تأثير چرخه‌هاي تر و خشك شدن، دما و غلظت هاي‌ كربن دي اكسيد بر ماده آلي ذره اي در خاكدانه‌هاي دو خاك جنگلي و مرتعي

خاكدانه‌ها راكتورهاي بيوشيميايي خاك محسوب مي‌شوند و نقش مهمي در چرخه كربن اكوسيستم خاك ايفا مي‌كنند. تغيير اقليم به تغييرات بلندمدت در دما و الگوهاي آب و هوايي مانند بارندگي اشاره دارد. اين تغييرات ممكن است بر خصوصيات خاكدانه‌ها و عملكرد حمايتي آن‌ها براي اكوسيستم‌هاي خاك تأثير بگذارد. در اين تحقيق فرض شد كه پاسخ چرخه كربن خاك به تغييرات اقليمي شبيه‌سازي شده ممكن است در اندازه‌هاي مختلف خاكدانه‌ها متفاوت باشد. به منظور انجام اين تحقيق، نمونه‌هاي مركب خاك از خاك جنگلي و خاك علفزار جمع‌آوري شد. سپس ماده آلي ذره‌اي آزاد و محصور شده در خاكدانه‌ها در اندازه‌هاي 4-2 ميلي‌متر، 2-25/0 ميلي‌متر و 05/0-25/0 ميلي‌متر تحت تيمارهاي چرخه تر و خشك شدن در دماي 25 و 45 درجه سلسيوس تحت دو غلظت مختلف دي اكسيد كربن (400 و 800 ميكرومول در مول) اندازه‌گيري شد. داده‌ها با طرح آزمايشي فاكتوريل با چهار عامل (در دو تكرار) شامل دما (دو سطح)، اندازه خاكدانه (سه سطح)، تعداد چرخه‌هاي تر و خشك شدن (سه سطح) و CO2 افزايش يافته (دو سطح) تجزيه و تحليل شدند. نتايج در خاك جنگلي نشان داد كه، بيشترين مقدار ماده آلي ذره‌اي آزاد (fPOM) در خاكدانه‌ها در اندازه 2-25/0 ميلي‌متر مشاهده شد. چرخه‌هاي تر و خشك شدن به طور معني¬داري مقدار (p <‎ 0.05) fPOM را در هر دو دما كاهش دادند و اين كاهش در دماهاي خشك شدن بيشتر ‌ محسوس‌تر بود. ماده آلي ذره‌اي محصور شده (oPOM) در خاكدانه‌هاي 2-25/0 ميلي‌متري خاك‌هايي با ماده آلي زياد به حداكثر رسيد، در حالي كه خاكدانه‌هاي كوچك‌تر در خاك‌هاي با ماده آلي كم حاوي oPOM بيشتري بودند. به طور كلي، اعمال چرخه‌ها oPOM را كاهش دادند، اين كاهش در دماهاي خشك شدن بيشتر به ويژه در خاكدانه‌هاي كوچك (05/0-25/0 ميلي‌متر) خاك‌هاي با ماده آلي كم شديدتر بود. تيمارهاي CO2 افزايش يافته به طور معني¬داري (p <‎ 0.05) fPOM را در خاكدانه‌هاي كوچك و متوسط خاك‌هاي با ماده آلي كم كاهش دادند. اما اين تيمار مقادير oPOM را به طور معني¬داري (p <‎ 0.05) افزايش داد، به ويژه در خاك‌هاي با ماده آلي كم و ً در خاكدانه‌هاي كوچك‌تر كه تحت اعمال چرخه هاي تر و خشك بودندااگرچه، CO2 افزايش يافته تنها اثرات جزئي بر oPOM در خاك‌هاي با ماده آلي زياد داشت. خاكدانه‌هاي بزرگ‌تر و متوسط به طور كلي oPOM بيشتري در هر دو نوع خاك نشان دادند.. نتايج در خاك مرتعي نشان داد، حداكثر fPOM در خاكدانه‌هاي متوسط (0.25-2 ميلي‌متر) يافت شد و اين خاكدانه‌ها fPOM بيشتري در خاك‌هاي OCL نسبت به خاك‌هاي OCH داشتند. پاسخ fPOM به افزايش تعداد چرخه‌ها به دماي خشك شدن بستگي داشت بطوريكه_در 25 درجه سلسيوس كاهش يافت اما در 45 درجه افزايش يافت. خاك‌هايي با ماده آلي زياد به طور كلي fPOM كمتري نشان دادند. چرخه‌هاي تر و خشك شدن باعث كاهش‌هاي معني¬دار fPOM (p <‎ 0.05) در تمام اندازه‌هاي خاكدانه به ويژه در خاك‌هاي با ماده آلي كم شدند. خاك‌هاي OCH در خاكدانه‌هاي متوسط oPOM بيشتري نسبت به خاك‌هاي OCL داشتند، اما در هر دو نوع خاك، oPOM با اندازه خاكدانه از متوسط به كوچك كاهش يافت. بيشترين ذخاير oPOM در خاكدانه‌هاي متوسط (2-25/0 ميلي‌متر) در خاك‌هاي باماده آلي زياد بدون اعمال چرخه مشاهده شد. با اين حال، چرخه‌ها به طور معني-داري (p <‎ 0.05) oPOM را در تمام اندازه‌هاي خاكدانه كاهش دادند. تيمارهاي CO2 افزايش يافته به طور معناداري (p <‎ 0.05) fPOM را در مقايسه با چرخه‌هاي تر-خشك شدن تحت CO2 شاهد به ويژه در خاكدانه‌هاي كوچك‌تر كاهش دادند.. خاك‌هاي با ماده آلي كم به طور كلي حاوي مقادير بيشتر fPOM در خاكدانه‌هاي متوسط نسبت به خاك‌هاي با ماده آلي زياد بودند.كاهش fPOM با افزايش چرخه‌ها در 25 درجه شديدتر از 45 درجه سلسيوس بود. CO2 افزايش يافته oPOM را در خاك‌هاي با ماده آلي كم افزايش داد اما در خاك‌هاي با ماده آلي زياد آن را كاهش داد. افزايش تعداد چرخه‌هاي تر-خشك شدن بر پويايي fPOM و oPOM به گونه‌اي متفاوت تأثير گذاشت كه اين تأثير به دما، مقدار ماده آلي خاك و اندازه خاكدانه بستگي داشت. در مجموع، CO2 افزايش يافته ماده آلي ذره‌اي آزاد را كاهش داد اما ماده آلي ذره‌اي محصور شده را افزايش داد. در خاك‌ها با ماده آلي كم اندازه خاكدانه به شدت بر هر دو شكل ماده آلي ذره‌اي تأثير گذاشت، به‌طوري‌كه خاكدانه‌هاي متوسط و بزرگ در اكثر موارد fPOM و oPOM بيشتري نشان دادند. دماي خشك شدن اثرات چرخه‌هاي تر و خشك شدن و تيمارهاي CO2 را تحت تأثير قرار داد، به‌طوري‌كه دماي بيشتر، كاهش‌ها در ماده آلي ذره‌اي آزاد را تشديد كردند اما در اكثر موارد ماده آلي محصور شده را افزايش داد.

237821

بيولوژي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان