پديد آورندگان :
خرم دل، سرور دانشگاه فردوسي مشهد - گروه اگروتكنولوژي , رضواني مقدم، پرويز دانشگاه فردوسي مشهد - گروه اگروتكنولوژي , معلم بنهنگي، فاطمه دانشگاه فردوسي مشهد
كليدواژه :
توليد خالص اوليه اندام هاي هوايي , توليد خالص اوليه اندام هاي زيرزميني , تسهيم كربن , گونه گياهي
چكيده فارسي :
افزايش غلظت دي اكسيد كربن در اتمسفر، موجب افزايش توجه به بهبود ذخاير كربن خاك در اگرواكوسيستم ها به منظور تخفيف اثرات تغيير اقليم و بهبود كيفيت خاك شده است(14و 26). پيش بيني تغييرات در مخازن كربن خاك به برآورد توليد خالص اوليه (NPP) و نسبت NPP برگردانيده شده به خاك وابسته مي باشد.
NPP، افزايش مجموع زيست توده گياهي و تلفات آن (نظير خشك شدن، ريزش برگ ها و مرگ گياه، گياهخواري و ...) و به عبارت ديگر، مجموع زيست توده اندام هاي هوايي و زيرميني به ازاي واحد سطح زمين در واحد زمان مي باشد. ميزان توليد خالص اوليه سالانه در اگرواكوسيستم ها و توزيع كربن در اندام هاي هوايي و زيرزميني گياه معمولاً از طريق عملكرد محاسبه مي شود(3، 8 و 17).
اهداف اين مطالعه برآورد ضرايب توليد خالص اوليه اندام هاي زيرزميني و هوايي، توليد خالص اوليه كل، ضرايب نسبي تسهيم كربن، ميزان كربن تسهيم يافته و كل كربن اضافه شده به خاك براي محصولات مهم استان خراسان رضوي بود.
مواد و روش ها
زيست توده اندام هاي هوايي و زيرزميني محصولات عمده در استان خراسان رضوي شامل گندم، جو، ذرت، پنبه، چغندرقند، يونجه و نخود در مرحله رسيدگي در سال هاي 1394 و 1395 اندازه گيري شد. اين گونه هاي گياهي در تمام مزارع مورد مطالعه بر اساس توصيه كودي بر مبناي عرف كود دهي شدند. تعداد نمونه هاي برداشت شده از زيست توده اندام هاي هوايي و زيرزميني از 10 مزرعه چهار نمونه بود (كه به طور ميانگين نشاندهنده كل بوته هاي مزرعه بود). ريشه ها (زيست توده اندام هاي زيرزميني) با استفاده از سيلندرهايي به طور دستي از خاك جدا شدند(10، 23 و 29). اندام هاي هوايي و ريشه ها پس از برداشت، براي رسيدن به وزن ثابت خشك شدند و وزن خشك آنها تعيين شد. محتوي كربن گياه در چهار بخش شامل اندام-هاي هوايي (CS)، دانه (CP)، ريشه (CR) و تراوه هاي ريشه اي (CE) به ازاي واحد زيست توده گياهي در واحد سطح و زمان (گرم كربن در متر مربع در سال) محاسبه شد(3و 9).
نتايج
نتايج نشان داد كه ضرايب نسبي تسهيم كربن به اندام هاي مختلف، توليد خالص اوليه اندام هاي هوايي و زيرزميني و توليد خالص اوليه كل به طور معني داري تحت تاثير نوع گونه گياهي قرار گرفت. بيشترين ميزان كربن تسهيم يافته به اندام هاي مختلف هوايي و زيرزميني شامل بذر (CP)، اندام هاي هوايي (CS)، ريشه (CR) و ترشحات و بقاياي ريشه اي در خاك (CE) به ترتيب براي جو (78/4452 گرم كربن بر متر مربع در سال زراعي)، يونجه (8602/56گرم كربن بر متر مربع در سال زراعي)، يونجه (2929/39گرم كربن بر متر مربع در سال زراعي) و يونجه (1904/11 گرم كربن بر متر مربع در سال زراعي) بدست آمد. بيشترين توليد خالص اندام هاي هوايي و زيرزميني به ترتيب براي جو و يونجه با 28/12626 و 4833/5 گرم كربن بر متر مربع در سال زراعي بدست آمد.
نتيجه گيري
ضرايب تسهيم نسبي كربن به اندام هاي مختلف براي ارزيابي تغييرات كربن خاك در اگرواكوسيستم ها مهم مي باشد. در حقيقت، كربن و توليد خالص اوليه مهمترين متغيرها براي پيش بيني سرعت خالص تغييرات كربن در خاك هستند.
چكيده لاتين :
Extended abstract
Introduction
Increases in the concentration of CO2 in the atmosphere have prompted renewed interest in increasing the soil stocks of carbon in the agroecosystems to mitigate climate change and also improve quality of soil (14, 25).
Predicting the changes in carbon stocks of soil, therefore, depends on reliable estimates of net primary production (NPP) and the proportion of the NPP returned to the soil.
NPP defined as the increase in plant mass (biomass) plus losses (such as mortality, leaf abscission, herbivory, etc.), summed for both above- ground and below-ground tissues per unit area of land per unit of time. The annual NPP in agroecosystems and the distribution of carbon in for both above- ground and below-ground tissues of plant, is usually calculated from agricultural yield (3, 8, 17).
Our purposes were to estimate a set of coefficients for calculating below-ground NPP, above- ground NPP, total annual NPP, relative coefficients of carbon allocation, allocated carbon content and annual carbon inputs to soil for major agricultural crops in Khorasan-Razavi province.
Materials and methods
Shoot and root biomasses for major agricultural crops in Khorasan-e Razavi province such as wheat, barley, corn, cotton, sugar beet, alfalfa and chickpea at plant maturity during two years 2015 and 2016 were measured. The crops in all studied fields were usually fertilized according to local recommendations. The numbers of sub-samples taken for shoot and root biomass measurements from 10 fields (which were subsequently averaged) were four. Roots by using cylinders roots (below ground biomass) were manually separated from the soil (10, 23, 29). After harvesting, shoots and root samples were separately dried to constant weight and expressed on a dry matter basis. Carbon content in each crop into four fractions including seed (CP), shoots (CS), roots (CR) and extra-roots (CE) were calculated in units of biomass carbon per unit area per unit of time (g C m-2 yr-1) (3, 9).
Results and discussion
The results showed that relative coefficients of carbon allocation to different tissues, above-ground NPP, below-ground NPP and total annual NPP were significantly affected by different crop species. The highest contents of allocated carbon to above-ground and below ground tissues including seed (CP), shoot (CS), root (CR) and extra-root (CE) were observed for barley (4452.78 g C m-2 yr-1), alfalfa (8602.56 g C m-2 yr-1), alfalfa (2929.39 g C m-2 yr-1) and alfalfa (1904.11 g C m-2 yr-1), respectively. The maximum above-ground and below-ground NPP were calculated for barley and alfalfa with 12626.28 and 4833.5 g C m-2 yr-1, respectively.
Conclusion
Relative coefficients of carbon allocation among different tissues of each crop is a useful approach for evaluation of soil carbon changes in agricultural systems. Indeed, carbon input and NPP are the most important variables for predicting the net rate of soil carbon changes
