كارآمدي روش اولتراسونيك در انتشار و تفكيك ذرات اوليه خاك هاي مرتعي با مديريت متفاوت

The efficacy of an ultrasonic dispersion procedure to isolate soil primary particle-size fractions in pastures with different management

مديريت مرتع با تغيير نوع و ميزان پوشش گياهي، كيفيت مواد آلي ورودي به خاك و سرعت تجزيه ماده آلي خاك موجب تضعيف يا تشديد عوامل سيماني كننده ذرات اوليه خاك مي شود. معمولاً، به منظور بررسي اثرات مديريت اكوسيستم و تغيير كاربري اراضي بر كمپلكس هاي آلي-معدني و اجزا ماده آلي خاك، جز بندي فيزيكي خاك به روش هاي مختلف صورت مي پذيرد، زيرا تفكيك فيزيكي ذرات اوليه خاك در مقايسه با تفكيك شيميايي، اثرات مخرّب كمتري بر ماده آلي خاك دارد. با اين وجود، تفكيك و انتشار كامل خاكدانه ها و ذرات خاك، پيش فرض اساسي براي حصول نتايج مطمين در روش تفكيك فيزيكي قلمداد مي گردد. از اين رو، هدف اين مطالعه بررسي كارامدي روش اولتراسونيك در انتشار و تفكيك كامل ذرات اوليه خاك برخي مراتع حفاظت شده زاگرس مركزي بود. نمونه هاي خاك از عمق صفر تا 15 سانتي متري اراضي تحت قرق و چراي مفرط در سه منطقه سبزكوه، بروجن و شيدا تهيه گرديد. فراواني نسبي ذرات خاك در نمونه‌ها به دو روش فيزيكي (اولتراسونيك) و شيميايي (كالگون) با استفاده از هيدرومتر اندازه‌گيري شد. نتايج تفكيك فيزيكي حاكي است انرژي اولتراسونيك لازم به منظور جداسازي كامل ذرات اوليه خاك بين 386 تا 1545 ژول بر ميلي ليتر متغيّر و به نوع مديريت مرتع، ميزان ماده آلي در خاك كل و در اجزا (فركشن) بستگي دارد به طوري كه، در منطقه سبزكوه در مديريت چراي آزاد 902 و در مديريت قرق 1545 ژول بر ميلي ليتر بود. اين انرژي بهينه براي انتشار كامل ذرات در منطقه بروجن براي مديريت چراي آزاد 386 و براي مديريت قرق 644 ژول بر ميلي ليتر بود، در حالي كه در منطقه شيدا در مديريت چراي آزاد 644 و در مديريت قرق 1159 ژول بر ميلي ليتر به دست آمد. نتايج اين پژوهش نشان داد (1) واسنجي انرژي خروجي اولتراسونيك براي هر خاك با نتايج حاصل از روش هاي استاندارد (كالگون) و وجود همسبتگي قوي بين هر دو روش ضروري است و (2) روش اولتراسونيك تفكيك و انتشار "كامل" خاكدانه ها و ذرات اوليه لازم براي مطالعه ماده آلي خاك را به همراه دارد.

Pasture management may increase or decrease the cementing agents incorporated into soil primary particles through changes in the amount and composition of cover vegetation, the quality of organic C inputs to soil, soil organic matter (SOM) decomposition rate. To investigate the influence of ecosystem management and land use changes on organo-mineral complexes and SOM fractions, several physical fractionation techniques have frequently been performed, because these methods are considered to be less destructive to SOM than the traditional chemical fractionation methods. However, the complete dispersion of soil aggregates and particles is a central prerequisite and assumption in physical fractionation methods for obtaining reliable results. Thus, the objective of our study was to assess the efficacy of an ultrasonic dispersion procedure to separate soil primary particle-size fractions in protected pasture ecosystems with different grazing regimes in Central Zagros. Soil samples were collected from 0-15 cm depth of freely grazed and long-term ungrazed regimes in three native pasture sites including SabzKouh, Boroujen and Sheida areas. Sub-samples were analyzed for particle size distribution (texture) by both physical (i.e., ultrasonic instrument) and chemical (i.e., Calgon) methods. The Calgon method using hydrometer was considered a standard analysis for soil texture. Results showed that the ultrasonic dispersion energy necessary for complete dispersion varied from 386 to 1545 J ml-1, depending on pasture management and C contents in the bulk soil and in the fractions. The complete dispersion of primary particles for free grazing and ungrazing regimes was achieved at ultrasonic energy of 902 and 1545 J ml-1, respectively, in SabzKouh pastures. The necessary energy for complete dispersion of primary particles in Boroujen pastures was 386 for grazed pastures and 644 for ungrazed pastures, whereas in Sheida area the complete dispersion of primary particles occurred at 644 and 1159 J ml-1 ultrasonic energy, respectively, for free grazing and ungrazing regimes. Briefly, results of the current study demonstrate that (1) the calibration of energy output from ultrasonic instrument for given soil type with results obtained from a standard method (e.g., Calgon) is indispensable and the existence of a strong correlation between the two methods is imperative, and (2) ultrasonic dispersion procedure resulted in a complete dispersion of soil aggregates and particles necessary for SOM studies.