پديد آورندگان :
عبدالهي قره كند، جواد دانشگاه اروميه - گروه علوم خاك , سپهر، ابراهيم دانشگاه اروميه - گروه علوم خاك , فيضي اصل، ولي سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي - مؤسسه تحقيقات كشاورزي ديم كشور، مراغه، ايران , رسولي صدقياني، ميرحسن دانشگاه اروميه - گروه علوم خاك , صمدي، عباس دانشگاه اروميه - گروه علوم خاك
كليدواژه :
معدني شدن كربن , بقاياي گياهي , CO2 , نسبت C/N , خاك شور-سديمي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: پويايي كربن خاك پس از برگرداندن بقاياي گياهي با ويژگي‌هاي كيفي متفاوت در خاكهاي مختلف، به طور متفاوت تحت تاثير قرار مي‌گيرد. يكي از راه‌هاي صحيح و عملي براي بهبود ماده آلي خاك، مديريت صحيح استفاده از بقاياي گياهي محصولات كشاورزي است، به گونه‌اي كه با برگرداندن اين بقايا به خاك، متوسط سالانه ورودي كربن به خاك افزايش يافته و بخشي از كربن خروجي حاصل از تجزيه ميكروبي جبران مي‌گردد. از اينرو، هدف از اين تحقيق، بررسي تاثير بقاياي گياهي مختلف بر سينتيك معدني شدن كربن و ميزان كربن آلي در خاكهاي مختلف اطراف درياچه اروميه بود.
مواد و روشها: اين تحقيق به صورت آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي با فاكتورهاي نوع خاك (آهكي، سديمي و شور-سديمي) و بقاياي گياهي (گندم، ذرت، آفتابگردان، ماشك و شبدر) به ميزان 2 درصد، به همراه تيمار شاهد (خاك بدون بقايا) در سه تكرار انجام شد. تيمارهاي آزمايشي به مدت 10 هفته (70 روز) در دماي 1± 25 درجه سانتي‌گراد و با رطوبت 50 درصد ظرفيت زراعي انكوباسيون شدند. ميزان خروج CO2 به صورت منظم هفته‌اي يكبار به مدت 10 هفته اندازه‌گيري شد و سپس پارامترهاي معادله سينتيكي معدني شدن كربن (شاخص C0 (ذخيره كل كربن قابل تجزيه) و kC0 (سرعت بالقوه اوليه معدني شدن كربن)) محاسبه شد. در نهايت، درصد كربن آلي خاكها بلافاصله بعد از اتمام آزمايش در تمامي تيمارها اندازه‌گيري شد.
يافته‌ها: نتايج تجزيه واريانس نشان داد، اثر نوع خاك و بقاياي گياهي بر معدني شدن كربن در سطح احتمال 1 درصد معني‌دار بود. يشترين خروج CO2 در هفته اول انكوباسيون اتفاق افتاد و سپس روند كاهشي را تا انتهاي زمان انكوباسيون نشان داد. بيشترين مقادير تجمعي كربن معدني شده، مربوط به بقاياي ماشك و شبدر در خاك آهكي بود. همچنين، همبستگي مثبت و معني‌داري بين غلظت نيتروژن بقايا و كربن معدني شده و همبستگي منفي بين كربن معدني شده با نسبت C/N، lignin/N، cellulose/N، hemicellulose/N، cellulose+lignin/N و N/P مشاهده شد. شاخص C0K نسبت به C0، ميزان معدني شدن كربن را در خاكهاي مورد بررسي بخوبي توجيه نمود. با افزودن بقاياي گياهي به خاك، مقدار كربن آلي در هر سه نوع خاك به صورت گندم> ذرت> آفتابگردان> ماشك> شبدر افزايش يافت.
نتيجه‌گيري: نتايج اين تحقيق نشان داد كه، بالا بودن كربن معدني تجمعي در خاك آهكي در بين سه نوع خاك مورد مطالعه، نشان از تجزيه بيشتر بقايا در اين خاك آهكي مي‌باشد. بنابراين بايد ساليانه با بازگشت بيشتر بقايا به اين نوع خاكها (خاكهاي آهكي) بخشي از كربن خروجي حاصل از تجزيه ميكروبي جبران گردد. با توجه به اينكه هدف اصلي از كاربرد مواد آلي در خاكها، افزايش ماده آلي خاك مي‌ياشد، نتايج اين تحقيق نشان داد كه بيشترين تاثير را در افزايش كربن آلي در هر سه خاك (آهكي، سديمي و شور-سديمي) بقاياي گندم و سپس ذرت با نسبت C/N بالا و كمترين نقش را شبدر و ماشك با كمترين C/N داشتند. اين موضوع نشان‌دهنده اين مطلب است كه افزايش مقدار كربن آلي خاك با افزودن بقاياي گياهي بيشتر به كيفيت بقاياي گياهي (C/N، lignin/N، cellulose/N، hemicellulose/N، cellulose+lignin/N و N/P) بستگي دارد. بنابراين براي ترسيب كربن در اين خاكها استفاده از بقاياي گياهي با C/N بالا توصيه مي‌شود.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Soil C dynamics will be influenced differently following incorporation of various plant residues with different qualitative characteristics. One of the most important ways to improve soil organic matter is to manage the correct use of plant residues in agricultural products, so that by bringing these residues back to the soil, the average annual carbon input to soil is increased and part of the carbon output from decomposition microbial is compensated. Hence, the purpose of this study was to investigate the effect of various plant residues on the mineralization kinetics of carbon and organic carbon content in different soils around the Urmia lake.
Materials and Methods: This study was conducted as a laboratory incubation experiment in a completely randomized factorial design, including three soil types (calcareous, saline-sodic and sodic) and five plant residues (corn stalks, sunflower stalks, wheat straw, clover and vetch residues) with control treatment (soil without plant residues) in three replications. Plant residues (20 g kg-1) were added to the soils and incubated for 10 weeks (70 days) at 25±1°C. CO2 emissions were measured once a week for 10 weeks, and then the parameters of the kinetic equation of mineralization of carbon were calculated. Finally, the organic carbon content of soils was measured immediately after the completion of the experiment on all treatments.
Results: The results of analysis of variance showed that the soil type and plant residue significantly (p < 0.01) affected C mineralization. In all treatments, the highest CO2 emissions occurred during the first week of incubation, and then there was a decreasing trend until the end of the incubation time. The highest amount of cumulative C mineralized obtained from calcareous soils treated with vetch and clover residues. There was a positive and significant correlation between plant N concentration and C mineralized, while there was a negative and significant correlation between ratios of C/N, lignin/N, cellulose/N, hemicellulose/N, cellulose+lignin/N, N/P ratio and C mineralized. Carbon mineralization in all three studied soils is better estimated with C0K than C0. Also, with the return of plant residues to the soils, the amount of organic carbon increased in all three studied soils. The order of increasing organic carbon in different treatments of plant residues in all three studied soils was wheat> corn> sunflower> vetch> clover.
Conclusion: The results of this study showed that the highest cumulative mineral carbon in calcareous soils among the three studied soils, indicates the further decomposition of residues in these soils. Therefore, it should be compensated annually for the return of more residues to these soils, part of the carbon output resulting from microbial decomposition. Considering that the main purpose of using organic matter in soils was to increase soil organic matter, the results of this study showed that the greatest effect was on organic carbon increase in all three soils (calcareous, sodic and saline-sodic) of wheat residues and then corn with high C/N ratios and the smallest role obtained from clover and vetch with the lowest C/N. This suggests that increasing the amount of soil organic carbon content by adding plant residues depends on the quality of plant remains (C/N, lignin/N, cellulose/N, hemicellulose/N, cellulose + lignin/N and N/P). Therefore, the use of plant residues with high C/N ratio is recommended for carbon sequestration in these soils.
