بخشی از مقاله
چکیده
آتشسوزی مراتع میتواند سبب تغییرات در ویژگیهای خاک و حاصلخیزی آن گردد. منطقه مروارید در شهرستان داراب که در سالهای اخیر دچار آتشسوزی شده بود انتخاب گردید. در مجاورت مراتع سوخته اراضی مرتعی دست نخورده به عنوان شاهد انتخاب گردید. تعداد 30 نمونه خاک سطحی از مرتع شاهد و آتشسوزی شده برداشت گردید و مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقدار همه شکلهای پتاسیم در اراضی آتشسوزی شده بیشتر از مراتع شاهد بود که این میتواند در نتیجه افزوده شدن پتاسیم موجود در اندامهای هوایی گیاهان باشد. پتاسیم تمایل به تمرکز در بخش محلول و تبادلی داشت.
.1 مقدمه
آتشسوزی مراتع که اغلب به صورت طبیعی و بهدلیل گرمای هوا رخ میدهد میتواند سبب تغییرات شدیدی در وضعیت محیط هوا، خاک و آب گردد. یکی از مهمترین تغییرات در زمینه خاک، تغییر در شرایط حاصلخیزی آنها میباشد. گودرزی و همکاران [2] در مطالعه تأثیر آتشسوزی بر ویژگیهای خاک بیان کردند که بعد از آتشسوزی مراتع قابلیت استفاده نیتروژن، فسفر، پتاسیم و کلسیم کاهش یافت در حالیکه قابلیت استفاده منیزیم و همچنین ظرفیت تبادل کاتیونی خاک افزایش نشان داد. از طرف دیگر برخی محققان [1] افزایش معنیدار در مقدار مواد معدنی خاک مانند فسفر، پتاسیم و نیتروژن را در نتیجه آتشسوزی مراتع گزارش کردند. پتاسیم یکی از عناصر ضروری مورد نیاز گیاهان بوده و بهمقدار زیادی توسط ریشه آنها جذب میشود. پتاسیم در خاک به چهار شکل محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی وجود دارد که شکل محلول و تبادلی بهسهولت قابل استفاده گیاه، شکل غیرتبادلی به کندی قابل استفاده گیاه و شکل ساختمانی برای گیاه غیرقابل استفاده میباشد. مقدار شکلهای مختلف پتاسیم میتواند تحت تأثیر عوامل مختلف قرار گیرد .[6] آتشسوزی در مراتع و جنگلهای شهرستان داراب هر ساله سبب از بین رفتن بخش وسیعی از آنها شده است. در سالهای اخیر، این آتشسوزیها با همت مسئولین و مردم به میزان زیادی کنترل شده است اما آثار آتشسوزیهای گذشته و تأثیرات آنها بر وضعیت حاصلخیزی خاک هنوز مورد بررسی قرار نگرفته و اطلاعاتی در این زمینه موجود نمیباشد. هدف از این مطالعه بررسی مقدار شکلهای مختلف پتاسیم خاک و تعادل بین آنها و همچنین تأثیر آتشسوزی بر مقدار این شکلها در منطقه مروارید داراب - جنوب شرقی استان فارس - میباشد. نتایج این تحقیق میتواند در مدیریت حاصلخیزی مراتع دچار آتشسوزی شده مهم باشد.
.2 مواد و روشها
بر اساس اطلاعات محلی و گزارشهای اداره منابع طبیعی، منطقه مروارید در شهرستان داراب - جنوب شرقی استان فارس - که اخراًی دچار آتشسوزی گسترده در مراتع شده است انتخاب گردید. منطقه مروارید در محدوده 5437 تا 5445 طول جغرافیایی و 2845 تا 2852 عرض جغرافیایی قرار دارد. تعداد 15 نقطه از اراضی دچار آتشسوزی و 15 نقطه دیگر از اراضی مجاور آن که آتشسوزی در آنها اتفاق نیفتاده بود بهصورت تصادفی انتخاب و نمونههای خاک سطحی - عمق 20-0 سانتیمتر - برداشته شد. نمونهها پس از هواخشک شدن و عبور از الک دو میلیمتری به آزمایشگاه منتقل شده و ویژگیهای مختلف خاک شامل بافت، پهاش، قابلیت هدایت الکتریکی، ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی به روشهای معمول اندازهگیری شد. مقدار شکلهای مختلف پتاسیم شامل محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی با عصارهگیری نمونههای خاک بهترتیب با آب مقطر، استات آمونیم یک نرمال پهاش 7، اسید نیتریک یک نرمال جوشان و اسید فلوریدریک انجام شد .[4] مقدار پتاسیم در عصارههای حاصل بهروش شعلهسنجی با استفاده از دستگاه فلیم فتومتر - Corning 405 - اندازهگیری شد. آنالیز آماری نمونهها با استفاده از نرمافزارهای Excel و SPSS انجام شد و مقایسه میانگین ها با آزمون T-test در سطح احتمال 5 درصد انجام شد.
.3نتایج و بحث
ویژگیهای خاکهای مورد مطالعه در جدول 1 آورده شده است. آتشسوزی تأثیر معنیداری بر بافت خاک نداشته ولی مقدار ماده آلی خاک را افزایش داده که این در نتیجه افزوده شدن بقایای گیاهی نیم سوخته به خاک میباشد. بهتبع مواد آلی، مقدار ظرفیت تبادل کاتیونی نیز افزایش چشمگیری را نشان میدهد. آتشسوزی همچنین سبب افزایش شوری و کاهش پهاش خاک شده است.
جدول -1 برخی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاکهای مورد مطالعه
:CCE کربنات کلسیم معادل؛ حروف مشابه در هر ستون نشان دهنده عدم اختلاف معنیدار بین میانگینها با آزمون T-test در سطح احتمال 5 درصد میباشد.
همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است مقدار پتاسیم محلول، تبادلی، غیرتبادلی و قابل استخراج با اسید نیتریک - مجموع سه شکل پتاسیم - در خاکهای سوخته بهطور معنیداری بیشتر از خاکهای شاهد بود. با آتشسوزی مراتع مقدار پتاسیم محلول به بیش از دو برابر رسید. آتشسوزی سبب افزایش بیش از 200 و 250 میلیگرم بر کیلوگرم بهترتیب مقدار پتاسیم تبادلی و غیرتبادلی گردید. پتاسیم تبادلی و محلول بهعنوان شکلهایی از پتاسیم که بهسهولت قابل استفاده بوده میتوانند درصد بالایی از مقدار پتاسیم مورد نیاز گیاه را تأمین کنند - هاولین و همکاران، - 1999 و افزایش مقدار آنها در خاک در نتیجه آتشسوزی مراتع میتواند پتاسیم قابل استفاده خاک را بهبود بخشد. افزایش مقدار پتاسیم قابل استفاده در خاک بر اثر آتشسوزی موافق نتایج همت بلند و همکاران [1] و مخالف نتایج گودرزی و همکاران [2] میباشد. پتاسیم غیرتبادلی شکلی از پتاسیم است که در بین لایههای کانیهای تثبیت کننده پتاسیم مانند میکا، اسمکتیت و ورمیکولیت قرار گرفته و بهکندی قابل استفاده گیاه میباشد؛ در طول زمان این شکل پتاسیم میتواند آزاد شده و بخشی از نیاز گیاه را تأمین کند 3] و .[6 بهطور کلی آتشسوزی مراتع سبب افزایش بیش از 500 میلیگرم بر کیلوگرم پتاسیم قابل استخراج با اسید نیتریک شد. افزایش مقدار شکلهای پتاسیم در نتیجه آتشسوزی میتواند بهدلیل چند تغییر در شرایط خاک باشد. آتشسوزی سبب سوخته شدن اندامهای هوایی گیاه و تبدیل آنها به خاکستر و اضافه شدن به خاک بهخصوص لایه سطحی باشد. از آنجا که بقایای گیاهی دارای مقدار زیادی پتاسیم بوده که به شکل معدنی وجود دارند این عامل سبب افزایش مقدار پتاسیم محلول خاک میگردد و سپس به دلیل تعادل بین شکلهای مختلف پتاسیم مقداری از یونهای پتاسیم به نقاط تبادلی روی سطوح مواد آلی و رس منتقل شده و مقداری نیز به بین لایههای کانیهای تثبیت کننده پتاسیم پخشیده شده و به شکل غیرقابل استفاده در میآید. مهمترین کانیهای تثبیت کننده پتاسیم در خاکهای مناطق خشک و نیمهخشک استان فارس اسمکتیتها و میکاها میباشند که میتوانند مقدار زیادی پتاسیم - تا بیش از 500 میلیگرم بر کیلوگرم - را تثبیت کنند .[5] دلیل دیگر تأثیر آتشسوزی بر شکلهای مختلف پتاسیم خاک، سوخته شدن مواد آلی بومی خاک و موجودات زنده درون خاک و در نتیجه ورود بخشی از یونهای پتاسیم که در فاز تبادلی مواد آلی بودند به محلول خاک میباشد. از طرفی تأثیر آتشسوزی بر افزایش دمای خاک و در نتیجه تغییر و تحول کانیهای خاک را باید در نظر گرفت. گرمای تولید شده از آتشسوزی میتواند سبب گرم شدن سریع خاک سطحی و در نتیجه تأثیر بر تبدیل شکلهای قابل استفاده پتاسیم - محلول و تبادلی - به شکل غیرتبادلی گردد .[5]
شکل -1 مقدار شکلهای مختلف پتاسیم در اراضی شاهد و آتشسوزی شده
آتشسوزی سبب تغییر در توزیع پتاسیم بین شکلهای مختلف شده است - شکل. - 2 در خاکهای شاهد، 2/7، 27 و 70 درصد یونهای پتاسیم خاک بهترتیب در فاز محلول، تبادلی و غیرتبادلی قرار گرفتهاند در حالیکه این مقادیر برای خاکهای سوخته بهترتیب 4/3، 32 و 63 میباشد. در واقع میتوان گفت آتشسوزی سبب تجمع بیشتر پتاسیم در فازهای محلول و تبادلی شده و بیشترین تأثیر را بر شکل محلول گذاشته است.
