پديد آورندگان :
تفضلي، مهرسده دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري - گروه جنگلداري , جليلوند، حميد دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري - گروه جنگلداري , حجتي، محمد دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري - گروه جنگلداري , لمرسدورف، نوربرت دانشگاه جورج آگوست گوتينگن - گروه خاك شناسي مناطق معتدله، آلمان
كليدواژه :
ته نشست نيتروژن , آمونيم , نيترات , جنگل دارابكلا
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: با توجه به افزايش استفاده از سوخت‌هاي فسيلي و كودهاي شيميايي، مقدار ورود تركيبات نيتروژن‌دار به جو به ويژه در مناطق صنعتي افزايش يافته است. از جمله پيامدهاي افزايش تركيبات نيتروژن‌دار در جو، ايجاد پديده ته‌نشست نيتروژن است. ته‌نشست نيتروژن اشاره به فرآيندي دارد كه طي آن تركيبات نيتروژني موجود در هوا بر سطح جامد قرار مي‌گيرند. با توجه به كمبود اطلاعات در ارتباط با اثرات ته‌نشست نيتروژن بر ويژگيهاي خاك جنگل، هدف از اين پژوهش بررسي اثرات ته‌نشست نيتروژن شبيهسازي شده بر ويژگي هاي شيميايي خاك در توده دست‌كاشت افراپلت واقع درجنگل آموزشي- پژوهشي دانشكده منابع طبيعي ساري بود.
مواد و روش ها: در توده پژوهشي تعداد 12 پلات 20×10 متر پياده شد. ته‌نشست نيتروژن در چهار سطح شامل، صفر (شاهد)، 50 (كم)، 100 (متوسط) و 150 (زياد) كيلوگرم نيتروژن در هكتار در سال در نظر گرفته شد. نيتروژن به صورت محلول آمونيم- نيترات در هر پلات به‌صورت دستي و ماهانه در طول يكسال اسپري شد. سه نمونه خاك از عمق 10-0 سانتي‌متر از هر پلات در هر فصل طي يكسال با روش استوانه فلزي تهيه و به آزمايشگاه منتقل شد. در آزمايشگاه ويژگيهاي فيزيكي درصد رطوبت به روش وزني و بافت خاك به روش هيدرومتري اندازه‌گيري شد. ويژگيهاي شيميايي خاك شامل pH خاك به روش پتانسيومتري، EC به روش هدايت سنجي (نسبت خاك به آب برابر با 1 به 2/5 بود) اندازه گيري شدند. كربن آلي به روش والكي و بلاك، نيتروژن به روش كجلدال، فسفر قابل جذب با روش اولسن، پتاسيم با روش عصارهگيري با استات آمونيم اندازه گيري شدند.
نتايج و بحث: نتايج نشان داد كه ته‌نشست نيتروژن باعث كاهش معني‌دار مقدار pH و EC خاك شد. در انتهاي دوره مورد بررسي، مقدار نيتروژن در تيمارهاي متوسط (0/010±0/47 درصد) و زياد (0/013±0/59 درصد) به طور معني‌داري بيشتر از شاهد (0/006±0/36 درصد) بود. مقدار فسفر در تيمار متوسط (0/39±15/98) و زياد (0/43±14/95) به طور معني‌داري كمتر از شاهد (1/05±24/97) بود. همچنين افزايش ته‌نشست نيتروژن باعث كاهش معني‌دار پتاسيم در خاك شد. در انتهاي دوره مورد بررسي، مقدار آمونيم (كم: 6/04، متوسط: 7/23 و زياد: 8/53) و نيترات (كم: 7/21، متوسط: 9/95 و زياد: 20/51) به طور معني‌داري بيشتر از شاهد (آمونيم: 4/93 و نيترات: 5/06) بود. دليل كاهش pH و EC ميتواند ناشي از آبشويي كاتيونهاي قليايي به دنبال بروز پديده آبشويي نيترات و افزايش غلظت آمونيم در خاك باشد. دليل افزايش ميزان نيترات را ميتوان اضافه شدن آن و همچنين توليد نيترات در حضور آمونيم بيان كرد. به طور كلي نتايج نشان داد كه ته‌نشست نيتروژن اثرات مخربي بر ويژگي هاي شيميايي خاك داشت كه باعث كاهش ميزان pHو EC، پتاسيم، فسفر و همچنين افزايش نيتروژن كل، كربن آلي، آمونيم و نيترات در خاك شد.
نتيجه گيري: افزايش نيتروژن در مراحل اول ميتواند تا حدي باعث افزايش رويش درختان شود ولي با گذشت زمان و اشباع نيتروژن در خاك و وقوع پديده آبشويي نيترات و كاهش حاصلخيزي خاك، شرايط براي رشد و رويش گياهان نامناسب خواهد شد. با توجه به كمبود اطلاعات در زمينه اثرات ته‌نشست نيتروژن بر ويژگي هاي خاك، انجام مطالعات گسترده‌تر در ارتباط با اثرات آن روي ويژگي هاي زيستي خاك از جمله فعاليت هاي ميكروبي و آنزيمي و همچنين تنفس خاك پيشنهاد مي‌شود.
چكيده لاتين :
Introduction: The amount of nitrogen compounds released into the atmosphere has increased, and is higher
in industrial areas due to the increasing usage of fossil fuels and chemical fertilizers (Gruber and Galloway,
2008). Nitrogen deposition is one the consequences of increasing atmospheric nitrogen compounds. Nitrogen
deposition refers to a process that nitrogen compounds in the atmosphere deposit on a solid surface (Cornell et
al., 2003). Due to the lack of information about the effects of nitrogen deposition on forest soil properties, the
aim of this study was to investigate the effects of simulated nitrogen deposition on soil chemical properties in
a maple plantation located at the educational and research forest of Faculty of Natural Resources (Sari).
Materials and methods: Twelve plots of 20 m × 10 m were established in the study plantation stand. Four
nitrogen treatments were considered including zero (control), 50 (low), 100 (medium) and 150 (high) kg N
ha−1 year−1. Nitrogen in the form of NH4NO3 solution was manually sprayed onto the plots monthly during one
year. Three soil samples were taken seasonally at a depth of 0-10 cm in each plot using a coring method and
were transported to the laboratory (Xingren et al., 2017). In the laboratory, the physical properties including
water content and soil texture were measured by a weighing and hydrometer method, respectively. Chemical
properties of soil including pH and EC were measured by potentiometric and electrical conductivity methods,
respectively (Soil to water ratio 1:2.5). Soil organic carbon, total nitrogen, phosphorus and potassium were
measured using the Walkley and Black method, Kjeltec System Instrument, Olsen P extracting solution and
extracted using ammonium acetate, respectively.
Results and discussion: The results showed that the nitrogen deposition had significantly decreased the pH
and EC. At the end of the study period, the amount of nitrogen in medium (0.47%± 0.010) and high (0.59%± 0.013) treatments was significantly higher than the control (0.36%± 0.006). The amount of phosphorus in
medium (15.95± 0.39 mg kg-1) and high (14.95± 0.43 mgkg-1) treatments was significantly lower than the
control (24.97± 1.05 mgkg-1). In addition, nitrogen deposition had caused a significant reduction in soil
potassium. The amounts of ammonium (low: 6.04, medium: 7.23 and high: 8.53) and nitrate (low: 7.21,
medium: 9.95 and high: 20.51) were significantly higher than in the control treatment (ammonium: 4.93 nitrate:
5.06). The reason for reduced soil pH and EC can be the leaching of base cations followed by leaching of
nitrate and an increased ammonium concentration in the soil. The reason for increased nitrate can be its addition
as well as the production of nitrate in the presence of ammonium. In general, results showed that the nitrogen
deposition treatments had destructive effects on soil chemical properties that decreased pH and EC, potassium
and phosphorus and increased the total nitrogen, organic Carbon, ammonium and nitrate in the soil.
Conclusion: Increased nitrogen at the early stages may be partly responsible for tree growth but, with the
passage of time and the saturation of nitrogen in the soil and the occurrence of nitrate leaching as well as loss
of soil fertility, conditions for the growth of plants would become unsuitable. Due to a lack of data on the
effects of nitrogen deposition on soil properties, extensive studies about its effects on the soil chemical and
biological properties, such as soil microbial and enzyme activities as well as soil respiration, is suggested.
