تغییرات کربن، نیتروژن خاک و پایداری خاکدانه تحت تأثیر کاربری‌های مختلف زمین

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.‏

2 استاد، گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، تهران، ایران

3 استاد، گروه آمار، دانشگاه تربیت مدرس تهران، تهران، ایران

4 استادیار، گروه هواشناسی کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی تغییرات محتوی کربن آلی، نیتروژن کل خاک و شاخص پایداری خاکدانه با افزایش عمق در کاربری­های مختلف اراضی در منطقه الندان ساری انجام شد. به­همین منظور نمونه­های خاک به­­­­صورت منظم تصادفی (تعداد شش نقطه در هر کاربری) و از اعماق صفر تا 10، 20-10، 30-20، 40-30 و50-40 سانتی­متری با استفاده از استوانه فلزی و مته خاک­شناسی برداشت شد. بافت، واکنش خاک، درصد آهک، کربن آلی، نیتروژن کل و میانگین هندسی قطر خاکدانه (به­عنوان شاخص پایداری خاکدانه) در آزمایشگاه اندازه­گیری شد. نتایج نشان داد که مشخصه­های کربن و نیتروژن خاک به­طور معنی­داری (05/0p<) تحت تأثیر عامل­های عمق خاک و کاربری اراضی قرار گرفته­اند. این درحالی­ست که مشخصه میانگین هندسی قطر خاکدانه تنها تحت تأثیر عمق خاک بود. مقایسه میانگین­ها نشان داد که با افزایش عمق خاک، مقدار کربن، نیتروژن و شاخص پایداری خاکدانه به­طور معنی­داری کاهش یافت. در لایه­های سطحی خاک، بیشترین مقدار کربن (6/4 درصد) و ازت (31/0 درصد) در توده دست­کاشت ون و کمترین مقدار این مشخصه­ها (5/2 درصد برای کربن و 15/0 درصد برای نیتروژن) در توده کاج سیاه مشاهده شد. همچنین با افزایش میانگین هندسی قطر خاکدانه، کربن آلی (05/0p<) افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The changes of soil carbon, nitrogen and aggregate stability affected by different land ‎uses

نویسندگان [English]

  • Maryam Asadian 1
  • Seyyed Mohammad Hojjati 2
  • Mohsen Mohammadzadeh 3
  • Mehdi Nadi 4
1 PhD Student of Forest Science and Engineering, Agricultural Sciences and Natural Resources ‎University, ‎Sari, I. R. Iran
2 Professor, Department of Forest Science and Engineering, Agricultural Sciences and Natural Resources ‎University, ‎Sari, I. R. Iran
3 Professor, Department of Statistics, Tarbiat Modares University, Tehran, I. R. Iran. ‎
4 Assistant Professor in agricultural meteorology, Agricultural Sciences and Natural Resources ‎University, ‎Sari, I. R. Iran
چکیده [English]

The present study was conducted for investigation the trend of soil carbon, total nitrogen and soil aggregate stability changes with increasing depth under different land uses in Alandan area–Sari. The soil samples were taken from soil depths 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50 cm using coring (8 cm diameter) and auger method in each site systematic randomly (n=6). The soil texture, soil pH, the percentage of CaCO3, organic carbon, total nitrogen and geometric mean diameter (soil aggregate stability index) was measured in the laboratory. The result showed that, soil carbon and nitrogen were significantly (p<0.05) affected by soil depth and land use change. However, the geometric mean diameter was only affected by soil depth. The compared means showed that, the amount of carbon, nitrogen and soil aggregate stability index is significantly reduced with increasing soil depth. In the surface soil layers, the highest carbon (4.6%) and nitrogen (0.31%) were found in ash plantation and theirs lowest (2.5 % and 0.15% respectively) were observed in pine plantation. Also, soil organic carbon is significantly (p<0.05) increased with increasing geometric mean diameter.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alandan
  • Stability aggregate
  • Plantation
  • Soil depth
  • Organic matter
Al-Barrak, K.; Rowell, D., The solubility of gypsum in calcareous soils. Geoderma 2006, 136 (3-4), 830-837.
Anonymus, Booklet of Tajan Forestry Plan-6 Alandan District; Forest and Rangeland Organization, 2004; p 236. (In Persian)
Asadiyan, M.; Hojjati, S. M.; Pourmajidian, M. R.; Fallah, A., Impact of land-use management on nitrogen transformation in a mountain forest ecosystem in the north of Iran. Journal of forestry Research 2013, 24 (1), 115-119.
Bruun, T. B.; Elberling, B.; de Neergaard, A.; Magid, J., Organic carbon dynamics in different soil types after conversion of forest to agriculture. Land Degradation & Development 2015, 26 (3), 272-283.
Cañasveras, J. C.; Barrón, V.; Del Campillo, M.; Torrent, J.; Gómez, J., Estimation of aggregate stability indices in Mediterranean soils by diffuse reflectance spectroscopy. Geoderma 2010, 158 (1-2), 78-84.
Guo, L.; Shen, J.; Li, B.; Li, Q.; Wang, C.; Guan, Y.; D’Acqui, L. P.; Luo, Y.; Tao, Q.; Xu, Q., Impacts of agricultural land use change on soil aggregate stability and physical protection of organic C. Science of The Total Environment 2020, 707, 136049.
Hashemi, S. A.; Hojati, S. M.; Hoseiny Nasr, S. M.; Asadyan, M.; Tafazoli, M., Studying soil physical, chemical and net Nitrogen mineralization in plantation and natural stands in Darabkola Forest (Sari). Forest Research and Development 2017, 3 (2), 119-132. (In Persian)
Heshmati, M.; Gheitori, M.; Parvizi, I.; Shahbazi, Kh.; Sheykhosi, M.; Soleimani, H., The effect of land use change on aggregate stability and soil organic carbon in watershed of Merk in Kermanshah. Presented at Gonbad kavoos University, Ghorgan, The first national conference of natural resource management, February 27, 2014. (In Persian)
Houben, D.; Faucon, M.-P.; Mercadal, A.-M., Response of organic matter decomposition to no-tillage adoption evaluated by the tea bag technique. Soil Systems 2018, 2 (3), 42.
Jafari-Haghigh, M., Methods of Soil Analysis, Publications of Nedaye Zoha, 2003; p 195. (In Persian)
Jobbágy, E. G.; Jackson, R. B., The vertical distribution of soil organic carbon and its relation to climate and vegetation. Ecological applications 2000, 10 (2), 423-436.
Kalhoro, S. A.; Xu, X.; Chen, W.; Hua, R.; Raza, S.; Ding, K., Effects of different land-use systems on soil aggregates: a case study of the Loess Plateau (Northern China). Sustainability 2017, 9 (8), 1349.
Kurz, I.; O’Reilly, C. D.; Tunney, H., Impact of cattle on soil physical properties and nutrient concentrations in overland flow from pasture in Ireland. Agriculture, ecosystems & environment 2006, 113 (1-4), 378-390.
Liu, M.; Han, G.; Zhang, Q., Effects of soil aggregate stability on soil organic carbon and nitrogen under land use change in an erodible region in Southwest China. International journal of environmental research and public health 2019, 16 (20), 3809.
Malo, D.; Schumacher, T.; Doolittle, J., Long-term cultivation impacts on selected soil properties in the northern Great Plains. Soil and tillage research 2005, 81 (2), 277-291.
Mousavi, S.F.; Moazzeni, M.; Mostafazadeh-Fard, A.; Yazdani, M.R., Effects of rice straw incorporation on some physical characteristics of paddy soils. Journal Agriculture Science Technology 2012, 14, 1173-1183. (In Persian)
Obalum, S.; Chibuike, G.; Peth, S.; Ouyang, Y., Soil organic matter as sole indicator of soil degradation. Environmental monitoring and assessment 2017, 189 (4), 1-19.
Sevink, J.; Verstraten, J.; Jongejans, J., The relevance of humus forms for land degradation in Mediterranean mountainous areas. Geomorphology 1998, 23 (2-4), 285-292.
Soleimany, M.; Eslamdoust, J.; Akbarinia, M.; Kooch, Y., Soil aggregate stability index and particulate organic matter in response to differently afforested lands in the temperate regions of Iran. Journal of Forest Science 2021, 67 (8), 376-384.
Yousefifard, M.; Khademi, H.; and Jalalian, A., Decline in soil quality as a result of land use change in Cheshmeh Ali region, Chaharmahal Bakhtiari Province. Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources 2007, 14 (1), 21-31.