Effect of tillage methods and corn residue on wheat yield, soil organic matter content, and earthworm population in Zarghan, Fars
Subject Areas : Journal of Plant Ecophysiology
Jahanbakhsh Mirzavand
1
(Assistant Professor, Soil and Water Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Zarghan, Iran)
Reza MoradiTalebbeigi
2
(Former Ph.D Student of Crop Production and Plant Breeding, School of Agriculture, Shiraz University)
Keywords: Soil fertility, conservation tillage, Reduced Tillage, Residue retention,
Abstract :
A 3-year field experiment was conducted to evaluate the effects of tillage methods (conventional tillage (CT), reduced tillage (RT), and No-Till (NT)) and corn residue (residue removal and retention) on soil organic matter content (OM), earthworm population, and wheat yield at Zarghan, Fars province in 2013-2016. The experimental was a split-plot based on randomized complete block design with three replications. Soil organic matter decreased by CT method and residue removal at 15 and 8% in the soil depth ranges of 0-10 and 10-20 cm compared to conservation tillage, respectively. In contrast, applying CT method accompanied by keeping residue increased OM content by 27% compared to residue removal. The highest earthworm population was obtained by NT method and residue retention, while the earthworm population decreased by CT method and residue removal at 17% compared to RT and NT methods. The highest grain yield (8113 kg ha-1) and harvest index (40.26%) of wheat were obtained by RT and CT methods when residue returned, respectively. Applying NT method and residue retention reduced wheat yield up to 40% compared to RT method. It is concluded that, to grantee the wheat yield potential and improve earthworm activity and soil fertility under wheat-corn rotation, adopting RT method accompanied by corn residue retention on the soil surface, is recommended.
اسدیخشویی، ا.، ی. آبادی مجتبی و ت. اورنگ. 1390. تاثیر خاکورزی مرسوم و حفاظتی بر عملکرد ذرت در تناوب جو-ذرت. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. جلد 12، شماره 1: 83-96.
اسکندری، الف. و و. فیضیاصل. 1396. تاثیر خاکورزی حفاظتی بر برخی خواص فیزیکی خاک و عملکرد محصول در تناوب گندم-ماشک در منطقه سردسیر دیم. نشریه ماشینهای کشاورزی. جلد 7، شماره 2: 451-467.
افضلینیا، ص.، س.م. حسینی، ک. ملائی و ش. شجری. 1395. تاثیر روشهای مختلف خاکورزی بر ویژگیهای خاک و عملکرد گندم آبی در اقلیم سرد. مجله علمی پژوهشی اکوفیزولوژی گیاهی. جلد 24: 112-122.
افضلینیا، ص. و ع. کرمی. 1397. اثر خاکورزی حفاظتی بر خصوصیات خاک و عملکرد ذرت در تناوب با گندم. مجله مهندسی بیوسیستم ایران. جلد 49، شماره 1: 129-137.
امام، ی.، ع. احمدی و م. پسرک لی. 1389. تاثیر روشهای مختلف خاکورزی توأم با مدیریت بقایای گیاهی و سطوح نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم دیم (رقم آگوستا) در شرایط استان فارس. نشریه علوم گیاهان زراعی ایران. جلد 41، شماره 4: 841-850.
امینی، ع.، م. رجایی و ک. فارسی نژاد. 1393. تاثیر روشهای مختلف خاکورزی و مدیریت بقایای گیاهی بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم. مجله اکوفیزیولوژی گیاهی. جلد 16: 27- 37.
پژمان، ح.، ل. جوکار و م. زارع مویدی. 1396. مقایسه فراوانی و تنوع گونهای بندپایان گیاهخوار موجود در زراعت گندم در سامانههای خاکورزی حفاظتی و متداول در منطقه زرقان فارس. آفات و بیماریهای گیاهی. جلد 85، شماره 2: 139-154.
چگنی، م.، ش. انصاریدوست و ح.ا. اسکندری. 1393. اثر روشهای خاکورزی و مدیریت بقایای گیاهی بر برخی از ویژگیهای فیزیکی خاک در جهت رسیدن به کشاورزی پایدار. مجله دانش کشاورزی و تولید پایدار. جلد 24، شماره 2: 31-40.
زراعی، م.، س.ع.ر. کاظمینی و م.ج. بحرانی. 1393. تاثیر سامانههای خاکورزی و تنش آبی بر رشد و عملکرد گندم. فصلنامه پژوهشهای زراعی ایران. جلد 12، شماره 4: 793-804.
صفری، ا.، م.ا. آسودار، م. قاسمینژاد و ا.ر. عبدعلینژاد. 1392. اثر مدیریت بقایا، روشهای مختلف خاکورزی حفاظتی و تراکم کاشت بر ویژگیهای فیزیکی خاک و عملکرد دانه گندم. مجله دانش کشاورزی و تولید پایدار. جلد 23، شماره 2: 49-59.
علیجانی، خ.، م.ج. بحرانی و س. ع.ر. کاظمینی. 1390. تاثیر روشهای خاکورزی و مقادیر بقایای ذرت بر رشد، عملکرد و اجزای عملکرد گندم. فصلنامه پژوهشهای زراعی ایران. جلد 9، شماره 3: 113-122.
فلاحهروی، ا.، ح. عباس دخت، ا. زارع فیض آبادی و ا. غلامی. 1395. تاثیر خاکورزی حفاظتی و متداول با مدیریت بقایا بر ویژگیهای فیزیولوژیکی گندم (Triticum aestivum L.). نشریه علوم گیاهان زراعی ایران. جلد 47، شماره 2: 277-289.
گورویی، س.، ا. آینهبند و ع.ا. معزی. 1395. تاثیر نوع و درصد بقایای گیاهی بر برخی خصوصیات زیستی کرمهای خاکی و میزان تولید ورمی کمپوست. نشریه زیست شناسی خاک. جلد 4، شماره 1: 53-63.
Allmaras, R. R., Schomberg, H. H., Douglas, C. L. and Dao, T. H. 2000. Soil organic carbon sequestration potential of adopting conservation tillage in US cropland. J. Soil Water Conserv. 55: 365-373.
Bahrani, M. J., Raufat, M. H. and Ghadiri, H. 2007. Influence of wheat residue management on irrigated corn grain production in a reduced tillage system. Soil Tillage Res. 94:305-309.
Benjamin, J. G., Mikha, M. M. and Merle, F. R. 2008. Organic carbon effects on soil physical and hydraulic properties in a semi arid climate. Soil Sci. Soc. Am. J. 72: 1357-1362.
Bono, A., Alvarez, R., Buschiazzo, D. E. and Cantet, R. J. C. 2008. Tillage effects on soil carbon balance in a semiarid agroecosystem. Soil Sci. Soc. Am. J. 72: 1140-1149.
Chan, K. Y. 2001. An overview of some tillage impacts on earthworm population abundance and diversity implications for functioning in soils. Soil Tillage Res. 57: 179-191.
Chan, K. Y. and Heenan, D. P. 2006. Earthworm population dynamics under conservation tillage systems in south-eastern Australia. Aust. J. Soil Res. 44: 425–431.
De-Vita, P., Di-Paolo, E., Fecondo, G., Di-Fonzo, N. and Pisante, M. 2007. No-tillage and conventional tillage effects on durum wheat yield, grain quality and soil moisture content in southern Italy. Soil Tillage Res. 92: 69-78.
Evans, A.C. 1947. A method of studying the burrowing activities of earthworms. Ann. Mag. Nat. Hist. 14: 643-650.
Hemmat, A. and Eskandari, I. 2006. Dry-land winter wheat response to conservation tillage in a continuous cropping system in northwestern Iran. Soil Tillage Res. 86: 99-109.
Muhammad, R., Khan, G. D., Hanif, M. and Ali, S. 2012. Impact of soil compaction on root length and yield of corn (Zea mays L.) under irrigated condition. Middle-East J. Sci. Res. 11(3): 382-385.
Metzke, M., Potthoff, M., Quintern, M., Hess, J. and Joergensen, R. G. 2007. Effect of reduced tillage systems on earthworm communities in a 6-year organic rotation. Eur. J. Soil Biol. 43: 209-215.
Mrabet, R. 2000. Differential response of wheat to tillage management systems in a semi-arid area of Morocco. Field Crop Res. 66: 165-174.
Nikita, S., Eriksen-Hamel, A. B., Speratti, J. K., Whalen, A. L. and Chandra, A. M. 2009. Earthworm populations and growth rates related to long-term crop residue and tillage management. Soil Tillage Res. 104: 311–316.
Rieger, S., Richner, W., Streit, B., Frossard, E. and Liedgens, M. 2008. Growth, yield and yield components of winter wheat and the effects of tillage intensity, preceding crops, and N fertilization. Eur. J. Agron. 28: 405-411.
Verhulst, N., Govaerts, B., Nelissen, V., Sayre, K. D., Crossa, J., Raes, D. and Deckers, J. 2011. The effect of tillage crop rotation and residue management on maize and wheat growth and development evaluated with an optical sensor. Field Crop Res. 120: 58-67.
Virto, I., Imaz, M. J., Enrique, A., Hoogmoed, W. and Bescansa, P. 2007. Burning crop residues under no-till in semi-arid land, Northern Spain-effects on soil organic matter, aggregation, and earthworm populations. Aust. J. Soil Res. 45: 414-421.
Walkley, A. and Black, I. A. 1934. Estimation of soil organic carbon by the chromic acid titration method. Soil Sci. 37: 29-38.
Wiatrak, P. J., Wright, D. L. and Marois, J. J. 2006. The impact of tillage and residual nitrogen on wheat. Soil Tillage Res. 91: 150-156.
Wilhelm, W. W., Johnson, J. M. F., Hatfield, J. L. and Linden, D. R. 2004. Crop and soil productivity response to corn residue removal. Agron. J. 96:1-17.
Wuest, S. B., Caesar-Tont, T. C., Wright, S. F. and Williams, J. D. 2005. Organic matter addition, N, and residue burning effects on infiltration, biological, and physical properties of an intensively tilled silt-loam soil. Soil Tillage Res. 84: 154-167.
Yoo, G., Nissen, T. M. and Wander, M. M. 2006. Use of physical properties to predict the effects of tillage practices on organic matter dynamics three Illinois soils. J. Environ. Qual. 35: 1567-1583.
_||_