تاثير سوزاندن بقاياي گياهي نيشكر و ذرت بر اشكال مختلف كربن در برخي خاك هاي استان خوزستان

Effects of Burning of Sugarcane and Maize Residues on Different Forms of Carbon in Some Soils of Khuzestan Province

سوزاندن بقاياي گياهي اثرات مخرب و جبران‌ناپذيري بر خاك و محيط‌زيست دارد. اطلاعات كمي در ارتباط با تاثير سوزاندن بقاياي گياهي بر اشكال مختلف كربن در خاك هاي زراعي كشور وجود دارد؛ لذا مطالعه اي به‌صورت فاكتوريل و در قالب طرح كاملاً تصادفي با هدف بررسي تاثير نوع بقايا، سوزاندن بقاياي گياهي و عمق نمونه برداري به‌عنوان عوامل آزمايشي بر اشكال مختلف كربن خاك شامل كربن آلي كل، كربن قابل اكسيد شدن به‌وسيله پرمنگنات، كربن زيست توده ميكروبي و كربن آلي ذره اي ريز و درشت در برخي خاك هاي تحت كشت نيشكر و ذرت در استان خوزستان انجام شد. بر اين اساس، 2 مزرعه ذرت و 2 مزرعه نيشكر حوالي شهرستان شوشتر انتخاب و نمونه برداري به‌صورت مركب از اين مزارع قبل و بعد از سوزاندن بقايا در هر مزرعه از 5 نقطه و در سه تكرار از عمق هاي 5-0، 15-5 و 30-15 سانتي متري انجام گرفت. نتايج نشان داد كه سوزاندن بقاياي گياهي باعث افزايش محتواي كربن آلي كل (از 2/7 به 0/9 گرم بر كيلوگرم در مزارع ذرت و 2/13 به 2/14 گرم بر كيلوگرم در مزارع نيشكر) و كربن آلي ذره اي ريز (3/2 به 1/3 گرم بر كيلوگرم در مزارع ذرت و 8/3 به 5/4 گرم بر كيلوگرم در مزارع نيشكر) و درشت خاك ها (4/1 به 6/1 گرم بر كيلوگرم در مزارع ذرت و 7/2 به 85/2 گرم بر كيلوگرم در مزارع نيشكر) در لايه سطحي گرديده است. همچنين نتايج نشان داد كه سوزاندن بقاياي گياهي منجر به كاهش ميزان كربن زيست توده ميكروبي (112 به 65 ميلي‌گرم بر كيلوگرم در مزارع نيشكر و 155 به 123 گرم بر كيلوگرم در مزارع ذرت) و كربن قابل اكسيد شدن توسط پرمنگنات (240 به 209 ميلي‌گرم بر كيلوگرم در مزارع ذرت و 362 به 315 ميلي‌گرم بر كيلوگرم در مزارع نيشكر) در عمق 5-0 سانتي متري شده است. به‌علاوه، نتايج نشان داد كه مقادير افزايش در شكل هاي مختلف كربن تحت تاثير نوع بقايا متفاوت است. به‌گونه‌اي كه مقادير كربن آلي كل، كربن قابل اكسيد شدن توسط پرمنگنات، كربن آلي ذره اي ريز و درشت در مزارع تحت كشت نيشكر نسبت به مزارع تحت كشت ذرت بيشتر بود؛ حال‌آنكه مقادير كربن زيست‌توده ميكروبي در مزارع تحت كشت ذرت (7/128 ميلي‌گرم بر كيلوگرم) بيش از نيشكر (8/60 ميلي‌گرم بر كيلوگرم) مشاهده شد.

Burning of crop residues has adverse impacts on soil and environment. Limited information is available about the effects of crop residue burning on different forms of soil carbon. A factorial experiment with a complete randomized design was conducted to evaluate the effects of burning of sugarcane, and maize residues and different sampling depths as experimental factors on different forms of organic carbon including microbial biomass (MBC), permanganate-oxidizable (POX), total organic carbon (TOC), fine particulate organic carbon (FPOM) and coarse particulate organic carbon (CPOM) in some soils of Khuzestan Province. Composite soil samples with three replications were taken from 0-5, 5-15, and 15-30 cm depths in 5 points of the selected two sugarcane and two maize farms before and after burning of the plant residues. According to the results, the amounts of TOC (from 7.2 to 9.0 g kg-1 in maize and 13.2 to 14.2 g kg-1 in sugarcane farms), CPOM (from 1.4 to 1.6 g kg-1in maize and 2.7 to 2.85 g kg-1in sugarcane farms) and FPOM (from 2.3 to 3.1 in maize and 3.8 to 4.5 in sugarcane farms) were significantly increased in the soil 0-15 cm depth, due to the burning of both crops residues. The results also indicated that the burning of residues decreased the amounts of MBC (from 155 to 123 mg kg-1in maize and 112 to 65 mg kg-1in sugarcane farms) and POX (from 240 to 209 mg kg-1in maize and 362 to 315 mg kg-1in sugarcane farms) in the soil 0-5 cm depth. Also, the MBC and POX values in 5-15 and 15-30 cm depths were lower than those in 0-5 cm depth of the soil. However, burning of the sugarcane and maize residues had no influence on the amounts of MBC and POX parameters. The results also implied that the amounts of TOC, MBC, POX, FPOM and CPOM were affected by the type of residues. Accordingly, the TOC, POX, FPOM and CPOM values were higher in sugarcane farms, but maize farms showed higher amounts of MBC (128.7 mg kg-1 vs. 60.8 mg kg-1).