در ابتدای تاریخ زراعت، مزارع بصورت چند کشتی بوده و حداقل این است که علفهای هرز همراه گیاه اصلی رشد میکنند. اگرچه علفهای هرز باعث کاهش محصول میگردند، ولی گاهی اوقات باعث انتقال ژن (Gene flow) مفید به گیاه اصلی شده و نیز زمانی خود علفهرز بهعنوان گیاه اصلی شناخته میشود. مثلاً چاودار (Secale cereale ) و یولاف که ابتدا از علفهای هرز مزارع گندم و جو خاورمیانه و اروپای شرقی شمرده میشدند، امروزه جزء گیاهان زراعی غلات محسوب میشوند (مظاهری، ۱۳۷۷).
پایهگذاری کشاورزی مدرن تککشتی بر اساس استفاده از حداکثر نهادهها در یک مدت کوتاه صورت گرفته است. تأکید بر صرفهجویی در مصرف انرژی و کاهش تلفات آن به بکارگیری منابع قابل دسترس طبیعی دارد (غدیری، ۱۳۸۱) و به جای این طرز فکر که اهداف بوم شناختی و اقتصادی با یکدیگر در تعارض میباشند، به این نکته توجه دارند که نظامهای اقتصادی بر نظامهای حامی حیات اکولوژیک خود متکی هستند و اندیشه مکمل بودن سرمایه طبیعی و سرمایه بشری را ترویج میکنند (نوجوان، ۱۳۸۰).
رویش گیاهان بصورت توأم سابقه طولانی داشته و احتمالاً تاریخ آن به نخستین دورههایی که بشر با کشاورزی آشنا گردیده بر میگردد. کشت گیاهان زراعی بصورت توأم از مناطق استوایی شروع شده است. ناحیه آمازون و حوضه رودخانههای زهکشیشده منطقه Orinoco بهعنوان یک مرکز زراعت چندکشتی، مرکب از گیاهان غدهای و دانهای شناسایی شده است و با افزایش ارتفاع از سطح دریا در مناطق استوایی تعداد گونههای ترکیبشونده در مخلوط کاهش مییابد (مظاهری، ۱۳۷۷).
کشاورزی سنتی ایران بر پایه استفاده حداکثر از عوامل محیطی بوده و استفاده از روابط بین گیاهان و مبارزه با آفات و بیماریها به کشت مخلوط مبادرت میورزیدند. در همین زمینه ستوهیان (۱۳۷۰) به چند مورد از این نوع زراعت اشاره میکند: بعنوان مثال برای تولید خربزه (Cucumis melo) آن را میان ریشه های خارشتر (Alhagi camelorum) میکاشتند.خارشتر با داشتن ریشه های عمیق از آبهای تحتالارض استفاده کرده و با کمک این رطوبت بذر خربزه نیز سبز میشد. کشاورزان ایرانی معتقدند که بین بعضی از گیاهان رابطه عاطفی خاص وجود دارد و این گیاهان در جوار یکدیگر محصول بیشتری تولید میکنند. مثلاً کاشت یونجه و جو و کشت بذر خیس شده درخت سرو (Cupressus sempervirens) در مزرعه غلات باعث ازدیاد کیفی و کمی هر دو گیاه میشود (مظاهری، ۱۳۷۷).
۱-۴-۴-چند کشتی
چند کشتی و یا به عبارتی دیگر کشت مخلوط، عبارت از تولید دو یا چند محصول بطور همزمان در یک قطعه زمین است که به منظور افزایش نسبت برابری زمین انجام میگیرد و نشان میدهد طبیعت همواره ترکیب گونه ها را بر تکگونهای ترجیح میدهد (باومن و همکاران، ۲۰۰۲). این مطلب منطبق با تعریفی از توسعه پایدار است که میگوید: توسعه پایدار، توسعهای است که نیازهای حال حاضر را برآورده کند، بدون آنکه توانایی نسلهای آتی را در برآوردن نیازهای خود به مخاطره اندازد (راشد محصل و حسینی، ۱۳۸۶).
۱-۴-۵-انواع روشهای چند کشتی
۱-۴-۵-۱-چند کشتی متوالی (Sequential Cropping)
در این نوع زراعت گیاهان مختلف در یک سال زراعی بطور متوالی کاشته میشوند. در این الگو هر گیاه پس از برداشت گیاه قبلی کاشته میشود. افزایش محصول در این سیستم فقط در بعد زمان است و هیچ نوع رقابتی بین گیاهان وجود ندارد (آلتری و لیبمن، ۱۹۹۴).
۱-۴-۵-۲-کشت دوگانه (Dobble Cropping)
کاشت دو گیاه در یک سال زراعی و یک قطعه زمین بطور پیدرپی، مانند کاشت سویا بعد از برداشت گندم (کاویجلیا و همکاران، ۲۰۰۴)، کاشت ذرت زودرس بعد از برداشت گندم و یا جو و یا کشت شبدر برسیم (Trifolium alexandrium) بعد از برداشت برنج در گیلان و مازندران (مظاهری، ۱۳۷۷).
۱-۴-۵-۳-کشت سهگانه (Tripple Cropping)
کاشت سه گیاه بطور متوالی در یک سال زراعی و در یک قطعه زمین، مانند کاشت برنج، بادام زمینی، و برنج آپلند در جنوب هندوستان یا ذرت علوفهای، ماش (Vigna radiate) و لوبیا چشم بلبلی (مظاهری، ۱۳۷۷).
۱-۴-۵-۴-کشت چهارگانه
کشت پیدرپی چهار گیاه در یک سال زراعی و یک قطعه زمین، مانند برنج در مناطق حاره (مظاهری، ۱۳۷۷).
۱-۴-۵-۵-چندکشتی همزمان (Simultaneous Multiple Cropping)
گیاهان مختلف نسبتاً همزمان در یک قطعه زمین و در یک سال زراعی کشت میشوند و لزومی ندارد که تاریخ کاشت و برداشت کاملاً همزمان باشند، بلکه گیاهان کاشته شده در بیشتر دوره رویش با یکدیگر همزمان هستند (پالچامی، ۱۹۹۷).
۱-۴-۵-۶-کشت درهم (Mixed cropping)
در این نوع کشت دو یا چند گیاه در یک قطعه زمین بطور همزمان غیرردیفی و به صورت دستپاش کاشته میشوند (جوانشیر و همکاران، ۱۳۷۹).
۱-۴-۵-۷-کشت مخلوط ردیفی (Row Intercroppin)
در این روش حداقل یکی از گیاهان در ردیفهای منظم و مشخص کاشته شده و گیاهان دیگر ممکن است بصورت ردیفی و یا روی ردیف و یا تصادفی با گیاه اول همزمان کشت شوند (ذاکری، ۱۳۸۳).
۱-۴-۵-۸-کشت مخلوط نواری (Strip Intercroppin)
پرورش همزمان دو یا چند گیاه زراعی در نوارهای مختلف با عرض کافی که کشت و کار جداگانه هر یک عملی بوده و محصولات از نظر زراعی اثر متقابل داشته باشند. این نوع کشت مخلوط در سیستمهای بسیار مدرن، به ویژه در نقاطی که از ماشینهای کشاورزی زیاد استفاده میشود (لسونگ و فرانسیس، ۱۹۹۹).
۱-۴-۵-۹-کشت راهرویی یا جنگل زراعی (Agroforestry)
تلفیق محصولات علفی با درختان در یک زمین مشخص به منظور بهینه کردن تولید چند منظوره و قرار دادن آن در یک عملکرد پایدار را جنگل زراعی گویند که شامل باغات خانگی، جنگلکاری در اراضی زراعی، روشهای تلفیقی جنگل با مرتع و زراعت با مرتع و جنگل میباشد (ذاکری، ۱۳۸۳).
۱-۴-۵-۱۰-کشت تأخیری (Delay cropping)
پرورش دو یا چند محصول زراعی که در مراحلی از دوران حیاتی در کنار هم رشد میکنند (واندمیر، ۱۹۹۲). بعبارت دیگر رشد دو یا چند گیاه زراعی بطور همزمان در خلال بخشی از چرخه زندگی گیاه دیگر را کشت تاخیری گویند (ذاکری، ۱۳۸۳).
۱-۴-۶- مزایای کشت مخلوط
۱-۴-۶-۱- افزایش عملکرد در واحد سطح
نظام کشت مخلوط با افزایش تعداد گونهها در در واحد سطح، بهعنوان یک راه حل برای افزایش تولید در کشاورزی پیشنهاد شده است (برومر، ۱۹۹۸). از بهترین فواید کشت مخلوط افزایش تولید در واحد سطح نسبت به تک کشتی، بهدلیل استفاده بهتر از عوامل محیطی مانند نور، آب و مواد غذایی موجود در خاک است )بانیک و همکاران، ۲۰۰۶). افتخاری نسب (۱۳۹۰) در پژوهشی نشان داد که عملکرد نخود در کشت مخلوط با عدس و کدوی کاغذی بطور معنیداری افزایش داشته است. وی افزایش تولید در چندکشتی نسبت به تک کشتی را به وجود اختلافهای مرفولوژیک و نیازهای غذایی متفاوت گیاهان و در پی آن بهرهگیری بهتر از عوامل محیطی مانند نور، آب و مواد غذایی موجود در خاک نسبت داده است. در تحقیقی نشان داده شده است که کشت مخلوط لگوم با یک گراس باعث افزایش عملکرد ماده خشک نسبت به تک کشتی گردید (سنگال، ۲۰۰۳). در کشت مخلوط گراس با گلوم به خاطر استفاده بهتر از نور و استفاده از نیتروژن تولید شده به وسیله لگوم توسط گراس، عملکرد کشت مخلوط نسبت به تک کشتی افزایش مییابد (قمر و همکاران، ۱۹۹۹).
۱-۴-۶-۲- بهبود کیفی محصول
هدف آزمایشهای کشت مخلوط به ویژه مخلوط گیاهان علوفهای، افزایش عملکرد در واحد سطح و کیفیت محصول میباشد و بیشتر آزمایشهای کشت مخلوط شامل گیاهان تیره بقولات و غلات است. در کشت مخلوط لگومها با هر گیاهی نیتروژن تثبیت شده بوسیله لگوم توسط گیاه دیگر جذب میشود و ترکیبات نیتروژنی آن افزایش مییابد (لانگ و همکاران، ۲۰۰۱). هاگارد-نیلسون و همکاران (۲۰۰۶)، در مطالعات خود روی کشت مخلوط برخی گیاهان با بقولات اظهار داشتند که تثبیت نیتروژن توسط اعضای خانواده بقولات باعث افزایش حاصلخیزی خاک میشود. در پژوهشی که توسط ظریفپور و همکاران (۱۳۸۹)، روی کشت مخلوط نخود (Cicer arietinum)و زیره سبز (Cuminum cyminum) انجام شد، مشخص گردید که کشت مخلوط باعث افزایش درصد نیتروژن در زیره شد، که نشان دهنده آن است که نخود به جذب بهتر نیتروژن توسط زیره کمک میکند. پرین و دودیت (۲۰۰۵)، نشان دادند که کشت مخلوط گندم و باقلا موجب افزایش میزان پروتئین دانه گندم از ۱۱ درصد در تک کشتی به ۱۳ درصد در کشت مخلوط شده است.
۱-۴-۶-۳-ثبات عملکرد و کاهش خطرات احتمالی
از دیگر مزایای کشت مخلوط، ثبات عملکرد و کاهش خطرات احتمالی در برابر شرایط نامساعد محیطی است. بطور کلی سیستمهای متنوع از ثبات بیشتری برخوردارند و کمتر دستخوش تغییرات میشوند (واندرمیر، ۱۹۹۲). عملکرد کشتهای خالص به ویژه در مناطقی با شرایط نامطلوب آب و هوایی، اقتصادی و شیوع آفات و بیماریها از ثبات بسیار کمی برخوردار هستند. ارزیابی عملکرد محصول در ۹۴ آزمایش در رابطه با کشتهای خالص و مخلوط لپه هندی و سورگوم نشان میدهد که کشت خالص لپه هندی در هر ۵ سال و کشت مخلوط آن در هر ۳۰ سال یک بار با شکست مواجه میشود (رائو و ویلی، ۱۹۸۰).
۱-۴-۶-۴- حداکثر استفاده از منابع موجود
در کشت مخلوط، منابع بطور موثرتری در زمان و مکان مورد استفاده محصولات قرار میگیرد. در مناطقی که کشت مخلوط متداول است، با توجه به نیازهای خاص گیاهان ترکیب شونده، میکروکلیمای موجود در فضاهای خالی بین ردیفها و بین بوتهها بهتر مورد بررسی قرار میگیرند (مظاهری و آقا علیخانی، ۱۳۷۷). این امر ناشی از اختلافات ارتفاع گیاهان، نحوه قرارگیری اندامها و نیازهای غذایی متفاوت آنهاست (یانوسا، ۱۹۹۰). در آزمایشی که توسط لانگ و همکاران (۲۰۰۱)، صورت گرفت مشاهده شد که در کشت مخلوط گندم و سویا جذب نیتروژن، فسفر و پتاسیم در سطح مشخصی از زمین بیشتر از میزان جذب آنها توسط هریک از کشتهای خالص است. در آزمایش دیگر توسط ونزی و همکاران (۲۰۰۴). مشاهده شد که در کشت مخلوط باقلا و ذرت راندمان مصرف نیتروژن و فسفر نسبت به تککشتی آنها بالا رفت و استفاده بهینه این دو گیاه زراعی از این منابع موجب افزایش حاصلخیزی خاک و کاهش شستشوی آنها گردید. همچنین در این آزمایش مشاهده شد که در کشت مخلوط ذرت با باقلا میزان فسفر قابل دسترس در خاک بالا رفت، زیرا باقلا با تثبیت نیتروژن و پایین آوردن H+ در pHهای بالا موجب آزادسازی فسفر نامحلول خاک شده و مقدار فسفر قابل دسترس آن را بالا میبرد و این عمل موجب افزایش عملکرد ذرت شده است.
۱-۴-۶-۵- بهبود حاصلخیزی خاک
نیاز روز افزون به مواد غذایی مستلزم افزایش سطح زیر کشت و افزایش عملکرد در واحد سطح میباشد که در هر دو مورد امکان فرسایش آبی و بادی موجود میباشد (مظاهری، ۱۳۷۳). از طریق تغییر الگوی بهرهبرداری از زمین، نظیر تبدیل سیستم کشت تناوبی به انواع سیستمهای کشاورزی پایدار، میتوان شدت و دامنه گسترش جنگلزدایی و تخریب خاکها را محدود کرد. توسعه سیستمهای فشرده بقولات به جای سیستمهای برخوردار از آیشهای طولانی مدت و فاقد مدیریت، حاصلخیزی خاک را افزایش میدهد (مظاهری و آقاعلیخانی، ۱۳۷۷). در کشت مخلوط حجم بیشتری از خاک مورد استفاده قرار میگیرد و از طرف دیگر بقایای گیاهی که در این نوع زراعت در خاک باقی میماند، بیشتر و متنوعتر است. بنابراین هوموس و مواد غذائی بیشتری در خاک فراهم شده و خاک حاصلخیزتر میشود (آبراهام و سینگ، ۱۹۸۴). چنانچه که در کشت مخلوط از گیاهان لگومینوز استفاده گردد، این گیاهان نیتروژن هوا را تثبیت مینمایند، که مقداری از آن در همان فصل رشد در دسترس گیاه مجاور و مقداری نیز در کشت بعدی در دسترس گیاه بعدی قرار خواهد گرفت. برخی از گیاهان با تبدیل ترکیبات غیرمحلول در خاک به حالت محلول باعث حاصلخیزی خاک میگردند (رحمانی، ۱۳۸۳). نخود بهعنوان لگوم در کشت مخلوط با غلات میزان فسفر محلول در خاک را افزایش میدهد و شرایط بهتری از نظر جذب فسفر در خاک فراهم میکند، علاوه بر این بهدلیل ساختار متفاوت ریشهها و افزایش حجم ریشهها در واحد سطح، تعداد میکوریزای موجود در خاک افزایش مییابد (مظاهری، ۱۳۷۷). بقولات با نفوذ ریشههای خود به اعماق خاک موجب تکثیر و تقویت میکروارگانیسمها و افزایش حجم خاک گشته و از نظر اصلاح خاک و تنظیم اسیدیته خاک مفید و موثرند (برانت و زنتنر، ۱۹۹۵).
۱-۴-۶-۶- حفاظت از باد و سرما
در کشت مخلوط گیاهان با ارتفاع متفاوت گیاه پا بلند نقش بادشکن برای گیاه پاکوتاه و ضعیف ایفا میکند بهعنوان مثال در آمریکا گیاه آفتابگردان بهعنوان بادشکن به صورت مخلوط نواری با محصولاتی نظیر سویا یا چغندرقند کشت میگردد (ابدالی مشهدی، ۱۳۷۵). کشت مخلوط در کاهش سرما نیز نقش مهمی دارد. در کشت مخلوط لگوم و گراس، گراسها مانع سرمازدگی لگومها میشود و در نتیجه در فصل بهار لگومهای مخلوط در مقایسه با لگومهای خالص رشد رویشی خود را زودتر آغاز مینمایند در این زمینه میتوان به کشت یونجه و جو در ایران اشاره کرد (مظاهری، ۱۳۶۴).
۱-۴-۶-۷- حفاظت از گرما و نور شدید
هوای خیلی گرم باعث کاهش عملکرد گیاهان حساس به گرما میشود. در این حالت با کشت گیاهان حساس در جوار گیاهان مقاوم به گرما محیط مناسبی برای رشد و نمو این گیاهان فراهم شده و در نتیجه عملکرد افزایش مییابد برای مثال میتوان از کشت مخلوط سویا و لوبیا با نیشکر در پرتوریکو و یا کشت مخلوط بادام زمینی و سورگوم در مناطق گرم نام برد (مظاهری، ۱۳۶۴). پاوار (۱۹۸۲) گزارش داد که کشت مخلوط دو ردیف بادامزمینی در بین ردیفهای سورگوم باعث افزایش عملکرد دانه و علوفه سورگوم و همینطور افزایش عملکرد بادامزمینی (افزایش تعداد غلاف) میگردد.
۱-۴-۶-۸- افزایش پروتئین محصول
هنگامیکه اجزاء یک مخلوط را گیاهان لگوم و گراس تشکیل میدهند در اکثر موارد میزان پروتئین آن ها نسبت به تک کشتی افزایش مییابد یکی از دلایل مهم این مسئله استفاده بهینه از نیتروژن خاک و هوا میباشد. در رابطه با کشت گیاهان غیر لگوم با یکدیگر نیز افزایش پروتئین مشاهده میشود، زیرا در این صورت بر اثر یک رقابت مثبت گیاهان از نیتروژن خاک و سایر منابع رشد حداکثر استفاده را مینمایند (مظاهری، ۱۳۶۴). ابدالی (۱۳۷۵) طی تحقیقی در رابطه با مخلوط ذرت و آفتابگردان علوفهای بیشترین عملکرد پروتئین علوفه را در نسبت ۷۵ درصد آفتابگردان و ۲۵ درصد ذرت معادل ۲۴۷۱ کیلوگرم در هکتار بدست آورد.