عملیات خاکورزی مناسب، موجب بهبود ساختمان خاک، توزیع بهتر خاکدانه ها و نهایتاً اصلاح خصوصیات فیزیکی خاک می شود. خواص فیزیکی خاک عامل تعیین کننده اصلی رشد گیاهچه تا زمان سر برآوردن از خاک و جوانه زنی می باشد. با توجه به بررسی های انجام شده نشان داده است که تغییرات خواص خاک به دلیل خاکورزی، با چندین عامل در ارتباط است که عبارتند از: نوع خاک، نوع وسیله ی خاکورزی، عمق خاکورزی، شرایط خاک نظیر محتوی رطوبت در زمان خاکورزی و شرایط اقلیمی.
بررسی اصلاح خاک با روتیواتور
با توجه به اینکه امروزه که شاهد کشاورزی مکانیزه هستیم، از اولین اقدامات یک کشاورز برای شروع کشاورزی، خرید گاوآهن و ادوات مورد نیاز دیگر است.
از انواع گاوآهن می توان به روتیواتور اشاره کرد که به عنوان یکی از کارآمدترین ماشین های خاکورزی در باغات و شالیزارها استفاده می شود و به صورت روزافزونی کشاوزان بیشتری اقدام به خرید روتیواتور می کنند.
در عملیات سبزی و صیفیکاری، آماده سازی خاک شرایط متفاوتی نسبت به دیگر محصولات زراعی می طلبد و عمق آماده سازی بستر بذر و دانه بندی آن متفاوت است. در این شرایط می توان خاک را با روتیواتورها آماده کرد. با این وجود نرم شدگی خاکدانه ها به واسطه ی اعمال تنش های اضافی به سطح خاک، یکی از نتایج نامطلوب کاربرد روتیواتورها می باشد که اثر نامطلوبی بر ساختمان خاک دارند.
متوسط وزنی قطر کلوخه ها
متوسط وزنی قطر کلوخه ها مهم ترین معیار کمی جهت بیان درجه خردشدگی خاک محسوب می شود به طوری که هر چه مقدار آن کاهش یابد، متوسط ابعاد خاکدانه ها نیزکاهش می یابد. متوسط وزنی قطر کلوخه ها تحت تاثیر عمق کار دستگاه خاکورز است. در مطالعه ای بر روی عملکرد روتیواتور انجا شده است نشان داده شد که حداکثر متوسط وزنی قطر کلوخه ها، هنگامی که درپوش انتهایی کاملاً بالا بود و حداقل مقدار آن در وضعیت کاملاً پایین درپوش انتهایی، به دست آمد.
لغزش چرخ های محرک تراکتور
در ادامه آزمایش انجام شده، با توجه به اینکه لغزش چرخ های محرک تراکتور تحت تاثیر شرایط کاری وسیله ی خاکورز قرار داشت و چنانچه لغزش در محدوده ی مجاز (10 تا 15 درصد) نبود، باعث تخریب ساختمان خاک شد. علاوه بر این، لغزش بیش از حد باعث افزایش توان مصرفی تراکتور، کاهش بازدهی تبدیل انرژی، افزایش مصرف سوخت، کاهش ظرفیت ماشین می شود. در صورتی که لغزش خیلی کم به معنی سنگین بودن بیش از حد تراکتور است که باعث ایجاد تراکم در لایه های زیرین خاک شده و به مرور زمان منجر به تشکیل لایه ی سخت می گردد.
از بین رفتن ساختمان خاک
با توجه به مواردی که گفته شد، کاربرد نادرست روتیواتور و شرایط کاری نامناسب آن ممکن است سبب اعمال تنش های شدید به خاک گشته، خواص فیزیکی خاک را به شدت تحت تاثیر قرار داده و باعث از بین بردن ساختمان خاک و خاک دانه ها شود. همچنین در ادامه، تخریب ساختار خاک منجر به غیریکنواختی جوانه زنی بذر، کاهش رشد ریشه و کاهش نفوذ آب به درون خاک می شود که در نتیجه ی آن، هزینه های تولید افزایش یافته و عملکرد محصول به شدت کاهش می یابد.
بررسی شاخص های مهم خاک تحت تاثیر عملکرد روتیواتور
آنچه در حال حاضر بیشترین استفاده را در کشاورزی دارد، استفاده توام گاوآهن برگرداندار و روتیواتور است. از این رو در ادامه با تحقیقی که در این خصوص صورت گرفته است، سعی بر این داریم تا با توجه به اهمیت موضوع، تاثیر برخی از اجزای کاری اصلی روتیواتور در استفاده توام از آن با گاوآهن برگرداندار را بر برخی شاخص های فیزیکی مهم خاک بازگو کنیم و با استفاده از تجزیه و تحلیل های صورت گرفته، ترکیب مناسب پارامترهای کاری دستگاه و تراکتور جهت دستیابی به شرایط مطلوب ساختار خاک و بستر بذر را با توجه به شرایط خاک منطقه ارائه دهیم.
عمق کار و مقدار خردشدگی کلوخه ها
با افزایش عمق کار، متوسط وزنی قطر کلوخه ها افزایش کاهش یافت که به دلیل کاهش انرژی ویژه مصرف شده (انرژی به ازای واحد حجم خاک) بود اما به هر صورت از نظر آماری، تغییرات معنی دار نبود. عدم وجود تفاوت معنی دار در درجه ی خردشدگی خاک احتمالاً به دلیل استفاده ی مداوم گاوآهن برگرداندار و روتیواتور و در نتیجه پودر شدن بیش از حد خاک به ویژه در لایه های سطحی بود. بنابراین بهتر است از استفاده ی بیش از حد این دو دستگاه در عملیات خاکورزی، اجتناب شود.
روند توزیع اندازه ی خاکدانه ها نسبت به تغییر عمق به گونه ای بود که درصد ذرات درشت با افزایش عمق، ابتدا روند افزایشی و سپس تقریباً ثابت داشت اما درصد ذرات متوسط، ابتدا روندی کاهشی و سپس افزایشی داشت. هرچند که درصد ذرات ریز با افزایش عمق، پیوسته نزولی بود اما در تمامی عمق ها، درصد آن نسبت به ذرات متو سط و درشت بیشتر بود.
علت این امر احتمالاً به این دلیل بود که مزرعه با توجه به آنچه که در منطقه متداول است، ابتدا توسط گاوآهن برگرداندار شخم زده شد و سپس عملیات روتیواتورزنی اجرا گردید. در واقع، شاید دو بار عمل خاکورزی منجر به افزایش درصد خاکدانه های ریز شد. البته حرکت دورانی تیغه های روتیواتور و نوع مکانیزم خاکورزی این دستگاه به عنوان یک وسیله ی خاکورز فعال نیزدر این امر بی تاثیر نبود. در واقع می توان گفت که کارکرد روتیواتور اساساً به گونه ای است که ذرات ریز بیشتری به جای می گذارد. بنابراین می توان گفت که استفاده چند باره از گاوآهن برگرداندار و روتیواتور که در منطقه مرسوم است، می تواند منجر به پودر شدن بیش از حد خاک و احتمالاً صدمه به ساختمان خاک شود.
نتایج همچنین حاکی از آن بود که با افزایش عمق کار، لغزش چرخ های محرک تراکتور افزایش یافت به طوری که بیشترین مقدار آن در حالت عمیق با 15.9 درصد و کمترین مقدار آن در حالت کم عمق با 14.0 درصد بود.
همچنین تحقیقات نشان داد که با افزایش عمق کار مقاومت کششی دستگاه خاکورز افزایش می یابد. بنابراین در عمق کاری بیشتر، تراکتور نیاز به صرف توان بیشتری برای به هم زدن خاک و خردکردن کلوخه ها داشت و احتمالاً همین امر باعث افزایش لغزش گردید. البته این استدلال در مورد روتیواتور به لحاظ حرکت دورانی تیغه ها و بعضاً وجود کشش منفی، چندان قوی نیست بلکه غیر یکنواختی خردشدگی خاک در اثر انجام شخم اولیه قبل از روتیواتور، شکست ناموزون پیوند بین ذرات خاک، ناهمگنی بافت خاک و تفاوت رطوبت خاک در بعضی از کرت ها شاید دلایلی منطقی تر برای این امر باشند. تحلیل ها نشان داد که لغزش با عمق کار دستگاه رابطه ی مستقیم داشت.
درپوش روتیواتور و مقدار خردشدگی کلوخه ها
اثر وضعیت استقرار درپوش بر پارامترهای اندازه گیری شده در آزمایش نشان داد با بسته شدن هر چه بیش تر درپوش، متوسط وزنی قطر کلوخه ها ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت. بیش ترین درجه ی خردشدگی خاک در وضعیت کاملاً بسته و کمترین خردشدگی در وضعیت نیمه باز درپوش به ترتیب با متوسط وزنی قطر کلوخه ها برابر با mm 36/89 و mm 43/25 به دست آمد. هرچند، انتظار می رفت که کمترین خردشدگی در وضعیت کاملاً باز درپوش حاصل شود. البته مقادیر متوسط وزنی قطر کلوخه ها در هر دو وضعیت نیمه باز و کاملاً باز درپوش، در یک کلاس آماری قرار گرفتند و تفاوت معنی داری نداشتند.
در تحقیقی مشابه نیز حداکثر خردشدگی خاک در وضعیت درپوش پایین و حداقل مقدار آن در وضعیت درپوش بالا گزارش گردید. هنگامی که درپوش انتهایی کاملاً بسته باشد شدت و تعداد برخورد کلوخه ها به درپوش بیشتر شده، مقاومت بیشتری در مسیر جریان خاک کنده شده در روتیواتور به وجود می آید و همین امر سبب می شود تا کلوخه ها مدت زمان بیشتری در داخل دستگاه مانده و همه ی اینها سبب جذب انرژی بیشتری توسط خاک می گردد. احتمالاً همین امر موجب افزایش درجه ی خردشدگی خاک در وضعیت کاملاً بسته ی درپوش گردید.
