بررسي تاثير گچ و ضايعات آلي مختلف بر ويژگي‌هاي شيميايي و تنفس ميكروبي يك خاك سديمي

The effects of gypsum and different organic waste on chemical properties and microbial respiration of a sodic soil

سابقه و هدف: با رشد روزافزون جمعيت و افزايش تقاضا براي آب و منابع غذايي باعث استفاده از آب و خاك فقيرتر براي توليد غذا شده است. در همين راستا بهره‌گيري از منابع حاشيه اي و غيرمتعارف از جمله خاك هاي شور و سديمي در دستور كار اغلب كشورهاي جهان كه داراي اين منابع بوده قرار گرفته است. براي اين‌كه اراضي شور و سديمي بتوانند مورد استفاده قرار بگيرند بايد ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي نامطلوب آن‌ها اصلاح گردد. گچ و مواد آلي برخي از اصلاح‌كننده‌هاي مورد استفاده در خاك‌هاي سديمي هستند. گچ به‌دليل حفظ سطح الكتروليت و بهبود خواص فيزيكي براي اصلاح خاك‌هاي سديمي استفاده مي‌شود. مواد آلي با تجزيه تدريجي در خاك موجب افزايش حلاليت گچ و بهبود ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي خاك سديمي مي‌شود. به همين دليل هدف اين پژوهش بررسي تاثير مواد آلي با نسبت‌هاي مختلف C:N به تنهايي و توام با گچ بر ويژگي‌هاي شيميايي و تنفس ميكروبي يك خاك سديمي مي باشد. مواد و روش‌ها: به‌منظور بررسي اثر گچ (صفر، 50 و 100 درصد نياز گچي) به تنهايي و همراه با مواد آلي از بقاياي گياهي يونجه، گياه ذرت، ضايعات خرما و خاك اره (5/1 و 3 درصد كربن آلي) بر ويژگي‌هاي شيميايي و تنفس ميكروبي يك خاك سديمي آزمايش گلخانه‌اي با 27 تيمار و سه تكرار در قالب طرح كاملاً تصادفي به اجرا درآمد. نمونه‌هاي خاك پس از اعمال تيمارها به‌مدت دو ماه در رطوبت ظرفيت زراعي در دماي مناسب خوابانيده شدند. دو ماه پس از اعمال تيمارها از گلدان‌‌هاي آزمايشي نمونه خاك تهيه و ويژگي هاي شيميايي خاك قبل و بعد از آبشويي اندازه‌گيري شدند. براي آبشويي ضخامت آب معادل ضخامت لايه مورد شست و شوي خاك بود همچنين تنفس ميكروبي بلافاصله پس از اعمال تيمارها مورد اندازه‌گيري قرار گرفت. نتايج: نتايج نشان كه قبل از آبشويي، تيمار گچ به‌ميزان 100 درصد نياز گچي توام با 3 درصد كربن آلي از منبع خرما داراي بيش‌ترين تاثير در افزايش هدايت الكتريكي و كاهش pH خاك بود. همچنين پس از آبشويي، pH خاك و مقدار هدايت الكتريكي در همه تيمارها كاهش يافت. بيش‌ترين مقدار كاهش نسبت جذب سديم قبل از آبشويي از تيمار گچ بدون مواد آلي به‌دست آمد كه مقدار نسبت جذب سديم را از 12/29 در تيمار شاهد به 78/17 كاهش داد و پس از آبشويي بيش‌ترين مقدار كاهش نسبت جذب سديم از مصرف 3 درصد كربن آلي از منبع خرما همراه با 100 درصد نياز گچي به‌دست آمد كه مقدار نسبت جذب سديم را از 69/12 به 36/9 كاهش داد. بيش‌ترين مقدار تنفس ميكروبي نيز از مصرف 3 درصد كربن آلي از منبع ضايعات خرما بدون مصرف گچ حاصل شد كه برابر با 34/296 ميلي‌گرم كربن بود و كم‌ترين مقدار تنفس ميكروبي از تيمارهاي بدون كربن آلي مصرفي و خاك اره به‌دست آمد. نتيجه‌گيري كلي: نتايج اين مطالعه نشان داد به‌طور كلي مواد آلي و گچ زماني بيش‌ترين تاثير را در اصلاح خاك سديمي دارند كه پس از افزودن گچ و مواد آلي و خوابانيدن خاك به‌مدت 2 ماه، آبشويي صورت گيرد. در اين صورت مي‌توان ميزان شوري و سديم تبادلي خاك را به مقدار قابل‌توجهي كاهش داد. زماني كه پس از خوابانيدن خاك آبشويي انجام نشود مواد آلي منجر به افزايش ويژگي‌هاي نامطلوب خاك از جمله نسبت جذب سديم مي‌شود. ضايعات خرما با توجه به C:N بالا نسبت به بقاياي يونجه و خرما داراي سرعت تجزيه بيش‌تر و اثر مطلوب‌تري در اصلاح خاك سديمي داشت كه مصرف هم‌زمان آن با گچ موجب تشديد اصلاح خاك سديمي شد.

Background and Objectives: An ever-increasing growth in global population and in demand for water and nutrients has led to the use of less qualified water and soil for food production. Most countries have been utilizing uncommon, marginal sources like sodic and saline soils, which exist in abundance there. For usability of saline-sodic lands, their undesirable physicochemical properties must be amended. Gypsum and organic materials are utilized as amendments to sodic soils. Gypsum is used for reclamation of sodic soils owing to its conservation of electrolyte concentration at the surface and improvement of soil physical properties. Being gradually decomposed, organic materials cause an increase in gypsum solubility and ameliorate sodic soil physicochemical properties. For this reason, this work aimed at an evaluation of the impact of organic materials at different C:N ratios, both on their own and accompanied by gypsum, on chemical properties and microbial respiration of a sodic soil. Materials and Methods: A pot experiment including 27 treatments with three replications and a completely randomized block design was conducted in order to evaluate the impact of gypsum (0, 50 and 100? of gypsum requirement) both alone and accompanied by organic materials obtained from alfalfa plant residues, maize plant, date wastes and sawdust (1.5 and 3? organic carbon) on chemical properties and microbial respiration of a sodic soil. After the treatments were conducted, soil samples were incubated in the field capacity moisture at an appropriate temperature for two months; afterwards, soil sample was prepared from the experimental pots and soil chemical properties were measured before and after leaching. For leaching, water thickness was equivalent to the thickness of the leached layer of the soil. Furthermore, microbial respiration was measured immediately after the treatments were imposed. Results: According the results from this study, before leaching, treatment of gypsum at 100% gypsum requirement accompanied by 3? organic carbon from date source exerted a maximum effect, increasing the electrical conductivity and reducing the soil pH. Also, after leaching, a reduction occurred in the soil pH and electrical conductivity in all treatments. Maximum decrease in sodium absorption ratio (SAR) before leaching was obtained from the treatment of gypsum without organic materials, reducing the value of SAR from 29.12 in the control to 17.78. After leaching, the highest decrease in SAR was obtained with 3? organic carbon from date source accompanied by 100? gypsum requirement, the value of SAR decreased from 12.69 to 9.36. Maximum rate of microbial respiration (296.34 mg C) was obtained by consumption of 3? organic carbon taken from date wastes as the source without any application of gypsum. The lowest rate of microbial respiration arose from treatments without any application of organic carbon and sawdust. Conclusions: According to our results, coexistence of organic materials and gypsum has a maximum effect on the amendment of the sodic soil, on the condition that leaching is carried out after addition of gypsum and organic materials and two-month soil incubation. This way, salinity level and sodium exchange rate in soil can be considerably diminished. When leaching is not carried out after soil incubation, organic materials cause a rise in the undesirable properties of the soil, e.g. SAR. The higher C:N ratio in date wastes makes them have a higher decomposition rate and a more pleasant effect on the amendment of the sodic soil, as compared to alfalfa residues; simultaneous consumption of date wastes and gypsum intensified sodic soil amendment.