بخشی از مقاله
چکیده
9 پروفیل 4 - پهن برگ، 2 سوزنیبرگ و 3 مرتع - از کاربریهای مجاور با خصوصیات مشابه تشریح و نمونههای دستنخورده تا عمق150سانتیمتری خاک تهیه و خصوصیات میکرومورفولوژیکی آنها تعیین شد. تغییر کاربری جنگل پهنبرگ به سوزنیبرگ باعث افزایش مواد آلی شده بود ولی مواد آلی تازه و نیمهتجزیه شده در افقهای سطحی سوزنیبرگ کاهش و مواد آلی تجزیه شده و کمپلکسها در افق های سوزنیبرگ نسبت به پهنبرگ افزایش یافته بود. تنوع مواد آلی تازه و نیمهتجزیه شده - بقایای اندامهای مختلف - و مواد دفعی در جنگل پهنبرگ بیش از سوزنیبرگ بود. بخش عمده مواد آلی در همه کاربریها از نوع هوموس بود که نقش عمدهای در پیوند ذرات اولیه و تشکیل خاکدانه ایفا مینماید. مواد آلی نیمهتجزیه شده و تازه کمتر مشاهده شدند که حاکی از پویایی این بخش از مواد آلی است. ماده آلی نیمهتجزیه شده و تازه همخوانی خوبی با مقادیر به دست آمده از روش مرسوم نشان داد.
کلمات کلیدی: مواد آلی، تغییر کاربری، میکرومورفولوژی
مقدمه
ماده آلی یک جزء مهم و ضروری خاک است که هر گونه تغییر در فراوانی، ترکیب و کیفیت آن بر روی فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی در خاک موثر است. مواد آلی ورودی به خاک به طور مداوم دچار تغییر و تجزیه میشوند که این تغییرات کیفیت خاک، شرایط رشد گیاه و سایر موجودات زنده را تحت تاثیر قرار میدهد. تغییر کاربری اراضی باعث تغییراتی در میزان ورود مواد آلی به خاک، کیفیت مواد آلی ورودی، روند تجزیه و تخریب مواد آلی و در نهایت بروز خصوصیات میکرومورفولوژیکی متفاوت در خاک میشود. بخش آلی خاک از دیدگاههای مختلفی مورد بررسی قرار میگیرد. از دیدگاه مورفولوژیکی خاکهای آلی بر اساس درجه تجزیه بقایا به سه نوع: -1 مواد فیبریک -2 مواد همیک -3 مواد ساپریک تقسیم میشوند. تجزیه پی در پی مواد آلی باعث تشکیل یک ماده آلی پیچیدهتر به نام هوموس میشودکه بر ویژگیهای خاک تاثیر میگذارد و باعث تیرگی رنگ خاک، افزایش خاکدانه سازی و پایداری خاکدانه و افزایش CEC - توانایی جذب و نگهداری مواد غذایی - میشود. مقدار مادهی آلی - به خصوص هوموس - ، ظرفیت ذخیره آب و حفاظت دراز مدت کربن اتمسفری را افزایش میدهد - بات و جاز، . - 2005 جدول 1 خلاصه تاثیرات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مواد آلی را در خاک نشان میدهد.
از یک دیدگاه دیگر ماده آلی خاک شامل -1 بقایای گیاهی و زیست تودهی زندهی میکروبی -2 مادهی آلی فعال - اکتیو - خاک -3 مادهی آلی پایدار خاک - هوموس - میباشد. دو نوع اول در حاصلخیزی خاک مشارکت میکنند؛ زیرا نتیجهی تجزیه آنها آزاد شدن عناصر غذایی مثل نیتروژن، فسفر ، پتاسیم و غیره است. جزء هوموس تاثیر کمتری بر حاصلخیزی کوتاهمدت خاک دارد زیرا این بخش محصول نهایی تجزیه است. با این حال هوموس برای مدیریت حاصلخیزی خاک مهم است؛ زیرا در ساختمان خاک، شخمپذیری خاک، و ظرفیت تبادل کاتیونی - CEC - مشارکت میکند - اوسط 1388؛ واندر . - 2004 فرکشن های حاصل از روشهای جزء به جزء کردن فیزیکی - اوسط، - 1388 عبارتند از: -1 مواد آلی کمپلکس نشده -2 کمپلکس-های آلی- معدنی -3 تفکیک هر یک از اجزا بر حسب چگالی.
جزء به جزء کردن شیمیایی، مواد آلی را بر اساس حلالیت نسبی آنها در استخراج کنندههای مختلف که گاهی قبل یا بعد از اعمال پیش تیمارها صورت میگیرد، جدا میکند. استخراج کنندهها حلالهای آلی یا محلولهای آبی بازها یا اسیدها هستند. جزء به جزء کردن شیمیایی نوع پیوند شیمیایی بین SOM و ذرات معدنی خاک و پیوند شیمیایی داخل SOM را مد نظر قرار میدهد. استخراجهای شیمیایی توزیع مکانی SOM در خاک را نشان نمیدهند. از جمله روشهای جزء به جزء کردن شیمیایی میتوان به -1 استخراج اسیدی و -2 استخراج بازی مواد آلی اشاره نمود - اوسط، . - 1388 ماده آلی به روشهای مختلفی اندازه گیری میشود.
از جمله این روشها میتوان به روش غیر مستقیم اشاره کرد. در این روش ماده آلی خاک از حاصلضرب درصد کربن آلی خاک در نسبت کربن آلی به ماده آلی خاک محاسبه میگردد. هرچند این روش چندان دقیق نمیباشد زیرا درصد کربن آلی در ترکیبات آلی مختلف متفاوت است و این تفاوت در خاکهای مختلف و حتی افقهای مختلف یک خاک نیز دیده میشود. جهت اندازه گیری مستقیم ماده آلی یا باید بخش آلی را کاملا از بخش معدنی جدا نمود. این روش به دلیل عدم وجود عامل استخراج کننده با قابلیت استخراج تمام ماده آلی خاک، حالت کیفی دارد. شاید دقیقترین روش اکسیداسیون ماده آلی و اندازهگیری میزان کاهش وزن اولیهی نمونه، و تعیین میزان ماده آلی خاک باشد که چندان مرسوم نیست - شیروی، . - 1393
آنالیزهای شیمیایی، فیزیکی و مینرالوژیکی معمولا نیازمند مخلوط کردن، خرد کردن، حل کردن یا جزء به جزء کردن نمونههای خاک میباشند. در نتیجه آنچه از این روشها به دست میآید تنها میانگینی برای کل نمونه است. میکرومورفولوژی امکان بررسی اغلب عوارض را به صورت برجا در خاک ممکن میسازد - حیدری و صاحب جلال، . - 1390 روشهای دقیقی را برای توصیف شکل و توزیع مواد آلی در خاک پیشنهاد شدهاند - استوپس و همکاران ، . - 2010 سیستم بولاک و همکاران - 1985 - و استوپس - 2003 - به عنوان چارچوب بررسی مواد آلی خاک در مقاطع نازک، با استفاده از میکروسکوپ نوری استفاده میشود - استوپس و همکاران ، . - 2010 بررسی مقاطع نازک مواد خاکی غنی از مادهی آلی با برخی مشکلات مواجه است. از آنجا که مادهی آلی خاک بسیار بیشتر از اجزای معدنی مستعد انقباض بر اثر خشک کردن است مقاطع نازک این مواد اغلب حاوی مصنوعاتی حاصل از فرایند تهیه مقاطع است. روشهای مختلفی برای حذف آب و آماده سازی مقاطع نازک ماده آلی خاک در منابع یافت میشوند - استوپس و همکاران ، . - 2010
یکی از مشکلات هنگام مطالعه مادهی آلی خاک و ویژگیهای مرتبط با آن در مقاطع نازک تمایز بین ویژگیهای آلی تیره و اجزای دیگر که به همان اندازه تیره هستند - به طور معمول اکسیدهای آهن یا منگنز - میباشد. بسته به مواد و اهداف مطالعه، این مشکلات را میتوان با مشاهده مقاطع نازک با استفاده از میکروسکوپ فلورسانس یا با تیمار نمونهها - استوپس، - 2003 برطرف کرد. تیمارهای ممکن برای تشخیص ترکیبات آلی از دیگر اجزا شامل رنگزدایی با هیپوکلریت سدیم رنگ آمیزی با فلوکروم، از جمله آکریدین نارنجی در مطالعه با میکروسکوپ فلورسنس میباشد. دیوارههای سلولی و ریشهها در نمونههای تیمار شده با رنگ آکریدین نارنجی را میتوان با تاباندن یک رنگ مایل به سبز و تحریک نور آبی تشخیص داد، در حالی که مواد دیگر مانند رس خاک نارنجی مایل به زرد به نظر میرسند - استوپس و همکاران ، . - 2010
در مقایسه با اجزای معدنی، تشریح اجزای آلی بسیار مشکل است؛ زیرا در بسیاری از موارد فقط مورفولوژی، رنگ و رلیف میتوانند به عنوان ملاک استفاده شوند و عوارض تشریحی ممکن است به سرعت تحت فرایند هوموسی شدن تغییر یابند - استوپس ، . - 2003 اجزای آلی قابل رویت در مقاطع نازک خاک بر اساس اندازه و پیچیدگی خود به انواع مختلفی تقسیم میشوند که شامل: بقایای اندامها - متعلق به بیش از یک نوع بافت - ، بقایای بافتی - فقط متشکل از یک نوع بافت - که خود شامل بافتهای پارانشیمی، بافتهای لیگنینی شده و بافتهای حاوی فلوبافن هستند و همچنین تودهی هیفی از آن جملهاند. و اجزاء آلی غیر قابل رویت در مقاطع هم شامل: سلولها - گروههای 5 سلولی یا کمتر متصل به هم یا سلولهای منفرد - و بقایای سلولی، مواد آلی ریز بیشکل - مواد آلی بی شکل بدون ساختمان سلولی قابل تشخیص - ، منقوطهها - ذرات خیلی تیره یا اوپک با ابعاد حدود یک میکرومتر - و رنگدانههای آلی - مواد آلی که ریز تودهی غیر آلی را رنگی کردهاند - میباشند - استوپس، - 2003
مواد و روش ها
چهار موقعیت که از نظر خصوصیات فیزیوگرافی - ارتفاع، جهت و درجه شیب - ، و مواد مادری همگن بودند در بخش جنوبی کلاردشت جهت نمونه برداری انتخاب گردیدند - مختصات نقاط در جدول2 آمده است - . تیمار اصلی، تغییر کاربری جنگل در نظر گرفته شده است. جنگل اولیه پهنبرگ به عنوان شاهد، به منظور مقایسه اثرات تغییر کاربری - جنگلکاری و تخریب جنگل - مدنظر میباشد. کاربریهای فعلی شامل جنگل اولیه پهنبرگ - PF1 - ، جنگل ثانویه سوزنیبرگ - SF1 - و مرتع - R1 - قرق شده میباشند. در هر کاربری سه پروفیل خاک تعیین، حفر، تشریح و نمونهبرداری شدند. تعداد 50 نمونه دست نخورده به وسیلهی جعبه کوبینا تهیه و جهت انجام مطالعات میکرومورفولوژیکی به آزمایشگاه منتقل شد. نمونهها طبق روش استاندارد میکرومورفولوژی خشکانده، تلقیح شده، برش داده شده، و به روی لام چسبانده شدند و تا رسیدن به 30 میکرومتر سایش داده شدند.
سپس با استفاده از میکروسکوپ پلاریزان الیمپوس BX51 بر اساس روش استوپس 2003 تشریح شدند. پس از تشریح اولیه با استفاده از روش حذف انتخابی مواد آلی اجزاء مختلف ماده آلی به صورت مرحلهای حذف و مقاطع مجددا مطالعه شدند. به منظور حذف مواد هیومیک، مقاطع نازک بدون پوشش به مدت 90 دقیقه در دمای اتاق در محلول 2/5 درصد هیپوکلریت سدیم - NaOCl - غوطهور شدند. این روش برای تشخیص مواد هیومیک قهوهای و سیاه از سایر ترکیبات - عمدتا آهندار - به کار میرود. به منظور تشخیص مواد آلی بی شکل از کانیهای تیره و مواد معدنی آمورف با استفاده از آب اکسیژنه استفاده شد که موجب اکسید کردن و حذف مواد آلی بیشکل گردید. کمی کردن مقدار مواد آلی در مقاطع نازک با ساتفاده از روابط زیر صورت گرفت: = a طول مقطع، = b عرض مقطع، = c ضخامت مقطع، = V میانگین درصد ماده آلی مشاهده شده در زیر میکروسکوپ - حداقل 10 نقطه - ، = EOM جرم مخصوص ظاهری ماده آلی، = Esoil جرم مخصوص ظاهری خاک، = A جرم ماده آلی موجود در مقطع نازک - گرم - ، = B جرم خاک موجود در مقطع نازک - گرم - ، = X درصد ماده آلی - نیمه تجزیه شده و تجزیه نشده - محاسبه شده در مقطع نازک، = OM درصد ماده آلی در خاک به روش والکلی و بلک، = C درصد ماده آلی تجزیه شده - اختلاف ماده آلی به روش والکلی و بلک و درصد ماده آلی مشاهده شده در مقطع نازک - .
