بخشی از مقاله
چکیده
این پژوهش با هدف بررسی اثر کاربریهای مختلف بر برخی از خصوصیات خاک در دو عمق 0-15 و 15-30 سانتیمتری در بخشی از اراضی استان گیلان، انجام شد. سه کاربری چای، شالیزار و باغ همجوار انتخاب شدند. مجموعا 24 نمونه، در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار از کاربریهای مورد مطالعه جمع آوری گردید. خصوصیات خاک، شامل ماده آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، واکنش خاک، میانگین وزنی قطر خاکدانه و ظرفیت آب قابل دسترس به روشهای مرسوم آزمایشگاهی اندازهگیری شدند.
نتایج نشان میدهد کاربری اراضی اثر معنیداری بر خصوصیات خاک داشته است. با توجه به نتایج بهدست آمده از این پژوهش، به طور کلی میتوان نتیجه گرفت، عملیات کشاورزی شدید و درازمدت به ویژه در مورد کاربری شالیزار که کشت مرسوم منطقه نیز میباشد، در نهایت میتواند موجب کاهش کیفیت خاک شده و پیامدهای نامطلوبی را به دنبال داشته باشد که برای توسعه و سلامت محیط یک تهدید محسوب میگردد.
مقدمه
خاک محیطی برای رشد گیاه است که از چهار جز مختلف مواد آلی، مواد معدنی، آب و هوا تشکیل شده که هر کدام نقش مهمی در حفظ و نگهداری کیفیت خاک ایفا میکنند . - White, 2013 - کاربری اراضی اصلیترین محرک فرایندهای تغییرات زیست محیطی است، به طوری که روی منابع اساسی لنداسکیپ از جمله منابع خاک تاثیر میگذارد. شناخت و درک خصوصیات و فرایندهای خاک، روند احیای اراضی تخریب شده و آسیب دیده را تضمین میکند
چنانچه پیشرفت طرحهای توسعهای در بخش کشاورزی بر پایه شناخت ناکافی از ظرفیت تولیدی خاک صورت پذیرد، در بلندمدت کاهش شدید توان تولیدی آن را به همراه خواهد داشت - نویدی و همکاران، . - 1388 خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک شاخصهای مناسبی برای ارزیابی اثرات مدیریتها و تغییرات کاربری اراضی هستند
تغییر کاربری و به دنبال آن عملیات خاکورزی منجر به کاهش معنیدار مقدار ماده آلی، تخلخل کل، ازت کل و پایداری خاکدانههای خاک میشود، همچنین تغییرات معنیداری در جرم مخصوص ظاهری در مقایسه اراضی کشاورزی با مرتع و جنگل مشاهده شده است
نتایج مطالعهای در اتیوپی نشان میدهد پس از تبدیل جنگل به اراضی کشاورزی و به دنبال کشت مداوم جرم مخصوص ظاهری خاک افزایش و مقدار ماده آلی، ازت کل، کاتیونهای تبادلی و ظرفیت تبادل کاتیونی کاهش یافته است
کاهش معنیدار در مقدار مجموع کاتیونهای تبادلی در اراضی کشاورزی مختلف نسبت به اراضی دست نخورده در جنوب شرقی نیجریه مشاهده شده است که ناشی از آبشویی عناصر و هدر رفت آنها در نتیجه اعمال خاکورزی و نیز جذب عناصر غذایی توسط گیاه، بدون کوددهی کافی برای جایگزینی آنها میباشد .کشت مداوم و درازمدت در خاکها منجر به تغییر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک میشود، به علاوه تحقیقات نشان داده تغییر کاربری و تغییر پوشش در ارتباط مستقیم با مقدار ماده آلی خاک است، که میتواند فعالیتهای آنزیمی در پروفیل خاک را تغییر دهد
از آنجایی که خصوصیات خاک و مقادیر آنها با توجه به اهداف تحقیق و شرایط منطقهای متفاوت میباشند، تحقیق حاضر با هدف بررسی تعدادی از خصوصیات خاک در کاربریهای رایج در بخشی از اراضی شهرستان فومن، واقع در استان گیلان انجام شد. تلاش بر این است که با بررسی تأثیر کاربری و کشت درازمدت یک گونه گیاهی بر اراضی، گام موثری در راه جلوگیری از تخریب هرچه بیشتر منابع طبیعی برداشته شود و از این طریق کمکی هرچند کوچک به برنامهریزی اصولی در این زمینه صورت گیرد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه بخشی از اراضی شهرستان فومن، در فاصلهی 10 کیلومتری مرکز شهرستان، به طول شرقی 49 درجه و 16 دقیقه و 29 ثانیه و عرض شمالی 37 درجه و 10 دقیقه و 14 ثانیه میباشد. میانگین بارش سالانه منطقه 1275 میلی-متر و میانگین دمای سالانه آن 15/7 درجه سانتیگراد میباشد. با توجه به اهداف این پژوهش سه کاربری رایج منطقه شامل شالیزار، باغ - که انواع مرکبات گونه غالب آن بودند - و باغ چای انتخاب گردید. کاربریها در مجاورت هم قرار گرفته و خصوصیات اقلیمی و فیزیوگرافی هر سه مشابه بوده و کلاس بافتی خاک هر سه لومسیلتی تعیین گردید.
نمونههای خاک در قالب طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار از دو عمق 0-15 و 15-30 سانتیمتری جمعآوری گردید. در مجموع 24 نمونه برداشت شد، که بخشی از آن برای انجام آزمایشات کوبیده شده و از الک 2 میلیمتر عبور داده شد و بخش دیگر به صورت دست نخورده، برای تعیین پایداری خاکدانه از الک 5 میلیمتری عبور داده شدند.
ماده آلی خاک - Walkley and Black, 1934 - ، ظرفیت تبادل کاتیونی - Rhoades, 1982 - ، pH خاک در عصارهی 1:2 خاک به کلرید کلسیم - McLean, 1982 - ، ظرفیت آب قابل دسترس - Klute,1986b - و میانگین وزنی قطر خاکدانه - Kemper and Rosenau, 1986 - اندازهگیری شدند. پس از جمع-آوری و ثبت دادهها در محیط نرمافزاری Excel، آنالیزهای آماری دادهها با استفاده از نرمافزار SAS نسخهی 9/0 انجام شد. مقایسهی میانگینها نیز با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد صورت گرفت.
نتایج و بحث
نتایج مقایسه میانگین خصوصیات اندازهگیری شده در کاربریهای مورد مطالعه در جدولهای 1 و 2 نشان داده شده است.
جدول -1 مقایسه میانگین خصوصیات کاربریهای مورد مطالعه در عمق 0-15 سانتیمتری
جدول -2 مقایسه میانگین خصوصیات کاربریهای مورد مطالعه در عمق 15-30 سانتیمتری
همانطور که نتایج نشان میدهد، مقدار ماده آلی خاک در کاربری باغ، در هر دو عمق مورد مطالعه به صورت معنیداری بیشتر از دو کاربری دیگر است. پایدار بودن وضعیت خاک از نظر عملیات خاکورزی و وجود پوشش گیاهی دائمی در این کاربری منجر به بیشتر شدن ماده آلی میشود.
همچنین خارج کردن بخش عمدهی ماده خشک تولیدی از مزارع چای و شالیزار به صورت محصول، به ویژه خارج کردن و سوزاندن بقایای گیاهی پس از برداشت محصول که در شالیزارهای شمال ایران رایج است از دیگر عوامل کاهش ماده آلی در این کاربریها نسبت به باغ میباشد. در اراضی شالیزاری، ساختمان خاک سطحی یا لایههای شخم در هر فصل کشت به طور کامل تخریب میشوند و بخش عمده عملیات خاکورزی در باغ چای ، شامل بهم خوردگی خاک سطحی در اثر کاشت مجدد و جایگزین کردن بوتههای جدید به جای بوتههای پیر اتفاق میافتد، که خود حاکی از پایدارتر بودن خاک زیر کشت گیاهان دائمی نسبت به گیاهان یک ساله است
عملیات خاکورزی و شخم سبب شکسته شدن خاکدانهها و تبدیل خاکدانههای درشت به خاکدانههای ریز شده و خاک را مستعد فرسایش میکند، همچنین مواد آلی داخل خاکدانهها در معرض میکروارگانیزمها قرار گرفته و سریعتر اکسید میشوند . - Abegaz et al., 2016 - ماده آلی در خاکهای زیر کشت درازمدت و بدون اعمال مدیریت مناسب، به طور معنیداری کاهش مییابد
چن و همکاران - Chen et al., 2011 - نیز در مطالعات خود به کاهش ماده آلی در مزارع ذرت، سویا و سبزیجات در مقایسه با باغ اشاره کردند. سیستمهای کشت که به شدت وابسته به عملیات سنتی کشاورزی هستند، حذف خاک سطحی در اراضی زیر کشت را به شدت تسریع میکنند، بنابراین میتوان گفت ماده آلی واکنش شدیدتری به نوع کاربری اراضی، تغییر کاربری و تخریب اراضی نشان میدهد
اسیدیته خاک - pH - ، ظرفیت تبادل کاتیونی - CEC - و کاتیونهای تبادلی شاخصهای مهم کیفیت خاک در کاربریهای مختلف هستند. pH روی روند تغییر شکل و قابلیت در دسترس قرار گرفتن بسیاری از عناصر غذایی ضروری گیاه تاثیرگذار است. pH ارتباط نزدیکی با ماده آلی دارد.
اکسیداسیون ماده آلی طی عملیات خاکورزی، آبشویی کاتیونهای بازی و همچنین حذف آنها طی برداشت محصول از عوامل کاهش اسیدیته خاکها زراعی است، اما همانطور که نتایج نشان میدهد، pH باغ چای به صورت معنیداری کمترین مقدار را نسبت به باغ و شالیزار نشان میدهد. کاهش اسیدیتهی خاک در این کاربری را میتوان به استفاده مفرط از کودهای ازته و همچنین خروج بیشتر کلسیم و منیزیم از خاک به دلیل نیاز بالای بوتههای چای به این عناصر نسبت داد. نتایج پژوهشی در ژاپن نشان میدهد 77 درصد از زمینهایی که به مدت طولانی زیر کشت چای بودند، pH کمتر 4 دارند، در حالیکه میانگین pH خاک اغلب باغها، مزارع سبزیجات و برنج در منطقه مورد مطالعه حدود 7 میباشد.
این پژوهشگران عوامل کاهش اسیدیته در خاکهای زیر کشت چای را استفاده مفرط از کودهای ازته و نیز تجزیه برگهای ریزش یافته چای میدانند . - OH et al., 2006 - تجزیه برگهای چای منجر به افزایش یونهای آلومینیوم در خاک شده و از این طریق سبب اسیدی شدن خاک میشود . - Wang and Chen, 1992 - مطالعه دیگر روی اراضی زیر کشت چای نشان میدهد، به دنبال تبدیل جنگل به مزارع اوکالیپتوس و چای، اگرچه هر سه کاربری در دو عمق 0-15 و 15-30 سانتی-متری pH زیر 7 دارند، ولی باغ چای شدیدا اسیدی گشته و به زیر 4 رسیده است
از طرفی بیشتر بودن مقدار pH در اراضی شالیزار به دلیل شرایط خاص کشت برنج است. تاثیر کلی غرقاب شدن، افزایش pH خاکهای اسیدی و کاهش pH خاکهای قلیایی است. pH در اواسط دوره کشت برنج کاهش، ولی در پایان کشت و بعد از برداشت محصول افزایش مییابد
البته خصوصیات خاک نیز روی pH در شرایط غرقابی بی تاثیر نیست، خاکهای اسیدی که ماده آلی کمتر و آهن بیشتری دارند ممکن است به مقادیر pH کمتر از 6/5 نیز برسند
هم-چنین نتایج نشان میدهد CEC خاک باغ به طور معنیداری از باغ چای و شالیزار بیشتر است. مطالعات مختلف نشان داده است که حدود 20 تا 70 درصد CEC از مقدار ماده آلی خاک پیروی میکند، در نتیجه کاهش میزان ماده آلی خاک منجر به کاهش این خصوصیت میشود
گیلکس و همکاران - Gilkes et al., 2012 - نیز بیان میکنند که خاک محصولات یک ساله مقادیر CEC کمتری نسب به خاک محصولات چند ساله دارند که میتواند بازتاب اختلاف میزان کربن آلی و طبیعت کانیهای رسی بین مناطق مورد مطالعه باشد.
