دانشگاه فردوسی مشهد پژوهشهای زراعی ایران 2008-1472 24 2 2026 06 22 The Effect of Tillage Systems on Nutrient Concentrations, Root Traits and Forage Yield and in Forage Legumes اثر نظام‌های خاک‌ورزی بر غلظت عناصر غذایی، صفات ریشه و عملکرد علوفه در بقولات علوفه‌ای 163 181 47141 10.22067/jcesc.2025.94086.1408 FA نیلوفر براتی گروه علوم باغبانی و زراعی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران مسعود رفیعی بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی لرستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، خرم‌آباد، ایران 0000-0003-0101-7659 مرجان دیانت گروه علوم باغبانی و زراعی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0000-0003-1660-5883 محمدرضا اردکانی گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران 0000-0003-3466-4756 وریا ویسانی گروه علوم باغبانی و زراعی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران Journal Article 2025 06 16 IntroductionIn recent years, application of conservation tillage methods has been widely considered in the world, and the use of conventional tillage methods has become outdated in some parts of the world. Conservation tillage systems are usually implemented in arid and semi-arid regions. In semi-arid regions, the key to increasing crop production is to maximize surface water infiltration. In addition, legumes are the main source of protein in developing countries, with about twice the protein content of cereals, and are a source of Inexpensive, good-quality protein and a suitable complement to cereal protein. These plants are very important in low-input farming systems and have a special place in the rotation of some agricultural systems in the world, especially in dry regions, and play a significant role in food production in these countries. Therefore, a field experiment was conducted to evaluate the effects of different tillage systems on nutrient concentrations, root traits, and forage yield of forage legumes at the research farm of the Lorestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, located 8 km southwest of Khorramabad, Iran, during the 2022–2023 and 2023–2024 growing seasons.Materials and MethodsThis experiment was conducted as a split plot based on a randomized complete block design with three replications. Tillage methods (conventional, low-tillage, and no-tillage) were considered as the main factor, and forage legumes (Broujerd landrace faba bean, Lamei cultivar vetch, Grass pea, Barakat and Feyz cultivar faba bean) were considered as secondary factors. The water required by the plants was supplied by normal rainfall during the growing season, and no irrigation was performed. Disking, minimum tillage included a chisel plow or a combined toothed roller cultivator, and no-tillage involved no tillage operations. Results and DiscussionThe results of the analysis of variance showed that the main effect of tillage system and forage legumes on all measured traits and the interaction effect of tillage × forage legumes on forage yield, root length, root volume, and the concentration of copper, zinc, and phosphorus elements in aerial parts were significant. Based on the results of the tillage system × forage legume planting showed that the highest forage dry weight (2820.9 kg ha-1) and copper concentration (50.17 ppm) were observed in the conventional tillage system and Lamei variety vetch. The highest forage fresh yield (10671.54 and 10581.19 kg ha-1), root length (33.89 and 33.39 cm) and phosphorus concentration (0.85 and 0.84%) were observed in the conventional and low-tillage systems and Lamei variety vetch. Also low-tillage system and Lamei variety vetch had the highest zinc concentration (50.69 ppm) and root volume (11.74 cm3). The conventional tillage system increased root diameter by 32%, fresh forage weight by 26%, dry weight by 21%, potassium by 27%, iron by 6%, and manganese by 8% and soil respiration by 22% compared to the no-till system. Also, the results of comparing the average effect of planting different forage legumes on measured traits showed that the highest yield, root traits, and nutrient elements were observed in the Lamei variety vetch. ConclusionOverall, the results highlight the importance of selecting appropriate tillage systems and forage legume species to optimize forage yield and quality. Among the evaluated species, vetch exhibited superior performance under the environmental conditions of this study. Furthermore, conventional and minimum tillage significantly influenced forage yield, root characteristics, and nutrient concentrations by altering the soil's physical, chemical, and biological properties in the Khorramabad region.AcknowledgementHereby, we would like to express our gratitude to the respected professors and laboratory staff of the Khorramabad Research Center for their guidance and assistance during the project. در سال‌های اخیر، خاک‌ورزی حفاظتی به‌دلیل توانایی در افزایش نفوذ آب در مناطق خشک و نیمه‌خشک، جایگزین روش‌های مرسوم شده است. این روش‌ها به حداکثر رساندن تولید محصول کمک می‌کنند. همچنین حبوبات به‌عنوان یک منبع غنی و ارزان پروتئین، نقش حیاتی در تغذیه کشورهای در حال توسعه دارند. این گیاهان با ارزش، به‌ویژه در سیستم‌های کشاورزی کم‌نهاده و در تناوب زراعی مناطق خشک، از اهمیت بالایی برخوردارند و به امنیت غذایی این مناطق کمک می‌کنند. بنابراین به‌منظور ارزیابی اثر نظام‌های خاک‌ورزی بر غلظت عناصر غذایی، صفات ریشه و عملکرد علوفه در بقولات علوفه‌ای، آزمایشی به‌طورت اسپلیت‌پلات با قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار در شهر خرم‌آباد، طی دو سال زراعی 1402-1401 و 1403-1402 در آبان ماه اجرا شد. آب مورد نیاز گیاهان از بارندگی نرمال در طول فصل رشد تأمین شد و هیچ‌گونه آبیاری صورت نگرفت. عامل اصلی خاک‌ورزی (مرسوم، کم‌خاک‌ورزی و بدون خاک‌ورزی) و عامل فرعی بقولات علوفه‌ای (باقلا (Vicia faba L.) توده بروجرد، ماشک (Vicia sativa L.) رقم لامعی، خلر (Lathyrus sativus L.)، باقلا رقم برکت و فیض)) بود. خاک‌ورزی مرسوم شامل شخم با گاوآهن برگردان‌دار و سپس دیسک، کم‌خاک‌ورزی شامل چیزل‌پکر یا خاک‌ورز مرکب غلطک لوله‌ای دندانه‌‌دار و بی‌خاک‌ورزی فاقد هرگونه عملیات خاک‌ورزی بود. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر اصلی سیستم خاک‌ورزی و بقولات علوفه‌ای بر همه‌ صفات اندازه‌گیری‌شده و اثر متقابل خاک‌ورزی × بقولات علوفه‌ای بر عملکرد علوفه، طول ریشه، حجم ریشه، غلظت عناصر مس، روی و فسفر در اندام‌های هوایی معنی‌دار بودند. براساس نتایج اثر متقابل خاک‌ورزی × بقولات علوفه‌ای، بیشترین میزان وزن خشک علوفه (2820.9 کیلوگرم در هکتار) و عنصر مس (50.17 پی‌پی‌ام) در خاک‌ورزی مرسوم و گیاه ماشک مشاهده شد. بیشترین عملکرد تر علوفه (10671.54 و 10581.19 کیلوگرم در هکتار)، طول ریشه (33.89 و 33.39 سانتی‌متر) و غلظت عنصر فسفر (0.85 و 0.84 درصد) از خاک‌ورزی مرسوم و کم‌خاک‌ورزی و گیاه ماشک به دست آمد. همچنین کم‌خاک‌ورزی و کشت گیاه ماشک از بیشترین غلظت عنصر روی (50.69 پی‌پی‌ام) و حجم ریشه (11.74 سانتی‌متر مکعب) برخوردار بودند. خاک‌ورزی مرسوم نسبت به بدون خاک‌ورزی، 32 درصد قطر ریشه، 26 درصد وزن تر علوفه، 21 درصد وزن خشک، 27 درصد پتاسیم، شش درصد آهن، هشت درصد منگنز و 22 درصد تنفس خاک را افزایش داد. به‌طورکلی، این تحقیق بر اهمیت انتخاب سیستم خاک‌ورزی مناسب و نوع بذر در راستای بهینه‌سازی تولید علوفه و بهبود کیفیت آن تأکید دارد و نشان می‌دهد که ماشک در شرایط این آزمایش، عملکرد خوبی داشته است. همچنین روش‌های خاک‌ورزی مرسوم و کم‌خاک‌ورزی به‌دلیل تغییراتی که در شرایط فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک ایجاد می‌کنند، تأثیر قابل توجهی بر عملکرد، صفات ریشه و غلظت عناصر غذایی در منطقه خرم‌آباد دارند. https://jcesc.um.ac.ir/article_47141_1b7f4b2c845aac58d112f6e7ca78e8f7.pdf