تأثیر اقلیم و کاربری‌های مختلف اراضی بر زیست‌توده و فعالیت‌های میکروبی خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد علوم خاک، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه آزاد واحد ایلام، ایلام

2 استادیار گروه مهندسی آب و خاک، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام

چکیده

امروزه یکی از نگرانی‌های مهم جهان، تغییر جنگل‌ها و مراتع به اراضی کشاورزی است که نتیجۀ آن کاهش کیفیت خاک و تغییر آب‌وهوای جهانی است. یکی از شاخص‌های کیفیت و سلامت خاک، ارزیابی فعالیت و برآورد زیست‌تودۀ میکروبی خاک است که این ویژگی در مدت زمان کوتاه به اعمال مدیریت در اکوسیستم‌های مختلف واکنش نشان می‌دهد. پژوهش حاضر به‌منظور بررسی تأثیر اقلیم و کاربری‌های جنگل، مرتع و کشاورزی بر زیست‌توده و فعالیت‌های میکروبی خاک در سال 1395 در استان ایلام انجام گرفت. تأثیر اقلیم با انتخاب دو منطقۀ ایوان با اقلیمی نیمه‌مرطوب و گنجوان با اقلیمی نیمه‌خشک اعمال شد. در هر منطقه، سه کاربری شامل جنگل، مرتع و کشاورزی در نظر گرفته شد. پس از بررسی‌های میدانی در کاربری‌های مختلف، پنج نمونه خاک از عمق‌های 10-0 و 30-10 سانتی‌متری به‌صورت تصادفی برداشت شد. در آزمایشگاه مقدار کربن آلی و نیز خصوصیات میکروبی خاک نظیر کربن و نیتروژن زیست‌تودۀ میکروبی، تنفس پایه و برانگیخته اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار کربن آلی و تنفس پایه در ایوان با کاربری جنگل به‌دست آمد که به‌ترتیب 54/42 و 72/20 درصد بیشتر از گنجوان بود. کاربری کشاورزی در هر دو اقلیم، کمترین مقدار این صفات را به خود اختصاص داد. با افزایش عمق خاک، مقدار کربن آلی، تنفس پایه و تنفس برانگیخته در کاربری‌های مختلف کاهش یافت. مقدار نیتروژن و کربن زیست‌تودۀ میکروبی در کاربری جنگل و مرتع در اقلیم ایوان بیشتر از اقلیم گنجوان بود. بیشترین زیست‌تودۀ میکروبی کربن (813 میلی‌گرم در گرم خاک) در کاربری جنگل در عمق سطحی (10-0 سانتی‌متری) به‌دست آمد و با افزایش عمق خاک، مقدار کربن زیست‌تودۀ میکروبی کاهش یافت. مقدار بهرۀ متابولیکی در عمق تحتانی (30-10 سانتی‌متری) بیشتر از عمق سطحی (10-0 سانتی‌متری) بود، به‌طوری ‌که بیشترین بهرۀ متابولیکی (179/0 درصد) در عمق تحتانی (30-10 سانتی‌متری) با کاربری زراعی مشاهده شد و کمترین مقدار آن (087/0 درصد) در عمق سطحی (10-0 سانتی‌متری) خاک با کاربری جنگل به‌دست آمد. به‌طور کلی براساس نتایج، با تغییر کاربری از جنگل به اراضی زراعی در اقلیم‌های خشک، کربن آلی، زیست‌توده و فعالیت میکروبی خاک کاهش می‌یابد. بنابراین، مدیریت صحیح کاربری اراضی که مهم‌ترین آن جلوگیری از تغییر کاربری در مناطق نیمه‌خشک و نیمه‌مرطوب است می‌تواند تأثیر مهمی در بهبود کیفیت و سلامت خاک داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of climate and land uses on soil microbial biomass and activities

نویسندگان [English]

  • Masume Mazaheri 1
  • Masoud Bazgir 2
1 M.Sc., Dept. of Soil Science, Islamic Azad Ilam University, Ilam, I. R. Iran
2 Assistant Prof., Dept. of Soil and Water engineering, Ilam University, Ilam, I. R. Iran
چکیده [English]

Today, one of the major concerns in the world and Iran is land use change from forests and pastures to agricultural lands which causes soil quality mitigation and global climate change. One of the indicators of soil quality and health is the evaluation of microbial activity and the estimation of microbial biomass of the soil, which in a short time responding to management practices in different ecosystems. This research was conducted to study the effect of climate and forest, pasture and agricultural land uses on soil microbial activities and biomass in Ilam province in 2016. The impact of climate was considered with selection of two regions including Ayvan, with semi-humid climate and Ganjavan, with semi-arid climate. Three land uses including forest, pasture and agricultural land were investigated in each region. After field studies in the land uses, five soil samples were randomly taken from 0-10 and 10-30 cm depths. In laboratory, soil microbial properties including microbial biomass carbon and nitrogen, basal respiration and substrate induced respiration as well as soil organic carbon were measured. The results showed that the highest organic carbon and basal respiration were obtained in the Ayvan climate with forest ecosystem to be 42.54 and 20.72 percent, respectively. Agriculture land use in both climates had the least amount of these properties. Organic carbon, base respiration and substrate induced respiration decreased in different land use with increasing soil depth. The microbial biomass carbon and nitrogen in forest and rangeland land use in Ayvan climate were higher than Ganjun climate. The highest microbial biomass carbon (813 mg g-1 soil) was obtained in forest land use at topsoil (0-10 cm). Soil microbial biomass decreased with increasing soil depth. Soil metabolic coefficient in subsoil (10-30 cm) was higher than topsoil (0-10 cm), and the highest metabolic coefficient of soil (0.179 percent) was observed in subsoil (10-30 cm) with agricultural land use. The lowest metabolic coefficient (0.087 percent) was observed in the soil surface (0-10 cm) with forest land use. In general, the results showed that in dry climate, by changing the land use from forests to pasture and agronomy land in dry climate decreased organic carbon and soil microbial activity. Therefore, correct land management in semi-humid and semi-arid regions can play an important role in improving soil quality and health.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate
  • Ilam province
  • Forest
  • Microbial indices
  • Pasture