اثر توده‌های درختی دست‌کاشت بر خواص فیزیکی، شیمیایی و زی‌توده میکروبی خاک ‏(بررسی موردی: زاغمرزِ ‏نکا)‏

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی نور، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران، ایران

2 استاد، گروه جنگلداری، دانشکده منابع‌طبیعی نور، دانشگاه تربیت مدرس، نور‏، ایران‏

3 استادیار، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

4 دانشیار، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج ‏کشاورزی، ساری، ایران‏

چکیده

در این پژوهش، خواص فیزیکی، شیمیایی و شاخص­های میکروبی خاک توده­های دست­کاشت 21 ساله خالص توسکا ییلاقی، صنوبر دلتوئیدس، سرو زربین و نیز آمیخته توسکا ییلاقی-سفیدپلت در زاغمرز نکا بررسی شد. در هر توده، 10 قطعه ­400 متر مربعی انتخاب شد و در داخل هر یک، پنج نمونه خاک در عمق صفر تا 10 سانتی­متری تهیه شد. بیشترین مقادیر محتوی رطوبت خاک، واکنش خاک، نیتروژن کل، فسفر، پتاسیم و منیزیم دردسترس، تنفس میکروبی پایه، زی­توده میکروبی نیتروژن خاک در توده­های توسکا-سفیدپلت، و توسکا ییلاقی و بیشترین مقادیر کربن آلی، نسبت کربن به نیتروژن کل، زی­توده میکروبی کربن و نسبت زی­توده میکروبی کربن به نیتروژن خاک در توده­ زربین مشاهده شد. توده زربین همبستگی مثبت با مقادیر کربن آلی، نسبت کربن به نیتروژن، سیلت، رس، زی­توده میکروبی کربن و نسبت زی­توده میکروبی کربن به نیتروژن خاک داشت. اما­ توده­های خالص و آمیخته توسکا بالاترین همبستگی را با مقادیر نیتروژن کل، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و فسفر دردسترس، محتوی رطوبت خاک، تنفس میکروبی پایه و زی­توده میکروبی نیتروژن داشتند که مبین حاصلخیزی خاک این توده­هاست و می­تواند ترغیب کاربران را برای احیای اراضی بایر و رهاشده در قالب جنگلکاری و یا کشت تلفیقی فراهم کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of artificial tree stands on physical, chemical properties and soil microbial ‎biomass (case ‎study: Zaghmarz of Neka)‎

نویسندگان [English]

  • Javad Jafari 1
  • Masoud Tabari 2
  • Vahid Hosseini 3
  • Seyed Ehsan Sadati 4
1 Ph.D. Student of Forestry, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, I. R. Iran‎
2 Professor, Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, I. ‎R. ‎Iran‎
3 Assistant Prof., Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Kurdistan University, ‎Sanandaj, I. R. ‎Iran‎
4 Associate Prof., Research Division of Natural Resources, Mazandaran Agricultural and Natural Resources ‎Research and Education Center, AREEO, Sari, Iran
چکیده [English]

In the present study, physical, chemical, and biological soil properties in pure plantation stands (21 years old) of Alnus subcordata, Populus deltoides, Cupressus sempervirens, and a mixed stand of Alnus subcordata-Populus caspica at Zaghmarz area, Neka city (north of Iran), were studied. In each stand, 10 plots of 400 m2 were selected and in each plot five samples were taken from 10 cm-depth of soil. The highest values of soil water content, pH, total nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K) and magnesium available (Mg), basal microbial respiration (BMR), soil microbial biomass nitrogen (MBN) allocated to stands of A. subcordata–P. caspica and A. subcordata, while the highest amounts of organic carbon (C), C:N ratio, microbial biomass carbon (MBC), and MBC/MBN ratio was observed in Cupressus stand. Analysis of PCA showed that Cupressus plantation has a positive correlation with the amount of C, CN, silt, clay, MBC, and MBC/MBN. But the pure and mixed stands of Alnus are positively correlated with total N, K, Ca, Mg, P available, water content, BMR, and MBN, showing the soil fertility of these stands and encouraging users to cultivate this species in the form of afforestation or agroforestry.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Caspian poplar
  • Afforestation
  • Microbial respiration
  • Caucasian alder
  • Soil nutrient

مراجع

- Alef, K.; Nannipieri, P., Methods in applied soil microbiology and biochemistry. Academic Press: 1995.
- Augusto, L.; Ranger, J.; Binkley, D.; Rothe, A., Impact of several common tree species of European temperate forests on soil fertility. Annals of forest science 2002, 59 (3), 233-253.
 -Bini, D.; dos Santos, C. A.; Bouillet, J.-P.; de Morais Goncalves, J. L.; Cardoso, E. J. B. N., Eucalyptus grandis and Acacia mangium in monoculture and intercropped plantations: evolution of soil and litter microbial and chemical attributes during early stages of plant development. Applied Soil Ecology 2013, 63, 57-66.
- Boden, T. A.; Marland, G.; Andres, R. J., Global, regional, and national fossil-fuel CO2 emissions. Carbon dioxide information analysis center, Oak ridge national laboratory, US department of energy, Oak Ridge, Tenn., USA doi 2009, 10.
- Brady, N. C.; Weil, R. R.; Weil, R. R., The nature and properties of soils. Prentice Hall Upper Saddle River, NJ: 2008; Vol. 13.
- Burton, J.; Chen, C.; Xu, Z.; Ghadiri, H., Soil microbial biomass, activity and community composition in adjacent native and plantation forests of subtropical Australia. Journal of Soils and Sediments 2010, 10 (7), 1267-1277.
- Dinesh, R.; Ghoshal Chaudhuri, S.; Sheeja, T., Soil biochemical and microbial indices in wet tropical forests: effects of deforestation and cultivation. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 2004, 167 (1), 24-32.
- Habashi, H., Microbial respiration and microbial biomass C relationship with soil organic matter in different types of mixed beech forest. 2015.
- Hagen-Thorn, A.; Callesen, I.; Armolaitis, K.; Nihlgård, B., The impact of six European tree species on the chemistry of mineral topsoil in forest plantations on former agricultural land. Forest ecology and management 2004, 195 (3), 373-384.
- Häggman, H.; Raybould, A.; Borem, A.; Fox, T.; Handley, L.; Hertzberg, M.; Lu, M. Z.; Macdonald, P.; Oguchi, T.; Pasquali, G., Genetically engineered trees for plantation forests: key considerations for environmental risk assessment. Plant Biotechnology Journal 2013, 11 (7), 785-798.
 -Humpenöder, F.; Popp, A.; Dietrich, J. P.; Klein, D.; Lotze-Campen, H.; Bonsch, M.; Bodirsky, B. L.; Weindl, I.; Stevanovic, M.; Müller, C., Investigating afforestation and bioenergy CCS as climate change mitigation strategies. Environmental Research Letters 2014, 9 (6), 064029.
- Inagaki, Y.; Miura, S.; Kohzu, A., Effects of forest type and stand age on litterfall quality and soil N dynamics in Shikoku district, southern Japan. Forest ecology and management 2004, 202 (1-3), 107-117.
- Jiménez, J. J.; Lal, R.; Leblanc, H. A.; Russo, R. O., Soil organic carbon pool under native tree plantations in the Caribbean lowlands of Costa Rica. Forest Ecology and Management 2007, 241 (1-3), 134-144.
- Kooch, Y.; Tavakoli, M.; Akbarinia, M., Microbial/biochemical indicators showing perceptible deterioration in the topsoil due to deforestation. Ecological Indicators 2018, 91, 84-91.
- Liao, C.;  Luo, Y.; Fang, C.; Chen, J.; Li, B., The effects of plantation practice on soil properties based on the comparison between natural and planted forests: a meta‐analysis. Wiley Online Library: 2012.
 -Llorente, M.; Glaser, B.; Turrión, M. B., Storage of organic carbon and black carbon in density fractions of calcareous soils under different land uses. Geoderma 2010, 159 (1-2), 31-38.
- Marcos, E.; Calvo, L.; Marcos, J. A.; Taboada, Á.; Tárrega, R., Tree effects on the chemical topsoil features of oak, beech and pine forests. European Journal of forest research 2010, 129 (1), 25-30.
- Moghimian, N.; Hosseini, S. M.; Kooch, Y.; Darki, B. Z., Evaluating soil biochemical/microbial indices as ecological indicators of different land use/cover in northern Iran. Acta Ecologica Sinica 2019, 39 (4), 328-333.
- Paul, E., Soil microbiology, ecology and biochemistry. Academic press: 2014.
- Ravindran, A.; Yang, S.-S., Effects of vegetation type on microbial biomass carbon and nitrogen in subalpine mountain forest soils. Journal of Microbiology, Immunology and Infection 2015, 48 (4), 362-369.
- Rothe, A.; Cromack Jr, K.; Resh, S. C.; Makineci, E.; Son, Y., Soil carbon and nitrogen changes under Douglas‐fir with and without red alder. Soil Science Society of America Journal 2002, 66 (6), 1988-1995.
- Sanji, R.;  Kooch, Y.; Tabari, K. M., Comparison of fine root biomass, earthworm's and nematodes populations in topsoil of natural forest and plantations. Journal of water and soil conservation 2017, 24 (3), 219-234. 
- Schimel, J.; Schaeffer, S. M., Microbial control over carbon cycling in soil. Frontiers in microbiology 2012, 3, 348.
- Shrestha, R.; Ladha, J.; Gami, S., Total and organic soil carbon in cropping systems of Nepal. Nutrient cycling in agroecosystems 2006, 75 (1), 257-269.
- Singh, K.; Singh, B.; Singh, R., Changes in physico-chemical, microbial and enzymatic activities during restoration of degraded sodic land: Ecological suitability of mixed forest over monoculture plantation. Catena 2012, 96, 57-67.
- Sinha, S.; Masto, R.; Ram, L.; Selvi, V.; Srivastava, N.; Tripathi, R.; George, J., Rhizosphere soil microbial index of tree species in a coal mining ecosystem. Soil Biology and Biochemistry 2009, 41 (9), 1824-1832.
- Sun, B.; Hallett, P. D.; Caul, S.; Daniell, T. J.; Hopkins, D. W., Distribution of soil carbon and microbial biomass in arable soils under different tillage regimes. Plant and Soil 2011, 338 (1), 17-25.
- Tafazoli, M., The Comparison of nutrient input via throughfall in an oak-hornbeam natural forest with Persian maple (Acer velutinim) and Turkish pine (Pinus brutia) plantations. M.Sc. Disertations. Tehran University, Tehran, Iran, 2014; p 121 (In Persian).
- Tedersoo, L.; Suvi, T.; Jairus, T.; Ostonen, I.; Põlme, S., Revisiting ectomycorrhizal fungi of the genus Alnus: differential host specificity, diversity and determinants of the fungal community. New Phytologist 2009, 182 (3), 727-735.
- Yang, Y.-S.; Chen, G.-S.; Guo, J.-F.; Xie, J.-S.; Wang, X.-G., Soil respiration and carbon balance in a subtropical native forest and two managed plantations. Plant Ecology 2007, 193 (1), 71-84.
- Zheng, X.; Wei, X.; Zhang, S., Tree species diversity and identity effects on soil properties in the Huoditang area of the Qinling Mountains, China. Ecosphere 2017, 8 (3), e01732.
پژوهش و توسعه جنگل
دوره 7، شماره 1
خرداد 1400
صفحه 123-135

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار