بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی اثر نظامهای مختلف خاکورزی و گیاه پوششی در یک دورهی چهار ساله - 1389-1393 - و کشت مخلوط - تنها در سال زراعی - 1393 بر شاخص مدیریت کربن، مطالعهای در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه بوعلی سینا همدان اجرا گردید. تیمارها شامل سه سطح خاکورزی شامل :NT بدون خاکورزی، :MT خاکورزی کمینه و :CT خاکورزی مرسوم؛ دو سطح گیاه پوششی شامل :C1 گیاه پوششی خلر و :C2 بدون گیاه پوششی؛ و سه سطح کشت شامل :I1 کشت مخلوط افزایشی %50 لوبیا سبز + کدو، :I2 خالص لوبیا سبز و :I3 خالص کدو بودند. کربن آلی، کربن فعال و شاخص مدیریت کربن خاک تحت تأثیر خاکورزیهای مختلف و گیاه پوششی قرار گرفتند اما با کشت مخلوط رابطه معنیداری نشان ندادند؛ به طوری که بیشترین مقدار این ویژگیها در تیمارهای NT-C1 و MT-C1 و کمترین مقدار در تیمار CT-C2 مشاهده شد. بهترین مدیریت جهت بهبود وضعیت کربن خاک، خاکورزیهای حفاظتی همراه با گیاه پوششی خلر شناسایی شد.
واژههای کلیدی: کربن آلی، کربن فعال، خاکورزی حفاظتی
مقدمه
از جمله عوامل مهم در کشاورزی پایدار، حفظ مواد آلی خاک است. مقدار ماده آلی خاک به این دلیل که خصوصیات شیمایی، فیزیکی، بیولوژیکی و فرایندهای خاک را به شدت تحت تاثیر قرار میدهد یکی از شاخصهای مهم کیفیت خاک محسوب میشود . - Sparling et al., 2004 - در واقع مواد آلی عامل مهمی برای تداوم حاصلخیزی خاک، جلوگیری از فرسایش وپیشروی بیابان، فراهم کننده یک محیط مناسب برای فعالیت بیولوژیکی خاک میباشد . - Sparling et al., 2004 - ماده آلی خاک شامل دو بخش مواد هوموسی و ترکیبات پویا - Labile - میباشد. برآورد شاخصهای اندوخته کربن و شاخص مدیریت کربن آلی خاک میتواند کاربر را در اعمال مدیریت صحیح زمین و همچنین برآورد میزان تخلیه یا انباشت کربن آلی کمک نماید.
اندوختههای کربن آلی خاک و ناپایداری کربن مستقیماً بر مشخصههای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاکها تأثیر میگذارد و هم چنین ظرفیت خود بازسازی خاکها نیز به مقدار و کیفیت کربن آلی خاک بستگی دارد - Vezzani, 2001; . - Blair and Crocker, 2000 پژوهشهای اندکی از ترکیب ذخیره کربن خاک و ناپایداری آن در بررسی شاخص مدیریت کربن وبرآورد ظرفیت مدیریت و کاربری زمین در ارتقای کیفیت خاک استفاده کردهاند . - Blair et al., 2006; Diekow et al., 2005 - نوع مدیریتهای اعمال شده در اراضی کشاورزی میتواند با تخریب ساختمان خاک و افزایش دسترسی ریزجانداران به ترکیبات آلی، منجر به تشدید سرعت تجزیه بقایای آلی شود. میتوان گفت که بخشهای ناپایدار کربن آلی بیشتر به نوع مدیریت اراضی حساس و پاسخ دهنده باشد. Balesdent et al., 2000
در بررسی رابطه بین پویایی مواد آلی، حفاظت فیزیکی و خاکورزی و Basile-Doelsch et al., 2007 در مطالعه اثر کاربری زمین بر مواد آلی پایدار در کمپلکسهای آلی-معدنی گزارش کردند که شخم زدن، اندوختههای آلی را که محافظت شدهاند در دسترس میکروبها قرار داده و سرعت تجزیه زیستی آنها را افزایش میدهد .از جمله مدیریتهایی که میتوان در نظامهای کشاورزی جهت بهبود وضعیت کربن آلی و کیفیت خاک اعمال کرد، استفاده از خاکورزیهای حفاظتی و گیاهان پوششی میباشد که میتواند با حفظ و افزایش ماده آلی در سطح خاک، وضعیت این شاخص را بهبود ببخشد.
در این زمینهها به صورت جدا گانه مطالعات زیادی صورت گرفته است اما تا کنون اثر مدیریت تلفیقی خاکورزیهای مختلف همراه با گیاه پوششی بر شاخص مدیریت کربن خاک بررسی نشده است. از این رو در این مطالعه اثر خاکورزیهای مختلف و گیاه پوششی خلر بر شاخص مدیریت کربن در منطقه دستجرد همدان بررسی شد تا مشخص شود که اعمال مدیریت خاکورزیهای مختلف، با و بدون گیاه پوششی خلر نسبت به مدیریت مرسوم منطقه - خاکورزی مرسوم بدون استفاده از گیاه پوششی - چه مقدار بر بخشهای مختلف کربن آلی و شاخص مدیریت کربن خاک تاثیر دارد.
مواد و روش ها موقعیت و ویژگیهای محل انجام آزمایش
این آزمایش از سال 1389-93 در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا واقع در روستای دستجرد در فاصله 37 کیلومتری از شهر همدان انجام گرفت. جایگاه انجام آزمایش در 48 درجه و 31 دقیقه طول شرقی، و 35 درجه و 1 دقیقه عرض شمالی، با بلندی 1690 متر از سطح دریا قرار دارد. میزان کل بارندگی در طول فصل زراعی93-92 حدود 330 میلیمتر بود. همچنین برخی از خصوصیات اولیه خاک مزرعه نیز در جدول 1 آمده است.
طرح آزمایشی و آمادهسازی زمین
آزمایش به گونه فاکتوریل اسپلیت پلات در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار اجرا گردید که شامل ترکیب فاکتوریل سه سطح مدیریت خاکورزی شامل بدون خاکورزی - NT - ، خاکورزی مرسوم - CT - و خاکورزی کمینه - MT - به همراه دو سطح گیاه پوششی خلر - C1 - و بدون گیاه پوششی - C2 - در کرتهای اصلی که به مدت 4 سال متوالی تحت این نظامها مدیریت شده است، و سه سطح الگوی کشت شامل خالص کدو تخمه کاغذی؛ خالص لوبیا سبز و %50 لوبیا + کدو در کرتهای فرعی بود که تنها در سال چهارم اجرا گردید. نمونهبرداری خاک تنها در پایان سال چهارم انجام شد.بذر خلر به عنوان گیاه پوششی در اواسط اسفند هر سال به میزان 100 کیلوگرم در هکتارکشت شد و در اواخر اردیبهشت و دو هفته قبل از کاشت گیاهان اصلی، زمانی کهحدوداً 30 درصد گیاه به گل رفته بود بهصورت کف بر شده با یک دیسک سطحی در سطح کرتها رها شد. اندازه زیتوده برگردانده شده به خاک در تیمارهای دارای گیاه پوششی حدود 300 گرم بر متر مربع بود.
برای اجرای خاکورزی مرسوم از گاوآهن برگردان + دیسک بهرهگیری شد. این نوع گاوآهنها تنها 5 تا 10 درصد از ماندهها و خاک سطحی زیرورو نمیشود. برای انجام خاکورزی کمینه از گاوآهن چیزل که شمع کوب - پیلر - نیز به آن وصل بود، بهرهگیری شد. این گاوآهن برخلاف گاوآهن برگردان دار خاک را برنمیگرداند، بلکه همانند یک ابزار برنده در خاک نفوذ نموده و فقط آن را شکاف میدهد و تا حدود 30درصد ماندهها در سطح خاک باقی میماند. در کرتهای بدون خاکورزی هیچگونه عملیاتی انجام نشد و کلیه ماندهها در سطح خاک بهصورت پوشش باقی ماندند.
هر کرت آزمایشی به مساحت 5×5 متر بود. درنهایت کشت خالص لوبیا سبز با تراکم 18 بوته در مترمربع با فاصله ردیف 50 سانتیمتر و فاصله بوته روی ردیف 10 سانتیمتر و کشت خالص کدو تخمهکاغذی نیز با تراکم 2/2 بوته در مترمربع با فاصله ردیف 150 سانتیمتر و فاصله بوته روی ردیف 30 سانتی متر بود. در کشت مخلوط افزایشی تراکم کدو تخمهکاغذی ثابت گرفته شد و 50 درصد لوبیا سبز به آن اضافه گردید - در هر کرت سه ردیف کدو ثابت ماند و چهار ردیف لوبیا با همان تراکمی که قبلاً برای لوبیا ذکر شد، میان ردیفهای کدو اضافه گردید - . نمونهبرداری از خاک در پایان کشت - پاییز - 93 و از عمق 0 - 20 سانتی متری از هرتیمار و در سه تکرار برداشته شد.تجزیه و تحلیل دادههای بدست آمده از طریق نرم افزار آماری SAS و همچنین رسم نمودارها با استفاده از نرم افزار Excel صورت گرفت. آزمون میانگینها در سطح احتمال 5 درصد و با ازمون حداقل تفاوت معنیدار - LSD - انجام شد.
شناسه مدیریت کربن شناسه مدیریت کربن با بهرهگیری از کربن آلی کل که به روش اکسایش تر - Walkley and Black, 1934 - و کربن فعال که برای اندازهگیری آن از محلول 0/02 مولار پرمنگنات پتاسیم - Weil et al., 2003 - بهره گیری شد، طبق فرمول زیر به دست آمد . - Blair et al., 1995 -
بحث و نتایج کربن آلی
شناسه کربن آلی با خاکورزی، گیاه پوششی و برهمکنش آنها رابطه معنیداری داشت اما تحت تاثیر کشت مخلوط قرار نگرفت - جدول . - 2 باید متذکر شد که خاکورزیهای گوناگون و تیمار گیاه پوششی برای چهار سال پیاپی، ولی کشت مخلوط تنها در سال چهارم این مطالعه اعمال گردید واحتمالاً عدم معنیداری آن به همین علت است. دیده میشود که تیمار کردن خاک با گیاه پوششی خلر در خاکورزی اثر مثبتی بر بهبود اندازه کربن آلی خاک دارد اما این اثر تنها در خاکورزی حفاظتی - خاکورزی کمینه و بی خاکورزی - همراه با گیاه پوششی بهصورت معنیداری بیشتر از کرتهای دیگر میباشد 0/7 - درصد - . میان تیمارهای آزمایشی دیگر، تفاوت آماری معنیداری برای این شناسه دیده نشد - شکل -1 الف - .
