شماره ركورد :
1268773
عنوان مقاله :
ارزيابي خدمات و بيلان كربن خاك در اكوسيستم‌هاي مختلف كشاورزي در استان خراسان
عنوان به زبان ديگر :
Evaluation of Soil Ecosystem Services and Carbon Balance for Different Agroecosystems in Khorasan
پديد آورندگان :
كوچكي، عليرضا دانشگاه فردوسي مشهد - دانشكده كشاورزي - گروه اگروتكنولوژي، ايران , خرم دل، سرور دانشگاه فردوسي مشهد - دانشكده كشاورزي - گروه اگروتكنولوژي، ايران
تعداد صفحه :
25
از صفحه :
593
از صفحه (ادامه) :
0
تا صفحه :
617
تا صفحه(ادامه) :
0
كليدواژه :
انتشار گاز گلخانه‌اي , كود شيميايي , مديريت پرنهاده , مزرعه چندساله , نهاده آلي
چكيده فارسي :
به‌منظور ارزيابي خدمات و كاركردهاي خاك­ تحت تأثير مديريت­ هاي مختلف پرنهاده و كم­نهاده در استان خراسان، نمونه­ برداري از 10 مكان تحت مديريت­ هاي مختلف زراعي و باغي در قالب طرح كاملاً تصادفي با چهار نمونه به‌عنوان تكرار از هر نوع مديريت در بهار سال 1393 انجام شد. نمونه­ برداري از عمق 30-0 سانتي­ متر خاك در مزارع كم ­نهاده شامل مزارع چندساله زعفران و باغات ميوه و مزارع پرنهاده يك‌ساله كشاورزان شامل گندم و ذرت و مزارع ‌ساله آزمايشي (مزرعه تحقيقاتي دانشكده كشاورزي دانشگاه فردوسي مشهد) برداشت و خصوصيات مختلف فيزيكي (شامل وزن مخصوص ظاهري)، شيميايي (شامل محتوي كربن آلي، نيتروژن كل، فسفر قابل دسترس، پتاسيم قابل دسترس، شاخص واكنش و هدايت الكتريكي) و بيولوژيكي (ميزان كربن زيست‌توده ميكروبي، فعاليت آنزيم­ هاي فسفاتاز و دهيدروژناز) اندازه­ گيري شد. سطح زير كشت و ميزان مصرف نهاده ­هاي شيميايي شامل نيتروژن، فسفر، پتاسيم، علف­ كش، حشره ­كش و قارچ­ كش محصولات زراعي شامل گندم، گوجه ­فرنگي، يونجه، ذرت، سيب ­زميني، چغندرقند و كلزا طي سال 1393 تعيين شد. ميزان انتشار گازهاي گلخانه اي شامل دي­ اكسيد كربن (2CO)، اكسيد نيتروژن (O2N) و متان (4CH) با استفاده از ضرايب انتشار و سپس پتانسيل گرمايش جهاني تعيين گرديد. نتايج نشان داد كه اثر نوع مديريت اكوسيستم بر كليه خصوصيات مورد مطالعه خاك به‌جز شاخص واكنش معني­دار (0/01≥p) بود. به‌كارگيري مديريت پرنهاده و رايج در مزارع آزمايشي و يك‌ساله كشاورزان باعث كاهش محتوي كربن آلي، نيتروژن كل، فسفر قابل دسترس، پتاسيم قابل دسترس، هدايت الكتريكي، كربن زيست‌توده ميكروبي، فعاليت آنزيم ­هاي فسفاتاز و دهيدروژناز و ترسيب كربن خاك در مقايسه با مزارع چندساله زعفران شد، در حالي­كه وزن مخصوص ظاهري افزايش يافت. بيشترين و كمترين كربن آلي خاك به‌ترتيب براي باغ­هاي چندساله و مزارع رايج يك‌ساله آزمايشي با 0/104 و 0/036 درصد حاصل شد. بيشترين و كمترين كربن ترسيب شده خاك به‌ترتيب براي باغ ­هاي چندساله و مزارع رايج يك‌ساله آزمايشي با 355/31 و 182/48 كيلوگرم كربن در هكتار مشاهده شد. اجراي عمليات مديريتي در مزارع چندساله، مزارع يك‌ساله ذرت و مزارع يك‌ساله گندم به‌ترتيب موجب كاهش 12، 35 و 41 درصدي كربن ترسيب شده خاك در مقايسه با باغ­ هاي چندساله شد. بيشترين پتانسيل گرمايش جهاني براي سيب­زميني با 3/69 تن معادل 2CO به‌ازاي هر هكتار محاسبه شد كه نسبت به گندم، چغندرقند، گوجه­ فرنگي و ذرت به‌ترتيب 53، 37، 16 و 12 درصد بالاتر بود. كمترين پتانسيل گرمايش جهاني براي كلزا با 1/35 تن معادل 2CO به‌ازاي هر هكتار به‌دست آمد. بدين ­ترتيب، كاهش مصرف كودهاي شيميايي و افزايش مصرف انواع نهاده­ هاي آلي را مي­توان به‌عنوان راهكاري اكولوژيك در مديريت پايدار اكوسيستم ­هاي زراعي مدنظر قرار داد كه از طريق كاهش انتشار گازهاي گلخانه ­اي و به تبع آن تخفيف تغيير اقليم را به دنبال دارد.
چكيده لاتين :
Introduction Soil is the basic element for all ecosystem services which enhances different functions of ecosystems. It provides and regulates a large number of ecosystem services and functions, and plays an important role in human health. Results of some experiments indicate a positive correlation between ecologically-based soil management with qualitative soil indices. Increase in soil organic matter enhances 10 different functions in agricultural ecosystems including biogeochemical cycle, nutrient returns, formation, and stability of soil aggregate, water purification and holding capacity, pH regulation, decreasing of erosion and finally crop growth improvement. In agricultural ecosystems, crop yield is notably dependent on soil properties. It has been stated that maintaining function and services of ecosystems could only be achieved by proper soil management. As a consequence of land use, global warming, climate change and conventional management, soil ecosystem services are being drastically degraded, endangering food safety for coming generations. This decreases soil ecosystem services and functions regulation capacity and affects the sustainability of the communities. It has been observed that no-tillage system which results in less soil disturbance and more accumulated crop residue has physical, chemical, and biological properties. Materials and Methods In order to evaluate soil ecosystem services based on different low and high input management in Khorasan province, the samples were taken from 10 sites by completely randomized design with four replications in 2014. The soil samples were collected from the depth of 0-30 cm in low input fields of saffron and orchards, high input wheat and corn fields, and annual research field (Agricultural Research Station, Ferdowsi University of Mashhad). Physical and chemical soil properties such as bulk density, organic carbon, total nitrogen, available P and K, pH, electrical conductivity (EC), and also biological criteria including microbial biomass carbon, dehydrogenase, and phosphatase enzyme activity were measured. Inputs used including chemical fertilizer, herbicide, insecticide, fungicide and also the acreage for wheat, tomato, alfalfa, corn, potato, sugar beet and canola were determined during the growing season of 2013-2014. After calculating greenhouse gases emission including CO2, N2O and CH4 based on emission indices, global warming potential was computed. Results and Discussion Results showed that type of ecosystem management affected all soil properties except the acidity (p ≤ 0.01). Management of high input and annual field crops (experimental) and also farmers’ fields caused reduction of organic carbon content, total nitrogen, available P, available K, EC, microbial biomass carbon, dehydrogenase and phosphatase enzyme activity and carbon sequestration in comparison with perennial field of saffron. However, bulk density was reduced. The highest and the lowest carbon contents were observed for orchard and annual experimental fields with 0.104 and 0.036 percent, respectively. The highest and the lowest sequestered carbon were observed for orchard and annual field crops (experimental) with 335.31 and 182.48 kg carbon per ha, respectively. Management of perennial fields (saffron), annual corn field and annual wheat field caused reduction of 12, 35 and 41 percent, respectively, in sequestered carbon compared with that for orchard fields. The highest global warming potential (GWP) was recorded for corn and potato with 3.69 ton CO2 equivalent per ha which was 53, 37, 16 and 12 percent higher than those for wheat, sugar beet, tomato and corn, respectively. The lowest GWP was recorded for canola with 1.35 ton CO2 equivalent per ha. Conclusion It can be concluded that reduction of chemical fertilizer and applying more organic inputs seem to be rational ecological approaches for sustainable management of the cropping ecosystem with a consequence of reduction in greenhouse gases and climate change mitigation. These sustainable practices are crucial to improve soil biodiversity. Using pesticides and herbicides has, however, a negative impact on biodiversity. Acknowledgement This research (29347.2) was funded by the vice chancellor for research of Ferdowsi University of Mashhad, which is hereby acknowledged.
سال انتشار :
1400
عنوان نشريه :
بوم شناسي كشاورزي
فايل PDF :
8583852
لينک به اين مدرک :
بازگشت