاه و برگ های برنج بر جلوگیری از رشد علف های هرز اقدام نمودند. به دلیل اینکه در شرایط مزرعه ، جداکردن اثر رقابت و اللوپاتی مشکل است، برای غلبه بر این مشکل ، تکنیک های مختلف غربال آزمایشگاهی برای اندازه گیری اللوپاتی، بدون تداخل منبع رقابت رواج یافته است.

یکی از روش های مذکور ، تیه عصاره آبی از بخشهای مورد نظر و آزمون آثار آنها روی علف های هرز است . با توجه به مطالبی که اشاره شد، در این تحقیق ،114 واریته برنج را در مزرعه ای در دانشگاه کونکوک (کره )کشت و در اکتبر 2001 برداشت نمودند و برگ ها کاه گیاهان را جدا کردند. همچنین آنان بذرهای علف باغ را نیز در آن سال تهیه کردند و 100 عدد آنها را روی کاغذ صافی در پتری دیش های 9 سانتی متری استریل قرار دادند و به هریک 10 میلی لیتر از هر محلول عصاره که از بخش های مختلف گیاه برنج تهیه شده بود، اضافه کردند و یک شاهد نیز که شامل اضافه کردن 10 میلی لیتر آب خالص بود ، جهت مقایسه به کار گرفتند . بعد از 7 روز جوانه دار شدند ، برای تعیین میانگین وزن خشک در دمای 65 درجه سانتی گراد خشک کردند.

نتایج بدست آمده نشان داد که بیشترین میانگین نسبت بازدارندگی مربوط به cuba-65-v-58 (38 درصد) و کمترین مربوط به dou-u-lan(4/. درصد )بود . بین بخش های مختلفی نیز که عصاره آنها تهیه شده بود، عصاره کاه (21 درصد ) اثر بازدارندگی بیشتری را نسبت به پوسته (8 درصد) و برگ ها (12 درصد) داشت. 58 واریته برنج آثار بازدارنده در حدود 10 درصد داشتند ؛ در حالی که 6 واریته ، آثار بازدارندگی بیشتر از 30 درصد از خود نشان دادند . ارقام مورد آزمایش بر اساس فعالیت اللوپاتیکی که بخش های مختلف از خود بروز دادند، به 3 گروه تقسیم شدند.

2- عصاره کاه : در این گروه ، 7 واریته ، میانگین بازدارندگی بیش از 40 درصد را داشتند . dangoneounbangiu بیشترین بارندگی را نسبت جوانه زنی (9/86 درصد) و درصد جوانه زنی (4/71 درصد ) و کل وزن خشک (3/72 درصد) را داشت.

3- عصاره پوست: در این گروه نیز 6 واریته ، میانگین نسبت های بازدارندگی بیش از 20 درصد را داشتند.

نتایج این مطالعه با نتایج سایرین که در این زمینه کار و اعلام کرده بودند که بین واریته های برنج ، تنوع در آثار اللوپاتیک وجود دارد، سازگار بود، ولی گزارش شده بود که پتانسیل اللوپاتیک در عصاره های برگی روی کنترل علف باغ بیشتر است (چانگ و همکاران 2003) ولی در اینجا پوست اثر بازدارندگی کمتری در مقایسه با برگ و کاه داشت که به نظر می رسد ، اختلاف در نتایج این مطالعات بر اثر فاکتورهای مختلف ژنتیکی و آب و هوایی و محیط خاک در سال کشت است ؛ به علاوه ، بین این سه بخش ، پوست ها عصاره کمتری دارند و از نظر تئوری ، اجرای این روش در مزرعه 14850 کیلوگرم در هکتار پوست نیاز دارد، ولی مواد بازدارنده عصاره پوست به طور واقعی نسبت به این مطالعه بیشتر است و این مسئله ، فهمیدن این موضوع را که چرا کشاورزان کره ، مقادیر بسیاری پوست برنج را در مزرعه باقی می گذراند ، ممکن می سازد(چانگ و همکاران ،2003) به هر حال ، آزمایش های فوق برای بررسی نحوه فعالیت و اثر بقایای گیاهی در مزرعه روی گونه های علف هرز صورت گیرد.

اللوپاتی به دو روش می تواند در مدیریت علف های هرز به کار می رود: اول با انتخاب واریته هایی که این خاصیت را دارند یا ترکیب ویژگی اللوپاتیک با واریته های زراعی مطلوب و دوم، به کار بردن بقایا به عنوان مالچ یا کشت واریته های اللوپاتیک در مراحل تناوب که اجازه میدهد بقایا در مزرعه باقی بمانند.

محققان در سال 2001 ، تحقیقاتی را که روی واریته های اللوپاتی برنج صورت گرفته بود ، بررسی کردند که پنج نقطه عطف را به شرح زیر مشخص می کند:

1- تنوع زیادی بین ارقام برنج از نظر اللوپاتی وجود دارد.

2- اللوپاتی در شرایط مزرعه نقش دارد.

3- مواد اللوپاتیک برنج می تواند از فعالیت گونه های علف هرز تک و دو لپه ای جلوگیری کند.

4- در تشخیص مواد اللوشیمیایی برنج ، پیشرفت هایی صورت گرفته است.

5- محل قرار گرفتن صفت های کمی مرتبط با اللوپاتی مشخص شده است.

محققان در سال 2001 ، 91 رقم برنج را در مزرعه دانشگاه کونکوک کره جنوبی کشت کردند و در اکتبر سال 1996 این ارقام برداشت شد و از پوست همه آنها جهت بررسی پتانسیل اللوپاتیک روی جوانه زنی و رشد گیاهچه علف باغ، عصاره تهیه شد.

بذور علف های هرز جمع آوری شدند و 100 دانه آنها روی کاغذ صافی ، استریل و در پتری دیش 9 سانتی متری قرار داده شدند و 10 میلی لیتر عصاره نیز به هر پتری دیش اضافه شد. آب خالص نیز به عنوان شاهد در نظر گرفته شد و درصد جوانه زنی پس از 5 روز و رشد گیاهچه و طول اندام هوایی پس از 9 روز اندازه گیری و ثبت شد. در یکسری از آزمایش ها نیز عصاره با آب در دماهای مختلف 24 و 80 درجه سانتی گراد تهیه و جهت بررسی نقش دما ، مورد استفاده قرار گرفت . نتایج به دست آمده مشخص کرد عصاره هایی که از sr31 و  nonglimna گرفته شدند، به ترتیب حداکثر 59 درصد و حداقل 6 درصد روی جوانه زنی علف باغ نقش بازدارندگی داشتند. واریته های برنج در این آزمایش از نظر فعالیت الوپاتیک به 5 دسته گروه بندی شدند:

1- بازدارندگی بیش از 40 درصد که 7 رقم را شامل می شد.

2- بازدارندگی بین 40-31 درصد که 14 رقم را شامل می شد.

3- بازدارندگی بین 30-21 درصد که 31 رقم را شامل می شد.

4- بازدارندگی بین 20-11 درصد که 38 رقم را شامل می شد.

5- بازدارندگی کمتر از 10 درصد که یک واریته در این گروه قرار گرفت.

اگرچه این مورد که آیا اختلاف در فعالیت اللوپاتیک ، نتیجه غلظت بالاتر موماد شیمیایی یکسان یا نتیجه مواد شیمیایی مختلف بین ارقام است معین نشد ، ولی اختلافات پاسخ در این مطالعه به اختلاف ژنتیکی بین ارقام نسبت داده شد؛ به دلیل اینکه بین عصاره ها هنگامی که نسبت های یکسان پوست به کار برده می شد، مقایسه صورت گرفت.

بین 91 رقم برنج که در این مطالعه استفاده شد و غالباً نیز ارقام گواهی شده و بومی بودند ، عصاره های استخراج شده از واریته janganbyeo جوانه زنی علف باغ را 39 درصد ، طول کلی گیاهچه را 57 درصد و وزن خشک کلی گیاهچه را 96 درصد کاهش داد . این رقم می تواند یکی از بهترین منابع ژنی برای اصلاح ارقام برنج با خاصیت اللوپاتیک بیشتر در پوست باشد.

پتانسیل اللوپاتیک یک صفت با ارزش برای ترکیب کردن با واریته های برنج جهت بهبود کنترل علف هرز است . در مورد تهیه عصاره با دماهای مختلف نیز به محض اینکه غلظت عصاره پوست افزایش یافت . عصاره های آب گرم از جوانه زنی رشد گیاهچه و وزن خشک بیشتر از عصاره های آب داغ جلوگیری کرد. مطالعاتی که روی جذب EC-PH-UV و پتانسیل اسمزی آنها صورت گرفت ، پیشنهاد می کند ترکیبات مختلفی بین عصاره های آب گرم و داغ وجود دارد و اختلاف در جذب UV پیشنهاد می کند که دو عصاره از نظر شیمیایی اختلاف دارد که توضیح غیر مستقیمی برای تفاوت در پاسخ های مشاهده شده است EC و پتانسیل اسمزی بالاتر عصاره های گرم پیشنهاد می کند که نمک با مواد شیمیایی بیشتری از پوست آزاد می شود. به علاوه ، غلظت شیمیایی یا نمک های بیشتر در عصاره ها احتمالاً باعث استرس اسمزی در طول جوانه زنی بذر و رشد گیاهچه می شود. به طور کلی این مطالعه نشان داد که عصاره های آب گرم ، اثر فیتوتوکسینی نسبت به عصاره های آب داغ روی علف باغ داشت. در عصاره گیری با آب داغ ممکن است مواد شیمیایی ، تجزیه یا ترکیب شوند بنابراین آثار بازدارندگی آنها روی علف های هرز کاهش می یابد . این مطالعه ثابت کرد مواد بازدارنده در ارقام برنج باید توسط آب گرم استخراج شوند تا عصاره ها به عنوان علفکش طبیعی در مقابل علف باغ در مزرعه استفاده شوند . البته این کار می تواند در شرایطی که بقایای گیاهی در خاک تجزیه می شوند و مواد شیمیایی خود را آزاد می کند و روی علف های هرز تأثیر می گذارند ، شرح دهد که بالتبع به تجزیه طبیعی نیز به جلوگیری از رشد علف های هرز خواهند شد .

ج: سایر غلات

دیما و همکاران (2006)، پتانسیل اللوپاتیک غلات زمستانه از جمله : چاودار ، تریتیکاله ، جو و اثر مالچ پوششی انها را روی توسعه علف های هرز در ذرت بررسی کردند. نتایجی که بدست آوردند ، مشخص کرد عصاره همه غلات زمستانه روی جوانه زنی بذر و رشد علف باغ و Bristly foxtailتاثیر گذاشته و آنرا کاهش دادند ، اما هیچ یک روی ذرت اثر نگذاشتند

Bristly foxtailبیشتر به وسیله عصاره ها تحت تاثیر قرار گرفت. همچنین رشد هر دو گونه علف هرز به وسیله عصاره جو بیشتر کاهش یافت . در مزرعه نیز 4 هفته پس از کاشت ذرت ، سبز شدن علف باغ و Bristly Foxitail به ترتیب 80-27 و 67-0 درصد کاهش یافت و سبز شدن ذرت نیز به وسیله غلات زمستانه تحت تاثیر قرار نگرفت. نتایج این مطالعه پیشنهاد می کند غلات زمستانه مانند جو می توانند به عنوان گیاه پوششی برای ممانعت از رشد علف های هرز یکساله در کشت ذرت استفاده شوند تا کربرد علفکش کاهش یابد.

در مطالعه مشابهی نیز وسیلاگلو و همکاران (2006) آثار مالچ  پوششی غلات زمستانه را که شامل دو نوع جو ، سه نوع چاودار و شش نوع تریتیکاله و کشت بین ردیفی آنها بود، روی علف های هرز پنبه بررسی کردند که نتایج آنها نیز جلوگیری از سبز شدن علف های هرز مورد بررسی را تایید کرد و رشد پنبه نیز به طور معنی داری به وسیله گیاهان پوششی تحت تاثیر قرار نگرفت.

منابع

مقاومت علف های هرز به علفکش ها نویسندگان : زند و باغستانی ، جهاد دانشگاهی مشهد.

ماهنامه کشاورزی دامپروری آذر و دی ماه ۱۳۸۸

 Olofsdotter, M.2001.Rice –A srtep toward use of allelopathy Agron. J. 93:3-8

ُفرستنده: مریم خنکسار