بخشی از مقاله
چکیده
ویژگیهای بیولوژیکی خاک بسیار حساس بوده و از طریق آنها میتوان به نوع و تغییرات اکوسیستم خاک پی برد. این مطالعه با هدف ارزیابی تغییرات مکانی ویژگیهای بیولوژیکی خاک سطحی در باغهای پسته دشت کرمان- زرند انجام شد. به این منظور، نمونهبرداری خاک از 63 نفطه جهت اندازهگیری دو ویژگی بیولوژیکی خاک شامل، تنفس میکروبی و کربن بیومس میکروبی انجام شد
توصیف آماری دادهها نشان داد که متغیرهای خاک از توزیع نرمالی برخوردار بوده، مدل کروی به عنوان مناسبترین مدل برای تشریح ویژگیهای بیولوژیکی خاک انتخاب شد. نتایج نشان داد که تنفس میکروبی RMSE کمتری نسبت به کربن بیومس میکروبی دارد. بنابراین پیشبینی کریجینک برای تنفس میکروبی از دقت بیشتری برخوردار بوده است.
مقدمه
در ابتدا ارزیابی کیفیت خاک تنها بر اساس تعیین و تفسیر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک متمرکز شده بود، اما در سالهای اخیر اندازهگیری شاخصهای بیولوژیکی و بیو شیمیایی خاک نیز تو صیه شده و مورد توجه قرار گرفته است
کیفیت خاک را میتوان توانایی دائم خاک در انجام وظایف خود به عنوان یک سیستم حیاتی و زنده در داخل اکوسیستم و تحت بهرهبرداریهای متفاوت تعریف کرد . - 2 - حساسیت زیاد ویژگیهای بیولوژیکی به تغییرات مدیریتی خاک، باعث در نظر گرفتن این ویژگیها به عنوان شاخصهای منا سب برای ارزیابی کیفیت و سلامت خاک شده است
وجود تغییرات مکانی در خاک امری معمول ا ست، اما شناخت این تغییرات به ویژه در ارا ضی ک شاورزی جهت برنامهریزی دقیق و مدیریت صحیح امری ضروری ا ست. شناخت مقدار و الگوی تغییرات مکانی و زمانی ویژگیهای بیولوژیکی خاک نیز ضرورت دارد
زهانگ و همکاران - 2007 - در آنالیز آماری خود نشان دادند که عوامل ساختمانی مثل مواد مادری ، نوع خاک و سطح آب زیرزمینی مهمترین عوامل مؤثر بر وابستگی مکانی ویژگیها هستند . - 11 - نائل و همکاران - 2004 - شاخصهای کیفی خاک و تغییرات مکانی آنها در اراضی تخریب شده در مرکز ایران را مطالعه و نشان دادند که توزیع فراوانی کربن آلی و تنفس میکروبی در جنگل حفاظت شده در حد نرمال بوده و در جنگل تخریب شده از حالت نرمال انحراف داشته و در مراتع حفاظت شده و تخریب شده نیز عکس یکدیگر بودند . - 6 - با توجه به مطالعات اندکی که در زمینه تغییرات مکانی ویژگیهای بیولوژیکی در ایران و به ویژه در مناطق خشک صورت پذیرفته است، تحقیق حاضر با هدف ارزیابی تغییرات مکانی ویژگیهای بیولوژیکی خاک انجام شد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه در شمال غربی استان کرمان، دشت کرمان - زرند، بین مختصات جغرافیایی 30° 24´ تا 30° 41´ شمالی و56° 38´ تا 56° 56´ شرقی قرار گرفته و مساحتی معادل 185 کیلومتر مربع را میپوشاند. پسته مهمترین محصول این منطقه و شرایط اقلیمی منطقه برای پسته کاری مناسب است. متوسط بارندگی سالانه، درجه حرارت و تبخیرو تعرق به ترتیب 61 میلیمتر، 17 درجه سانتیگراد و 1750 میلیمتر میباشد. نمونهبرداری از خاک باغهای پسته دشت کرمان - زرند از بخش سایهانداز درختان پسته و عمق صفر تا 30 سانتیمتر در پاییز سال 1394 انجام گرفت.
موقعیت نقاط نمونه برداری با GPS تعیین و در مجموع تعداد 63 نمونه خاک برداشت شد. نمونهها بلافاصله به آزمایشگاه منتقل و تا زمان انجام آزمایشات در دمای 4 درجه سانتیگراد در یخچال نگهداری گردید. برخی ویژگیهای بیولوژیکی خاک شامل تنفس میکروبی با استفاده از میزان دیاکسیدکربن تثبت شده در هیدروکسید سدیم، پس از افزودن کلریدباریم و فنلفتالئین به باقیمانده سود و تیتر آن با اسیدکلریدریک - 3 - و کربن بیومس میکروبی به روش انکوباسیون - تدخین شده با کلروفرم - 8 - اندازهگیری شد. توصیف آماری دادهها با نرمافزار SPSS انجام شد
جهت بررسی تغییرات مکانی از نرم افزار GS+ استفاده شد. دقت تخمین توسط مدلها با استفاده از ریشه میانگین مربعات خطا - RMSE - بررسی گردید.
نتایج و بحث
توصیف آماری ویژگیهای بیولوژیکی خاکهای منطقه مورد مطالعه در جدول - 1 - ارائه شده است. نتایج نشان داد که ویژگیهای بیولوژیکی خاک دارای توزیع نرمال بودند و مقادیر چولگی و کشیدگی ارائه شده در جدول - 1 - برای تنفس میکروبی و کربن بیومس میکروبی که بین +2 و -2 قرار گرفته است، مؤید این مطلب است.
شاخص ضریب تغییرات - cv - برای بیان تغییرپذیری خصوصیات بیولوژیکی خاک استفاده گردید. برپایه گروهبندی ویلدینگ و درس - 1983 - متغیرهایی با ضریب تغییرات کمتر از 15 درصد دارای تغییرات کم، متغیرهایی با ضریب تغییرات بین 15-35 درصد دارای تغییرات متوسط و متغیرهایی با ضریب تغییرات بیش از 35 درصد دارای تغییرات زیاد میباشند. برپایه این گروهبندی، ضریب تغییرات کربن بیومس میکروبی و تنفس میکروبی به ترتیب دارای درجه کم و زیاد است
براساس نتایج جدول - 1 - ، تنفس میکروبی تغییرپذیری بیشتری نسبت به کربن بیومس میکروبی دارد. بروکس - 1995 - معتقد است به علت ماهیت تغییرپذیری بسیار بالای تنفس، تفسیر و توجیه آن در راستای سلامت خاک بسیار مشکل است
جدول -1 پارامترهای آمار توصیفی ویژگیهای بیولوژیکی منطقه مورد مطالعه
پس از برازش چندین مدل نیمتغییرنما، جهت بررسی وجود یا عدم وجود وابستگی مکانی ویژگیهای بیولوژیکی مورد مطالعه مدل کروی به عنوان مناسبترین مدل برای برآورد مقادیر تنفس میکروبی و کربن بیومس میکروبی برگزیده شد. ارزیابی برازش مدلها با استفاده از ریشه میانگین مربعات خطا - RMSE - انجام شد - جدول . - 2 آماره RMSE معیاری از کیفیت برازش تخمینگر است، هرچه مقدار RMSE کوچکتر و به صفر نزدیکتر باشد پیشبینی کریجینگ از صحت بیشتری یرخوردار است.
جدول -2 نتایج ارزیابی آماره RMSE تنفس میکروبی و کربن بیومس میکروبی
در تحقیق حاضر، مقدار RMSE برای تنفس میکروبی کمتر از کرین بیومس میکروبی بدست آمد که شاید به دلیل پیچیدگی کمتر تنفس میکروبی خاک نسبت به کربن بیومس میکروبی باشد و در نتیجه پیشبینی آن توسط مدلهای ساده با دقت بیشتری انجام میشود.
پهنه بندی ویژگیهای موردمطالعه
تغییرات مکانی ویژگیهای بیولوژیکی خاک منطقه مورد مطالعه در شکل - 1 - نشان داده شده است. توزیع مکانی تنفس میکروبی در منطقه مورد مطالعه نشان داد که بیشترین مقدار آن در قسمت شرقی و کمترین مقدار این شاخص در بخشهای غربی منطقه مورد مطالعه دیده میشود
خصوصیات بیولوژیکی به شدت تحت تأثیر شرایط خاک تغییر میکنند. این توزیع احتمالا ناشی از وضعیت خاک از لحاظ شوری باشد که مقادیر بالای آن سبب کاهش موجودات خاکزی و تنفس میکروبی میگردد. توزیع مکانی کربن بیومس میکروبی نشاندهنده کمبود میزان آن در خاکهای منطقه به علت شوری بالا بوده است .همچنین بیشترین مقدار این شاخص در قسمت جنوب شرقی منطقه مورد مطالعه دیده میشود
ساردینها و همکاران - 2003 - نیز نشان دادند که شوری موجب کاهش موجودات خاکزی و همچنین زیستتوده میکروبی در خاکهای شور طبیعی میشود . بنابراین تغییرات مکانی شاخصهای ذکر شده احتمالا تحت تأثیر تغییرات شوری باغهای پسته منطقه مورد مطالعه قرار دارد. این نتایج با نتایج رایتز و هاینس - 2003 - مطابقت دارد
