تناوب زراعی چیست؟ اهمیت و مزیت آن

تناوب زراعی یکی از مؤلفه‌های حیاتی در کشاورزی پایدار و ارگانیک

اهمیت تناوب زراعی

از سال‌های دور که کودهای شیمیایی و مصنوعی برای تأمین مواد غذایی در خاک وجود نداشت و یا سموم شیمیایی برای کنترل آفات، بیماری ها و علف های هرز به وجود نیامده بودند، استفاده از تناوب زراعی در زمین های کشاورزی بسیار کارآمد و معمول بود.

تناوب زراعی سیستمی برای طراحی یک برنامه چرخشی بین محصولات مختلف در یک قطعه زمین، با هدف کاهش اتکا به کودهای شیمیایی، سموم دفع آفات و علف کش ها است. این روش پرورش محصولات کشاورزی در بین کشاورزان موفق در طی چندین نسل معمول بوده است و امروزه برای کشاورزانی که می‌خواهند علاوه بر تأمین مواد غذایی مورد نیاز خود از سلامت و کیفیت این محصولات نیز اطمینان حاصل کنند، از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است.

ما در این مقاله قصد داریم کلیاتی را که باید در مورد تناوب زراعی بدانید، بیان نموده و شما را با مزایای کاربرد تناوب در کشاورزی آشنا کنیم و در نهایت روش های اجرای تناوب موفق را به شما آموزش دهیم. امیدواریم این مطالب مورد توجه و استفاده شما عزیزان قرار بگیرد.

تناوب زراعی (چرخش محصول) چیست؟

تناوب زراعی به کشت محصولات مختلف به طور متوالی و با یک ترتیب مشخص در یک قطعه زمین خاص در طول زمان اشاره دارد برخلاف کشت متوالی محصولات مختلف و یا توالی تصادفی محصولات.

چگونگی جانشینی محصولات برای کاشت از قبل دقیقاً مشخص شده است تا از پایداری مواد غذایی در خاک، کنترل آفات، سرکوب علف های هرز و حفظ سلامتی خاک، اطمینان حاصل شود.

به طور معمول تناوب زراعی شامل یک چرخه منظم و کارآمد از محصولات نقدی (مانند سبزیجات که برای فروش و کسب درآمد کشاورزان کشت می‌شوند)، محصولات زراعی (علوفه و غلات) و کودهای سبز (غالباً حبوبات) است. توالی این محصولات بستگی زیادی به شرایط محلی دارد.

ممکن است تناوبی که در یک منطقه خاص دارای کارایی بسیار بالایی است در شرایط متفاوت ناکارآمد باشد، به عنوان مثال یک سیستم در آفریقای مرکزی دارای چرخش ۳۶ ساله است، در این سیستم یک محصول ارزن انگشتی پس از ۳۵ سال رشد و تولید بوته های چوبی بریده و سوزانده می‌شود.

در مناطق عمده تولید کننده غذا در جهان، از چرخش‌های مختلف با طول بسیار کوتاه‌تر به طور گسترده استفاده می‌شود. برخی از آن‌ها برای بیشترین بازده در زمانی کوتاه طراحی شده اند و کمتر به سودمندی آن‌ها برای حاصلخیزی خاک در سال‌های بعد توجه می‌شود، برخی دیگر از این سیستم ها برای بازدهی مداوم و طولانی مدت برنامه ریزی شده اند. اصول اساسی برای برنامه ریزی سیستم های مؤثر تناوبی در سال‌های میانی قرن نوزدهم معرفی شدند.

برای طراحی یک چرخه کارآمد لازم است که شما علاوه بر داشتن اطلاعات کامل از محیط کشت خود، درک درست و کاملی از نیازهای هر محصول داشته باشید و همچنین بدانید که این محصول چه عناصری را از خاک گرفته و یا به آن اضافه می‌کند و چه اثراتی بر شرایط زمین برای کشت بعدی خواهد داشت. به عنوان مثال، قبل از محصولی که به نیتروژن زیادی نیاز دارد باید یک محصول تثبیت کننده ازت در تناوب قرار بگیرد.

هدف اصلی از تناوب زراعی

درواقع هدف اصلی این است که شما بجای اینکه یک محصول زراعی را در سال‌های متوالی در یک قطعه زمین کشت کنید و هر سال پس از برداشت محصول با استفاده از کودها، سموم دفع آفات و علف کش ها، اقدام به ترمیم خاک نمایید، با طراحی یک تناوب صحیح بتوانید سلامت و حاصلخیزی خاک را در طول دوره تناوب حفظ کنید.

مزایای تناوب زراعی چیست؟

اگر تناوب زراعی به خوبی طراحی شده باشد عملکرد نهایی محصول در آن افزایش یافته و از نظر زیست محیطی هم پایدارتر خواهد بود.

این روش با افزایش بهره وری ضمن کاهش هزینه های ناشی از مصرف مواد شیمیایی، دوام و پایداری اقتصادی یک مزرعه را بهبود می‌بخشد.

مزایای اصلی تناوب زراعی عبارت‌اند از:

• بهبود حاصلخیزی و ساختار خاک
• کنترل بیماری‌ها
• کنترل آفات
• کنترل علف‌های هرز
• افزایش مواد آلی خاک
• کنترل فرسایش
• بهبود تنوع زیستی
• افزایش عملکرد محصول
• کاهش ریسک اقتصادی

در ادامه هر یک از این مزایا شرح داده می‌شوند.

بهبود حاصلخیزی و ساختار خاک

تناوب محصولات، شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک را بهبود می‌بخشد و در نتیجه حاصلخیزی کلی خاک نیز افزایش می‌یابد.

حبوبات تثبیت کننده ازت (مانند سویا و یونجه) در صورت قرار گرفتن در تناوب زراعی، نیتروژن جو را از طریق گره هایی که بر روی ریشه هایشان وجود دارد، در خاک تثبیت می‌کنند و این نیتروژن برای محصولات بعدی در دسترس خواهد بود.

گیاهان دارای ریشه عمیق می‌توانند مواد غذایی ارزشمندی مثل پتاسیم و فسفر را از عمق پروفیل خاک جذب کنند و این مواد غذایی را در دسترس محصولات بعدی که ریشه های آن‌ها کم عمق تر است، قرار دهند.

قرار دادن یونجه در تناوب می‌تواند باعث بهبود وضعیت خاک و کاهش تراکم ذرات خاک شود. پس از شخم زدن یک محصول یونجه، خاک سست شده و دانه بندی و ساختمان آن بهبود می‌یابد. این خصوصیات بهبود یافته در نتیجه محافظت از خاک در برابر قطرات باران، وجود شبکه ای گسترده از ریشه های ریز درون خاک و تشکیل هوموس از ریشه های گیاه در حال تجزیه، به دست می‌آیند.

جهت کشت یونجه میتوانید به مقاله کاشت، داشت و برداشت یونجه مطالعه فرمایید

کنترل بیماری‌ها

تناوب زراعی به کنترل بیماری‌های رایج که محصولات ردیفی را تحت تأثیر قرار می‌دهند کمک می‌کند.

تناوب زراعی در برابر بیماری‌هایی که پاتوژن‌های آن‌ها دامنه میزبان کمی دارد و برای زمستان گذرانی به بقایای گیاهی درون خاک یا محصول نیاز دارند، بسیار مؤثر است. برای چنین بیماری هایی، کاشت محصول غیر میزبان بلافاصله پس از محصول میزبان از تولید مثل پاتوژن جلوگیری می‌کند، در این شرایط تلقیح پاتوژن که به طور معمول به وجود بقایای محصول وابسته است، کاهش یافته و پاتوژن شرایط لازم را برای زنده ماندن ندارد، در نتیجه گسترش بیماری کنترل می‌شود. به عنوان مثال، جمعیت نماتد کیست سویا (یک کرم انگل گیاهی که در ریشه باعث ایجاد غده می‌شود) را می‌توان با تناوب سویا، گندم و ذرت به نصف کاهش داد.

در صورت عدم اجرای تناوب زراعی و کشت محصول در سال های پیاپی در یک قطعه زمین، شرایط مطلوب برای عوامل بیماری‌زا ایجاد شده و جمعیت آن‌ها به سرعت افزایش می‌یابد.

کنترل آفات

از تناوب زراعی می‌توان برای مدیریت آن دسته از حشرات غیر متحرک که لارو یا تخم آن‌ها در خاک زمستان گذرانی می‌کنند و دامنه باریکی از محصولات برای تغذیه دارند، استفاده نمود.

به عنوان مثال، با استفاده از تناوب زراعی می‌توان کرم های ریشه ذرت را به طور مؤثر کنترل نمود. این آفات در مزارع ذرت زندگی و تخم‌گذاری می‌کنند و می‌توانند به محصول بعدی ذرت آسیب برسانند اما با قرار دادن یک محصول غیر میزبان در تناوب با ذرت، پس از برداشت ذرت لاروها غذای کافی برای تغذیه نخواهند داشت، البته در بعضی از مناطق کرم های ریشه مکانیسم هایی برای زنده ماندن در شرایط تناوب محصول ایجاد کرده اند که می‌تواند استفاده از تناوب را بی ‌اثر کند.

کنترل علف های هرز

قرار دادن محصولات پوششی در سیستم های تناوب زراعی، رقابت برای دستیابی به نیازهای اساسی آن‌ها مانند مواد غذایی، فضای لازم برای رشد و نور کافی را افزایش داده و در نهایت می‌تواند علف های هرز را از بین ببرد، در این شرایط سرعت رشد و تکثیر علف های هرز کاهش یافته و جمعیت علف های هرز در محصولات بعدی کمتر خواهد بود.

افزایش مواد آلی خاک

با اعمال تناوب زراعی بقایای محصول، کودهای سبز و سایر بقایای گیاهی به خاک افزوده می‌شوند. از آنجا که مواد آلی اضافه شده به خاک با سرعت تخریب نمی‌شوند در صورت انجام تناوب زراعی، نیاز به خاک ورزی نیز کاهش خواهد یافت.

افزایش مواد آلی خاک نفوذپذیری خاک و ظرفیت نگهداری آب را بهبود می‌بخشد، علاوه بر این، افزایش مواد آلی خاک، ساختار کلی خاک و خصوصیات شیمیایی و بیولوژیکی خاک را نیز بهبود می‌بخشد.

کنترل فرسایش

تناوب زراعی با بهبود ساختار خاک و کاهش مقدار خاکی که در معرض آب و باد قرار دارد، به کنترل فرسایش خاک از طریق آب و باد کمک می‌کند. تناوب زراعی همچنین با سیستم های کم خاک‌ورزی و بدون خاک‌ورزی، هماهنگی خوبی دارد که می‌تواند نقش زیادی در محافظت از بستر کشت در برابر فرسایش داشته باشد. برای اطلاعات بیشتر به مقاله کنترل فرسایش خاک را مطالعه کنید.

محصولات پوششی تأثیر قطرات باران را کاهش می‌دهند و از جدا شدن رسوب و جابجایی ذرات خاک جلوگیری نموده، سرعت حرکت رواناب سطحی را کاهش می‌دهند و بنابراین در کاهش تلفات خاک مؤثر هستند.

برای به حداکثر رساندن نتایج تلاش برای کنترل فرسایش، باید تناوب محصول بر اساس شرایط آب و هوایی انتخاب شود. به عنوان مثال، در مناطقی که بارندگی و میزان دما قابل پیش بینی است می‌توان از تناوب ثابتی استفاده نمود در حالی که در نقاطی که مستعد بارندگی غیر فصلی یا خشک‌سالی هستند باید از تناوب های انعطاف پذیرتر استفاده نمود.

بهبود تنوع زیستی

تناوب محصول با ایجاد تغییر در بقایای محصولات و ریشه ها به بهبود تنوع زیستی خاک کمک می‌کند. وجود تنوع در محصولات به نفع گونه های مختلف است و کشت طیف وسیعی از محصولات منجر به ایجاد جامعه میکروبی متنوع تر و سالم تری در خاک می‌شود.

جوامع میکروبی موجود در محصولات دارای نسبت کربن به نیتروژن بالا (مثل ذرت)، در مراحل بعدی تناوب توسط محصولاتی که از نسبت کربن به نیتروژن کمتری برخوردارند (مانند دانه های سویا) پشتیبانی می‌شوند.

افزایش عملکرد

تناوب محصول می‌تواند به افزایش عملکرد کمک کند، به عنوان مثال زمانی که ذرت و سویا در تناوب قرار می‌گیرند، عملکردشان ۱۰ درصد بیشتر از زمانی است که به صورت متوالی در یک قطعه زمین کشت می‌شوند و این افزایش عملکرد نتیجه تمام مزایایی است که تناوب زراعی برای خاک و گیاه به همراه دارد.

در جدول زیر میزان تولید پنبه، کاساوا، ذرت و بادام زمینی که به مدت سه سال در ایستگاه تجربی (Choré) در سیستم بدون خاک‌ورزی و در تناوب های مختلف کشت شده اند نشان داده شده است.

کاهش ریسک اقتصادی

کشت محصولات مختلف می‌تواند توانایی مقاومت در برابر شرایط مختلف و نامساعد آب و هوایی را افزایش دهد. به عنوان مثال، برخی از محصولات تحمل خوبی در برابر سیلاب دارند در حالی که برخی دیگر از مقاومت بالایی در برابر خشکی برخوردارند. کاشت محصولات مختلف به صورت متناوب تأثیر عدم موفقیت محصول در اثر آب و هوای نامساعد را به حداقل می‌رساند و در نتیجه میزان ریسک را کاهش می‌دهد.

همچنین در صورت استفاده از تناوب زراعی رشد و برداشت محصول در زمان‌های مختلف انجام می‌شود و این موضوع به کشاورزان کمک می‌کند تا حجم کار خود را در زمان‌های مختلف تقسیم کنند و در نتیجه بتوانند با همان تجهیزات و نیروی کار قبلی، زمین بیشتری را کشت کنند.

طراحی الگوی تناوب زراعی

موفقیت یک تناوب زراعی به انتخاب محصولات مناسب برای مزرعه شما بستگی دارد. محصولات مختلف از نظر نیاز به نور، آب، مواد غذایی، هوا و دما متفاوت هستند و بنابراین باید یک تناوب محصول به شکلی طراحی شود که همه محصولات بتوانند نیازهای خود را به خوبی برطرف نمایند.

چه محصولاتی را می‌توانید در سیستم تناوبی خود قرار دهید؟

فاکتورهایی که در هنگام طراحی تناوب برای مزرعه، باید در نظر گرفته شوند عبارت‌اند از:

• به چه محصولاتی نیاز دارید و چه چیزهایی را می‌توانید بفروشید. ممکن است بخواهید سبزیجات، غلات، یونجه یا سایر محصولات را کشت کنید.
• در دسترس بودن مواد اولیه و لازم برای تولید محصولات مورد نظر مثل بذر، تجهیزات کاشت و برداشت و غیره
• شرایط خاک و عوامل آب و هوایی در منطقه شما، از جمله ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک، حاصلخیزی کلی خاک، میزان و شدت بارندگی، دما و وجود آفات. یک تناوب خوب باید با شرایط طبیعی زمین سازگاری مناسبی داشته باشد.
• تنوع محصولات تناوب زراعی باید با استفاده از انواع محصولات به گونه ای طراحی شود که محصولات مکمل یکدیگر باشند، به عنوان مثال، بعد از غلات استفاده از حبوبات توصیه می‌شود. اگر محصولات مختلف از یک نوع به طور متوالی کشت شوند (به عنوان مثال، کشت دو غله مختلف به صورت متوالی)، نمی‌توان به خوبی از مزایای حاصل از تناوب محصول استفاده نمود.

• نوع ریشه های محصولات مختلف در انتخاب آن‌ها در تناوب مؤثر است. برخی از محصولات دارای ریشه های قوی هستند که قادر به نفوذ به عمق خاک هستند. این محصولات برای رشد در خاک های فشرده و سنگین بسیار عالی هستند زیرا ریشه های آن‌ها می‌توانند باعث بهبود ساختار خاک، میزان تخلخل و سایر خصوصیات فیزیکی خاک ها شوند. ریشه های عمیق همچنین می‌توانند عناصر غذایی را از عمق پروفیل خاک خارج نموده و آن‌ها را برای محصولات بعدی که ریشه های کم عمق تری دارند در دسترس قرار دهند.
• بعضی از گیاهان در بهبود حاصلخیزی خاک نقش دارند. به عنوان مثال حبوبات نیتروژن را در خاک تثبیت می‌کنند و آن را در دسترس محصولات بعدی قرار می‌دهند. محصولات تثبیت کننده نیتروژن برای کشت قبل از محصولاتی که به نیتروژن زیادی نیاز دارند و یا بازسازی سطح نیتروژن خاک بعد از برداشت محصولاتی که نیتروژن زیادی از خاک می‌گیرند، ایدئال هستند.
• بعضی از محصولات به محافظت از خاک در برابر فرسایش کمک می‌کنند. محصولات پوششی زمین را از فرسایش در بین محصولات اصلی محافظت می‌کنند و باعث بهبود ساختار خاک و سرکوب علف های هرز می‌شوند.

چگونه یک تناوب زراعی کارآمد و موفقیت آمیز را طراحی کنیم؟

بنا بر نظر کوک و الیس (۱۹۸۷)، سه اصل اساسی در طراحی تناوب زراعی عبارت‌اند از

• اجرای تناوب زراعی، حتی زمانی که گیاهانی از یک خانواده کشت شوند بهتر از تک کشتی است.
• کارآمدترین تناوب، تناوب هایی است که شامل حبوبات باشد.
• به طور کلی اجرای تناوب زراعی به تنهایی برای حفظ بهره وری پایدار در طول سال‌های طولانی کافی نیست و افزودن برخی مواد غذایی کمکی به خاک ضروری است.

اگرچه مناطق و مزارع مختلف کشاورزی هریک محدودیت های آب و هوایی و مدیریتی خاص خود را دارند اما برخی از قوانین کلی برای تناوب زراعی وجود دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهد شد. در هر تناوبی که انتخاب می‌کنید لازم است بین محصولات نقدی و غیر نقدی تعادل برقرار کنید، این کار باعث ایجاد یک سیستم تناوب سودآور و پایدار می‌شود.

قوانین کلی برای طراحی یک تناوب زراعی موفق

• گیاهانی که ریشه های عمیق دارند باید در تناوب با گیاهانی که ریشه های کم عمق دارند قرار گیرند. این نوع تناوب باعث بهبود ساختار خاک و ظرفیت زهکشی بستر کشت می‌شود. به عنوان مثال، ترکیب متناوب ذرت با کلم، تناوب مناسبی برای بهبود خصوصیات فیزیکی خاک است.
• محصولاتی که به نیتروژن بیشتری نیاز دارند باید بلافاصله بعد از گیاهان تثبیت کننده ازت کشت شوند. به عنوان مثال پس از سویا می‌توان ذرت کشت نمود.
• به طور کلی توصیه می‌شود که حبوبات در هر دوره چهار ساله حداقل یک‌بار در تناوب قرار گیرند.
• گیاهان با بیومس (زیست توده) ریشه بالا را می‌توان به طور متناوب با گیاهانی که ریشه آن‌ها زیست توده کمی تولید می‌کند، کشت نمود. به عنوان مثال حبوباتی مانند شبدر قرمز و علف باغ (Dactylis glomerata) با زیست توده ریشه بالا را می‌توان به طور متناوب با محصولاتی مثل سویا و ذرت که زیست توده ریشه کمی تولید می‌کنند، در تناوب قرار داد.
• محصولات بسیار سریع رشد مانند گندم سیاه، کنف هندی (Crotalaria juncea) و تربچه باید به‌طور متناوب با محصولاتی که رشد کندی دارند مثل گندم زمستانه و شبدر قرمز کاشته شوند.
• محصولاتی که دارای رشد آهسته تری هستند در برابر علف های هرز آسیب پذیرترند، بنابراین در سیستم تناوب باید بلافاصله بعد از محصولات سرکوب کننده علف های هرز مثل چاودار زمستانی کشت شوند.
• تناوب را می‌توان بین کشت های پاییز و بهار به اجرا درآورد، این استراتژی در کاهش خطرات آب و هوا، تقسیم فشار کار و سرکوب علف های هرز بسیار مؤثر است.
• سعی کنید تا آنجا که ممکن است خاک پوشیده از محصول باشد.
• برای کنترل بهتر علف های هرز بهتر است محصولات برگی را با محصولات دارای کاه در تناوب قرار دهید.

توجه

تناوب زراعی نیاز به یک برنامه ریزی دقیق و کامل دارد، در صورتی که به خوبی در مورد برنامه تناوب فکر نشده و تناوب نامناسبی انتخاب شود، نه تنها مفید نخواهد بود بلکه ممکن است باعث ایجاد عوامل بیماری زای خطرناک شده و تعادل ترکیب مواد غذایی موجود در خاک را نیز از بین ببرد و ممکن است برای اصلاح مجدد آن به چندین سال زمان نیاز باشد.

جمع‌بندی

تناوب زراعی یک روش جامع و کارآمد برای مدیریت مزارع کشاورزی است و کشاورزان با انتخاب یک تناوب صحیح و رعایت آن در طول سال‌های متوالی علاوه بر دستیابی به سود مناسب و پایدار می‌توانند کیفیت خاک را نیز به مرور افزایش دهند و این روش می‌تواند تضمین کننده تولید مناسب در سال‌های بعد برای کشاورزان باشد، در این روش همچنین نیروی کار و تجهیزات با کارایی بیشتری قابل کنترل و استفاده هستند، خطرات آب و هوا و ریسک بازار نیز در این روش کاهش می‌یابد.

استفاده از سیستم‌های تناوبی با کاهش هزینه های مصرف سم و کود، باعث افزایش سوددهی برای کشاورزان می‌شود و درنهایت یک برنامه تناوبی صحیح نقش مهمی در سلامت محیط‌زیست و تولید محصولات سالم ایفا می‌نماید.

با توجه به مزایای بی‌شماری که در این مقاله برای استفاده از تناوب زراعی بیان کردیم به شما کشاورزان عزیز توصیه می‌کنیم که با یک برنامه ریزی درست، از یک تناوب صحیح و کارآمد در کشت و کار خود استفاده کنید، برای انتخاب یک تناوب اصولی می‌توانید از نظرات گروه مشاوره شرکت تجارت سبز آبان نیز استفاده کنید.

امیدوارم با مطالعه این مقاله و بکار بستن آن در کار خود بتوانید در طول سال‌های متمادی به کشت و کار موفق خود ادامه دهید و این مقاله مورد توجه و استفاده شما قرار گرفته باشد.

مقاله مرتبط: کشت همراه چیست؟ و مزایای کاشت چند محصول در مزرعه

منابع

http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/agp/icm12.pdf

https://www.britannica.com/topic/crop-rotation