بخشی از مقاله
چکیده
از شاخص های کیفیت خاک می توان اطمینان حاصل کرد که جهت بهره وری و عملکرد خاک به طور خاص مورد استفاده قرار می گیرد . عملکرد شاخص های بیولوژی گواهی است بین عملکرد خاک و تاثیر آن روی گیاهان ، حیوانات و آب و هوا که شامل اکو سیستم است . متخصصان خاک شناس می توانند هر دو کمیت شیمیایی و بیولوژیکی را که جزء شاخص های بیولوژیکی خاک هستند را شناسایی و تعیین کنند و برای عمده عملکرد های منحصر به فرد اکو سیستمی مانند زمین های کشاورزی و جنگل ها و مراتع بکار ببرند .
اگر چه این شاخص های کیفیتی در اکو سیستم ها پیچیده اند اما دارای استفاده ها یا اهداف حمایتی و واکنش زیادی هستند. شاخصهای مختلفی جهت توصیف کیفیت خاک مورد استفاده قرار می گیرد به طور خلاصه ویژگی هایی که مربوط به محتوای ماده آلی، نسبت کربن به نیتروژن، جز کربنی مواد آلی - هومیک اسید و فولوویک اسید - فعالیت آنزیمهایی مثل گلومالین، اورهآز و فسفاتازها - را شامل میشود. خصوصیات فیزیکی از جمله پایداری خاکدانه ها نیز از جمله شاخصهای کیفیت خاک محسوب میشود.
مقدمه
افزایش جمعیت منجر به اعمال فشارات هرچه بیشتر بر روی اراضی گردیده است. بنا بر این انجام اقداماتی مناسب جهت شناسایی و ایجاد شاخص های متعارف کیفیت خاک برای خاک های جنگلی و کشاورزی لازم الاجراست. تعریف جامع و کاملی که از کیفیت خاک عبارت است از : "ظرفیت خاک برای انجام وظایفش با اکوسیستم جهت حفظ حاصلخیزی خاک، کیفیت محیطی و ترویج و ترقی گیاهان و سلامت حیوانات است" کیفیت خاک در حقیقت ترکیبی است از خصوصیات فیزیکی شیمیایی و بیولوژی که در عملکرد کلی خاک ها تاثیر گذار است .تشکیل خاک تقابلی از فاکتورهای ذاتی مانند مواد مادری ، دما ، الگوی بارش ، جمعیت گیاهی ، حیوانی و میکروبی با زمان است .
گرچه در گذشته خیلی کمتر به موضوع کیفیت خاک توجه شده و چرخش مواد آلی و حاصلخیزی و اصول زراعی را خیلی کم در نظر می گرفتند . بعد از جنگ جهانی دوم سیستم های تصحیح کشاورزی که کاهش یافته بود افزایش یافت و توجه بیشتری به کشاورزی اصولی گردید Doran, J.W., Parkin, T.B., 1994، بزرگترین رقابت ، نگهداری تعادل بین اکو سیستم و تولید انرژی است ، که در این زمینه کیفیت خاک یافته ی مهمی و تاثیر گذار بر روی سلامت اکوسیستم و کشاورزی است اما مشکل اینجاست که چه میزان کیفیت خاک تا چه حدی به اقلیم مشخصات خاک و اثرات گیاهی و زیست شناسی وابسته است؟
اثر متقابل اینها چگونه است ؟ در کشاورزی اگر چه تولید محصول در اولویت اول است ، اما حفظ و نگهداری مواد مغذی حفظ و بهبود ساختمان و چگالی حجمی که برای رشد مطلوب ریشه ها نیز نیاز است می تواند تحت تاثیر خصوصیات بیولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی باشد . شاخص های کیفیتی خاک به شکل اکولوژیکی، اقتصادی و از نقطه نظر گسترش جوامع مورد بررسی قرار میگیرد. این شاخصها شامل مشخصات خاک و یا محصولات مرتبطی که مسئولیت تغییرات پویای اگرواکوسیستمی را در بر میگیرد را شامل میشود. این شاخصها به خوبی تعریف نشده و قبول یا شامل پارامترهای مورد تاییدی که مشخص یا تایید کننده کیفیت خاک باشد نیز نمیشود.
USDA2008، تغییرات در کیفیفت خاک میتواند توسط شاخصهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی باشد بنابراین لازم است شاخصهای کیفی تولید شدهای تثبیت شود که این شاخص شامل شاخصهای مختلفی باشد. طبق مطالعات سازمان حفاظت خاک آمریکا شاخص های کیفی خاک به 4 گروه دستهبندی میشود: شاخصهای بصری، فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی و دانش بومی حاصل میشود.
شاخصهای بصری از مشاهدات میدانی، یافتههای کشاورزان و دانش بومی حاصل میشد.مشاهده یا تفسیر عکسها نیز از مثالهای این مورد است. در معرض قرار گرفتن خاک تحت الارضی، فرسایش، حضور علفهای هرز، رنگ ونوع پوشش سطحی و مقایسه بین سیستمهایی که در خلال فرآیندهای آنتروپوژنیک ابزار مناسبی برای بررسی اینکه ایا کیفیت خاک مورد تاثیرات مثبت یا منفی قرار گرفته است میباشد.Mairura2007،اجتماع بین کشاورزان و دانشمندان در کنیا نشان داد که چگونه دانش بومی به عنوان یک شاخص مهم برای ثبات و استحکام طبقهبندی کیفیت خاک به کار می رود.
مجموعه ای از دانشمندان خاک امریکا بعد از بحث بسیار در مورد کیفیت خاک تعریف وسیعی کردند "نوعی توانایی ویژه خاک با عملکرد طبیعی با مدیریت اکوسیستمی مشخص جهت تقویت گیاهان ، حیوانات و میکروارگانیسم ها ، نگهداری یا بهبود کیفیت هوا و آب . همچنین حمایت از سلامت انسان و بهبود کیفیت زندگی". متخصصان خاک شناس هنوز نیز در نظریه هایشان با هم اختلاف دارند ، - - Raman, 1928امیدوار بود که در دوره هایی که شاخص های خاک مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد توجه خود را بیشتر معطوف به شاخص های کاربردی که برای رشد گیاهان مطرح است کند .
- Doran, J.W., Parkin, T.B., 1994 - طبق نظر محققین سه وظیفه مهم خاک عبارتند از : - 1 اثر گذاری بر روی رشد متوسط گیاهان - 2 تنظیم کردن و جزء بندی آب جاری - 3 استفاده از آن در جهت محافظت های محیطی شاخص های بیولوژیکی برای کیفیت خاک Janssens J et all 2006 - , - ، ، - - Suman A. ML, Singh A 2006 و - Marriot E, Wander M 2006 - شاخص های بیولوژیکی در مورد ویژگی هایی است که در ارتباط با فعالیتهای بیولوژیکی بر روی مواد آلی است مانند: توده کربن میکروبی و تنفس خاک که شامل فراوانی، تنوع زنجیره غذایی و پایداری جمعیت هاست.
جامعه میکروبی در داخل توده جانوری مثل کرمهای خاکی، نماتدها و بی مهرگان که به عنوان استقرار یا شاخصهای اکولوژیکی محسوب میشود. و - - Tejada M HmaGC 2006 نهایتا فعالیتهای بیولوزیکی مثل فعالیت آنزیمی، پتانسیل نیتروزن معدنی و یا تولید دی اکسید کربن شامل این گروه از شاخصهای بیولوژیکی می باشد. - Schroth M, Hancock, J. 1982 - و - - Del Val JMB, Azcon-Aguilar, J 1992و - Nakatsu C. CN, et all 2005 - جمعیت میکروبی خاک شاخص بسیار حساسی بوده و منعکس کننده تاثیرات مدیریتی بشر و تغییرات آب و هوایی است.
جمعیت میکروبی بعنوان شاخصهای کیفیت و سلامت خاک و تنوع و فراوانی ممکن است مربوط به فعالیتهایی مثل تجزیه مواد آلی رقابت و گسترش ریشه و شاخساره ، غیر فعالسازی و پاکسازی سموم فلزات سنگین حشره کشها، سایر آلاینده های بیماری زای خاک در خاک و گیاه باشد Gregorich , E. G et all 1994 .شاخصهای بیولوژیکی صورت های مختلفی را از کیفیت خاک در اکو سیستم های متفاوت نشان می دهد ، این شاخص ها بیشتر تلاش می کنند سه عملکرد یا پارامتر اساسی که شامل : توسعه ساختمان خاک ، ذخیره سازی مواد مغذی و فعالیت بیولوژیکی است را اندازه گیری کنند.
-1 نیتروژن قابل دسترس
نیتروژن قابل دسترس از شاخص های کیفی خاک است ، معدنی شدن: نیتروژن آلی رها شده از ساختمان خاک را گفته می شود ، این فرآیند به وسیله یکسری خصوصیات خاک مانند کیفیت الگویی خاک های ارگانیک ، توده میکروبی1 و فعالیت آنها ، دمای خاک و رطوبت خاک تنظیم می شود. محققین دانستند که استفاده از نسبت ازت معدنی به ازت کل در مکان های داخلی نسبت به مکان های که کانون کنترل ازت محیطی اند متفاوت تراست. - . - Waide et al., 1988 - ,
ازت معدنی یکی از شاخص های مفید است، زیرا دارای واکنش سریعی نسبت به مزاحمت ها و تنش های محیطی می باشد . عواملی مانند اختلال در میزان حشرات و طغیان آنها ، مدیریت غلط جنگل ها ، تغییرات اقلیمی و ... اغلب منجر به افزایش نسبت ازت معدنی به ازت از دست رفته دراکوسیستم می گردد. این افزایش نسبت،از ازت معدنی برای چرخه های پر سرعت درالگو های ساختمانی و مقادیر زیادی از مواد غذایی قابل دسترس که از موجودات زنده بزرگ و کوچک موجود در خاک پیشنهاد می شود و جایگزینی است برای گیاهانی که سریع رشد می کند.
پیش ازاین نیتریت که به صورت محلول در زیر خاک است و نشان دهنده پتانسیل برای نیتروژن است نیز ممکن از طریق آبشویی سیستم خاک را ترک کند ، که در نتیجه آبشوی نیتریت ممکن است منجر به آبشویی کاتیون های اساسی شود که در نهایت منجر به کاهش کیفیت خاک می گردد ، از سوی دیگر افزایش NO3 متمرکز یافته باعث کاهش کیفیت آب می شود - . - Aber et al., 1989
- Reich et al. - 1997 - ، مطالعات گسترده در رابطه بین ازت معدنی و حاصلخیزی درمناطق Wisconsin and Minnesota ،نشان داد که این دو فاکتور نیتروزن معدنی و حاصلخیزی اولیه خالص خاک سطحی، بسته به نوع رده بندی و بافت خاک متفاوت است. - Powers, 1990; Garten et al.1994 هر دو فاکتور ازت معدنی2 و حاصلخیزی اولیه خاک سطحی3 به نوع خاک و مواد اولیه مناطق جنگلی بستگی دارد. اگر چه در این مناطق نسبت خاک با وضعیت توپوگرافی تغییر می کند اما این تغییرات به الگو های کیفیتی خاک های ارگانیک ، تغییرات دما و میزان اب قابل دسترس در خاک ها نسبت داده می شود .
-2 تجزیه برگی و مشخصات کف جنگل
تجزیه برگی یکی از شاخص های بیولوژیکی مفید است که متقابلا با زندگی گیاهی درگیر است وبه نسبت افزایش تجزیه مرحله ای که منجر به سرعت بخشیدن چرخه مواد غذایی و در نهایت افزایش کیفیت خاک می گردد. - . - Johansson, 1994 - Perala and Alban, 1982 - و - - Rauland-Rasmussen and Vejre H 1995 .لایه های هوموس جنگل ها می توانند نقش مهمی در خاک های کشاورزی با میزان مواد غذایی پایین بازی کنند.
از طرفی خاک هایی با بافت شنی4 نسبت به لومی5 به مواد غذایی دسترسی بالاتری دارند . توده هوموس یا لایه های AO می تواند یکی از شاخص های مفید دسترسی به مواد غذایی باشد، ساخته شدن در مکانها به عوان شاخصی از دسترسی مواد غذایی در نظر گرفته می شود. شاخص واریزه های چوبی درشت6 بعنوان بخش چندین صد ساله کف جنگل بوده و بعنوان شاخص دراز مدت کف جنگل محسوب می شود. منبع بزرگی از کربن و اثرات ان در توسعه خاک ها و کاهش فرسایش و فراهم کردن مواد غذایی برای هتروتوف ها محسوب می شود. - Harmon and Hua, 1991 - .و - . - McFee W.W and Stone E.L, 1966
