بخشی از مقاله
چکیده
این مطالعه در کاربریهای مرتع، کشت دیم، باغ، کشت آبی گندم و جو در اطراف شهرستان سمیرم انجام شد. نمونهبرداری بصورت تصادفی و مرکب از عمق 0 -15 سانتیمتری 6 - تکرار - انجام و مقادیر کربن آلی، معدنیشدن کربن آلی، کربوهیدرات و پایداری خاکدانه در نمونهها اندازهگیری شد. نتایج نشان داد کشت آبی منجر به افزایش میزان کربن آلی خاک در مقایسه با مرتع شده است.
بیشترین میزان کربوهیدرات خاک در کاربری کشت آبی گندم - 2 g kg-1 - و کمترین آن در کاربری کشت دیم گندم - 0/94 g kg-1 - مشاهده شد. میانگین وزنی قطر خاکدانهها در کاربریهای باغ، کشت آبی گندم و کشت آبی جو بیشترین و در کاربری کشت دیم- گندم کمترین میزان را دارا بود. نتایج این پژوهش نشانگر کیفیت بهتر خاک در کاربریهای باغ و کشت آبی بود در حالیکه اراضی کشت دیم خاک از کیفیت ضعیفتری برخوردار بود. همچنین در بین شاخصهای مورد بررسی کربوهیدرات حساسیت بیشتری به تغییر کاربری اراضی نشان داد.
مقدمه
تغییر نامناسب کاربری اراضی، کاهش سطح مراتع و جنگلها، آلودگی خاکها و آبهای سطحی و زیرزمینی، کاهش کیفیت خاک و نابودی دائم باروری زمین را به همراه دارد. لذا راهکارهای مبتنی بر مدیریت بهینه و استفاده پایدار از منابع طبیعی برای کنترل سیر قهقرایی تخریب ارائه گردیده است که هدف آن ایجاد تعادل بین میزان تولید از یک سو و حفظ و بهبود کیفیت خاک از سوی دیگر میباشد. ارزیابی کیفیت خاک از طریق اندازهگیری برخی از ویژگیها که به عنوان شاخصهای کیفیت در نظر گرفته میشوند، صورت میپذیرد. این شاخصها در برگیرنده ویژگیهای فیزیکی، شیمیائی و بیولوژیکی خاک بوده و با تغییر نوع مدیریت در مدتینسبتاً کوتاه تغییر نموده و بدین ترتیب منعکس کننده اثر مدیریت بر کیفیت خاک میباشند
کیزیلکایا و دنگیز - 2010 - اثرات تغییر کاربریهای مختلف جنگل طبیعی، مرتع و مزارع کشت شده را بر برخی از شاخصهای کیفیت خاک مورد بررسی قرار دادند - . - Kizilkay et al., 2010 نتایج این پژوهشگران نشان داد که تغییر کاربری و عملیات خاکورزی متوالی منجر به کاهش معنیدار ماده آلی، تخلخل کل، نیتروژن کل و پایداری خاکدانههای خاک و افزایش جرم مخصوص ظاهری و گسیختگی منافذ شده است.
همچنین تغییر مقدار ماده آلی، تغییر در فعالیتهای آنزیمی خاک را به دنبال داشته است. خرمالی و همکاران - - 2009 نیز دریافتند که جنگل تراشی و عملیات زراعی باعث کاهش ماده آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، پایداری خاکدانه، میزان تنفس میکروبی خاک و در نتیجه کاهش شدید کیفیت خاک میشود
واگن و همکاران - - 2006، گزارش کردهاند که تغییر کاربری زمین های مرتعی به زمینهای کشاورزی باعث کاهش مواد آلی خاک و در نتیجه تخریب خاک میگردد
بهطور کلی نتایج پژوهشهای متعدد در دنیا - Vagen et al., 2006 ;Kizilkay et al., 2010; Khormali et al., 2009 -
نشان داده است که مطالعات کیفیت خاک در تشخیص مشکل اراضی تحت کشت، همچنین کسب اطلاعات در مورد تغییر در کیفیت محیط زیست که در ارتباط تنگاتنگ با مدیریت اراضی کشاورزی، مراتع و جنگل ها است، مفید میباشد. در ایران نیز مطالعاتی در همین زمینه انجام شده است
کیانی و همکاران، . - 1386 این مطالعه با هدف بررسی اثر کاربریهای مختلف بر شاخصهای کیفیت خاک در اراضی اطراف شهرستان سمیرم واقع در استان اصفهان، صورت پذیرفت.
مواد و روشها معرفی منطقه مطالعاتی
این مطالعه در منطقه شاه جعفر از اراضی اطراف شهرستان سمیرم، واقع در جنوب غرب استان اصفهان انجام شد. خاک این منطقه دارای بافت لوم سیلتی تا لوم رسی سیلتی میباشد گروه بزرگ خاک منطقه عمدتاً کلسیزرپتز - Calcixerepts - است. میانگین بارندگی سالانه در این منطقه 345 میلیمتر، حداکثر دما 36 درجه سانتیگراد و حداقل دما -19 درجه سانتیگراد میباشد.
نمونه برداری
این تحقیق در 5 سطح مختلف کاربری اراضی شامل مرتع، کشت دیم، باغ، کشت آبی گندم و کشت آبی جو با 6 تکرار انجام شد. روش نمونهبرداری بهصورت تصادفی و مرکب بود. بدین صورت که در هر کاربری نمونههایی از خاک سطحی - صفر تا 15 سانتیمتری - از یک نقطه مرکزی و چهار نقطه اطراف آن برداشته شد. سپس این نمونهها با هم ترکیب شد و در نهایت یک نمونه مرکب از آن استخراج گردید. بدین ترتیب از هر کاربری 6 نمونه خاک برداشته شد. نمونهها به آزمایشگاه منتقل شدند و پس از هوا خشک شدن از الک 10 مش 2 - میلیمتری - ، عبور داده شدند.
مطالعات آزمایشگاهی
pH و EC خاک به ترتیب با استفاده از pH متر مدل متراهم 827 و هدایت سنج مدل کانداکتومتر 712 در عصاره با نسبت 1:2 خاک و آب تعیین شد. برای تعیین پایداری خاک دانه ها با روش الک مرطوب، از روش کامباردلا و الیوت - Cambardella and Elliott 1992 - استفاده شد.برای اندازهگیری مقدار کربن آلی خاک از روش واکلی و بلاک - اکسیداسیون تر - استفاده شد
مقدار کربوهیدرات های محلول در اسید رقیق نیز با روش فنل - آنترون - اسید سولفوریک اندازهگیری شد
برای اندازهگیری پتانسیل معدنی شدن کربن آلی خاک، میزان CO2 آزاد شده از خاک در مدت 45 روز انکوباسیون و تحت شرایط دمایی و رطوبتی کنترل شده، به روش تیتراسیون برگشتی با سود باقیمانده اندازهگیری گردید
برای مقایسه میانگینها از آزمون LSD استفاده شد و انجام عملیات آماری دادهها با استفاده از نرمافزار SAS صورت گرفت.
نتایج و بحث
اثر کاربری اراضی بر میانگین وزنی قطر خاکدانه - MWD -
نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان دهنده معنیدار بودن اثر کاربری بر میانگین وزنی قطر خاکدانه - سطح آماری - 0/01 میباشد. بیشترین میانگین وزنی قطر خاکدانه 0/95 - میلیمتر - در کاربریهای باغ، کشت آبی- گندم و کشت آبی- جو و کمترین آن در کاربری کشت دیم- گندم - 0/63 میلیمتر - مشاهده شد - شکل . - 1
شکل -1 مقایسه میانگین وزنی قطر خاکدانه در کاربریهای مختلف. میانگینها - انحراف معیار - با حروف یکسان، اختلاف معنیداری در سطح یک درصد ندارند.
احتمالاً افزایش میانگین وزنی قطر خاکدانه در کاربریهای باغ، کشت آبی- گندم و کشت آبی- جو به دلیل افزایش مقدار کربن آلی خاک در این کاربریها است. این نتیجه با نتایج کارپنتر و چانگ - Carpenter and Chong 2010 - مطابقت دارد. پوشش گیاهی، ساختمان خاک و خاکدانهسازی را به خاطر توزیع مواد آلی از طریق بازگشت لاشبرگ و ریشه گیاهان و ترشحات ریشه تحت تأثیر قرار میدهد.
کارپنتر و چانگ - Carpenter and Chong 2010 - نشان دادند که پوشش گیاهی و کربن آلی خاک یکی از مهمترین فاکتورهای تعیینکننده پایداری خاکدانه در خاک میباشد.
لیو و همکاران - 2005 - نیز نشان دادند که افزایش پوشش گیاهی، میانگین وزنی قطر خاکدانه و کربن آلی کل را افزایش میدهد
همچنین نتایج این پژوهش نشان میدهد که در تبدیل مرتع به کشت دیم گندم، میانگین وزنی قطر خاکدانه 19 درصد کاهش یافته، در حالیکه کشت آبی گندم و جو باعث افزایش 21 درصدی میانگین وزنی قطر خاکدانه شدهاند.
اثر کاربری اراضی بر pH و EC خاک
قابلیت هدایت الکتریکی خاک در کاربریهای مختلف تفاوت معنیداری نداشت. بیشترین میزان قابلیت هدایت الکتریکی خاک در کاربریهای کشت آبی گندم، جو و باغ 0/30 - دسی زیمنس بر متر - و کمترین آن 0/20 - دسی زیمنس بر متر - در کاربریهای مرتع و کشت دیم- گندم مشاهده شد. میزان pH خاک نیز در کاربریهای مختلف فاقد تفاوت معنیدار بود - -7/7 . - 7/6
اثر کاربری بر میزان کربن آلی خاک
نتایج این پژوهش نشان میدهد کشت و کار باعث افزایش میزان کربن آلی خاک نسبت به مرتع شده است. بیشترین افزایش در مقایسه با مرتع، در کاربری باغ - % - 83 و کمترین افزایش در کشت دیم - 7% - مشاهده گردید - جدول . - 1 علت بیشتر بودن میزان کربن آلی در باغ را میتوان به بازگشت بیشتر شاخ و برگ درختان و بقایای گیاهی در این کاربری نسبت داد. کمتر بودن میزان کربن آلی در کاربریهای کشت دیم- گندم و مرتع نیز میتواند به دلیل وجود پوشش گیاهی ضعیف در این مناطق و طبیعتاً بازگشت کمتر بقایای گیاهی به خاک این کاربریها باشد. ناردی و همکاران - 1996 - کاهش حفاظت فیزیکی مواد آلی خاک در اثر خردشدن خاکدانههای درشت طی عملیات شخم - Nardi et al., 1996 و کارتر و همکاران - 1998 - افزایش دمای خاک به دلیل کاهش پوشش گیاهی سایهانداز را در تجزیه و کاهش ماده آلی خاک اراضی زراعی مؤثر میدانند
اثر کاربری بر میزان کربوهیدرات خاک
یکی از ذخایر ناپایدار کربن خاک، مواد آلی محلول است که متشکل از کربوهیدراتها، ترکیبات آلی آلیفاتیک، فنلها، اسیدهای فنلی، اسیدهای آمینه آزاد و مجموعه های مولکولی اسیدهای هیومیک با وزن مولکولی متفاوت میباشد - Stevenson . - 1994 در حدود 5-25 درصد مواد آلی خاک را کربوهیدراتها تشکیل میدهند که اغلب به فرم پلیساکارید میباشند - . - Cheshire 1979 در این مطالعه نیز کربوهیدرات حدود 5 تا 8 درصد مواد آلی خاک را تشکیل میدهد - جدول . - 1
همانگونه که در جدول 1 مشاهده میگردد کشت و کار در منطقه باعث افزایش معنیدار میزان کربوهیدرات در مقایسه با مرتع تخریب شده، گردیده است. از نظر کشاورزی مهمترین ویژگی و وظیفه مرتبط با کربوهیدراتهای خاک، پیوند دادن ذرات در خاکدانههای پایدار است. این مواد هم چنین به نگهداری آب در خاک کمک می کنند. کربوهیدراتهای خاک به علت تأثیر در تشکیل و پایداری خاکدانهها، در کیفیت خاک نقش بهسزایی دارند
فلاحزاده و حاج عباسی - - 2011 گزارش کردند که زیر کشت بردن زمینهای بیابانی - کشت گندم و یونجه - باعث افزایش معنیدار مقادیر کربوهیدرات شده است. این پژوهشگران معتقدند که پایداری بالای خاکدانهها در اراضی کشاورزی و باغ نسبت به مراتع تحت چرای شدید، به ایجاد شرایط مناسب برای افزایش غلظت کربوهیدرات در خاکدانههای درشت کمک میکند، یعنی خاکدانههایی که مواد آلی در مراحل اولیه تجزیه در آنجا ذخیره میشوند به نظر میرسد وجود ماده آلی زیاد در کاربری کشاورزی و باغ باعث خاک دانه سازی و افزایش خاک دانه های درشت در این کاربریها شده است.
