ارزيابي پتانسيل ترسيب كربن توسط گياه جو در خاك‌هاي شور (مطالعه موردي: شهرستان گميشان، استان گلستان)

Evaluation of the carbon sequestration potential by barley crop in saline soils (Case study: Gomishan county, Golestan province)

سابقه و هدف: بر اساس گزارش‌هاي موجود، بيشترين علت گرم شدن كره زمين و تغييرات اقليمي ناشي از آن تحت تأثير گازهاي گلخانه‌اي به‌خصوص دي‌اكسيد كربن مي‌باشد. ترسيب كربن در خاك و زيست‌توده گياهي به عنوان ساده‌ترين گزينه و از نظر اقتصادي عملي‌ترين راه‌كار ممكن براي كاهش غلظت دي‌اكسيد كربن در جوّ است. با توجه به اثرات متقابلي كه بين ميزان ترسيب كربن با مديريت زراعي و ويژگي‌هاي خاك از جمله ميزان شوري وجود دارد، بررسي گزينه‌هاي مديريتي مختلف مي‌تواند نقش مؤثري در افزايش ترسيب كربن در اراضي داراي محدوديت داشته باشد. هدف از انجام اين آزمايش ارزيابي ميزان ترسيب كربن گياه جو (Hordeum vulgare L.) در اراضي شهرستان گميشان در دو بخش اراضي با هدايت الكتريكي زياد (بيشتر از dS/m12) و اراضي با هدايت الكتريكي كم (كمتر از dS/m12) و مقايسه آن‌ها بود. مواد و روش: براي انجام اين مطالعه ابتدا بازديدهاي ميداني جهت مشخص نمودن دو منطقه مورد اشاره در پاييز 1397 انجام شد. سپس 50 مزرعه به عنوان محل نمونه‌برداري‌ها تعيين شد. در مجموع تعداد 25 نمونه از مزارع جو واقع در منطقه با هدايت الكتريكي زياد و 25 مزرعه واقع در منطقه با هدايت الكتريكي كم انتخاب شد. نمونه‌برداري از خاك قبل از كاشت و در انتهاي فصل بعد از برداشت محصول انجام شد. ميزان تجمع كربن آلي در خاك حاصل از تفاضل اين دو مرحله به عنوان ترسيب كربن در نظر گرفته شد. براي تعيين ميزان كربن آلي در اندام‌هاي گياهي از روش احتراق استفاده شد. داده‌هاي ميزان ترسيب كربن خاك و گياه به نرم‌افزار GIS وارد شد و سپس با توجه روش‌هاي مختلف زمين‌آماري و درون‌يابي، اين داده‌ها به سطح تعميم و به‌صورت نقشه‌هاي موضوعي ارائه گرديد. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه قسمت‌هاي جنوبي شهرستان داراي بيش‌ترين ميزان پتانسيل ترسيب كربن برابر با 2369 كيلوگرم در هكتار را دارا مي‌باشد. طبق نتايج، ميزان كربن آلي در زيست‌توده هوايي به علت وزن خشك بيشتر، بيش از زيست‌توده زيرزميني گياه جو برآورد شد. بررسي ترسيب كربن خاك در مزارع با ميزان هدايت الكتريكي بالاتر از 12 دسي‌زيمنس بر متر نشان داد كه كاشت گياه جو نقش مؤثري در تعديل روند كاهشي ترسيب كربن در خاك‌هاي شور داشته است كه اين امر نشان‌دهنده اهميت كاشت گياه جو در كاهش هدايت الكتريكي خاك و به تبع آن تغيير روند ترسيب كربن خاك مي‌باشد. نتيجه‌گبري: در اين مطالعه مشاهده شد كه در برخي از مزارع، ميزان ترسيب كربن منفي است. اين نتيجه نشان مي‌دهد كه آزادسازي كربن بيشتر از ذخيره آن در خاك در طي فصل رشد گياه جو رخ‌ داده است بنابراين مديريت مناسب مزارع مي‌تواند نقش مؤثري در جهت بهبود كيفيت اراضي، كاهش شوري و افزايش ترسيب كربن داشته باشد.

Background and objectives: According to current reports, the main cause of global warming and climate change is the impact of greenhouse gases, especially carbon dioxide. Carbon sequestration in soil and plant biomass is the simplest and most economically viable solution to reduce the concentration of Co2 and atmospheric carbon. Due to interactions between the rate of carbon sequestration with crop management and soil characteristics especially salinity, the study of different management options can play an effective role in increasing carbon sequestration in lands with limitation. The purpose of this research was to evaluate the carbon sequestration of barley crop in the lands of Gomishan county (Golestan province) in two different sites with high EC (>12 dS/m) and low EC (< 12 dS/m). Materials and Methods: To conduct this study, in first survey of field performed to determine the two mentioned areas in the fall of 2018. Then, 50 fields were selected as sampling sites that included as 25 samples from barley fields with high EC and 25 samples with low EC. Soil sampling was done before planting and after harvesting in barley fields. The amount of organic carbon accumulation in the soil resulting from the difference between these two sampling steps was considered as carbon sequestration. The combustion method was used to determine the amount of organic carbon in plant organs. Then, data of soil and plant carbon sequestration were entered into ArcMap software and these data were interpolated to the area according to different geostatistical methods and presented as thematic maps. Results: The results showed that the carbon sequestration potential by barley crop in the agricultural lands of southern of Gomishan county had the highest potential by 2369 kg/ha. Also, the amount of organic carbon in the above ground organs was estimated higher than the below ground organs due to its higher dry weight. The study of soil carbon sequestration in fields with EC >12 dS/m showed that barley crop played an effective role in regulating the decreasing trend of carbon sequestration in saline soils, which indicates the importance of barley crop in reducing soil salinity and resulted the carbon sequestration process changes. Conclusion: In this study, results showed that carbon sequestration was negative in some barley fields. This result indicated that carbon emission is higher than carbon storage in soil during growing season. Therefore, the appropriate field management can affect on land quality improving, saline reducing and carbon sequestration increasing.