پيامد كاربرد كودهاي آلي گياهي بر بخش‌هاي شيميايي و زيستي كربن آلي خاك

Effect of application of plant residues on chemical and biological fractions of organic carbon in soil

يك راه براي بهبود دادن ويژگي‌هاي زيستي، شيميايي و فيزيكي خاك و نگهداشت كربن در خاك، افزايش درون‌داد كربن آلي از راه برگرداندن مانده‌هاي گياهي و كودهاي جانوري است. نمونه‌هاي خاك برداشت شده از لايه 30-0 سانتي‌متر يك زمين كشاورزي با مانده‌هاي يونجه، گندم و خاك اره آسياب شده (2 ميلي‌متر) در نسبت 20 گرم كود در 1 كيلوگرم وزن خشك خاك تيمار شد و در دماي آزمايشگاه و رطوبت گنجايش مزرعه‌اي براي 120 روز نگهداري شد. پس از گذشت 1، 20، 60 و 120 روز از آغاز آزمايش، زيرنمونه‌هايي از هر نمونه خاك براي بررسي‌ها برداشت شدند. آزمايش با يك طرح كاملاً تصادفي در چارچوب فاكتوريل با فاكتورها مانده گياهي و گذشت زمان و در 3 تكرار انجام شد. كربن زيتوده ريزجانداران خاك در همه تيمارها در برابر شاهد، افزايش يافت و در زمان 20 روز به بيش‌ترين اندازه خود در تيمار كاه يونجه (472/0 گرم بر كيلوگرم) و در تيمار كاه گندم (372/0 گرم بر كيلوگرم) رسيد. ولي كربن زيتوده در تيمار خاك اره به گونه آهسته و پيوسته‌اي با زمان افزايش يافت. كاربرد مانده‌هاي گياهي به‌ويژه كاه يونجه و كاه گندم در خاك، بخش‌هاي كربن محلول در آب سرد و گرم را به اندازه چشم‌گيري افزايش داد. اين بخش‌ها در روزهاي نخست آزمايش در تيمار كاه يونجه به‌ترتيب 75/1 و 15/7 گرم بر كيلوگرم و در تيمار كاه گندم به‌ترتيب 13/1 و 40/4 گرم بر كيلوگرم خاك بودند كه به اندازه چشم‌گيري بيش‌تر از آن‌ها در تيمار خاك اره (به‌ترتيب 07/1 و 92/2 گرم بر كيلوگرم) هستند. اگرچه فولويك اسيد عصاره‌گيري شده در روزهاي نخست انكوباسيون خاك در تيمارهاي كاه يونجه و كاه گندم به اندازه چشم‌گيري بيش‌تر از خاك تيمار نشده بود ولي در روز‌هاي پاياني ناهمانندي آن‌ها با خاك تيمار نشده چشم‌گير نبود. كربن آلي بخش هيوميك اسيد تنها در خاك‌هاي تيمار شده با كاه يونجه بيش از آن در خاك بدون مانده گياهي بود كه در اين تيمار پس از 120 روز به بيش‌ترين اندازه خود رسيد (04/5 گرم بر كيلوگرم). بررسي روندهاي دگرگوني و همبستگي‌هاي ميان بخش‌هاي شيميايي و زيستي كربن آلي خاك نشان داد كه بخش محلول در باز و اسيد (فولويك اسيد) و نيز كربن آلي بخش محلول در آب سرد و گرم همبستگي و هم‌زماني ويژه‌اي با كربن آلي زيتوده ريزجانداران دارند.

An option for improving soil physical, chemical and biological properties and carbon sequestration is by increasing organic carbon (OC) input through recycling of crop residues and organic manures. The objective of this study was to determine the degradation of some plant residues and the influence of application of plant residue on different chemical and biological forms of OC in soil. The was sampled soil from the top 30-cm layer of an agricultural land treated with mild (d < 2 mm) alfalfa, wheat and sawdust residues, at a rate of 20 g kg-1 (dry weight basis) and incubated in field capacity and lab temperature conditions. After 1, 20, 60 and 120 days of incubation a portion of each soil were taken for analysis. The experiment was considered a completely randomized design as factorial in three replicates. The factors were residues type and the passing time of incubation. Microbial biomass carbon (MBC) increased in all treatments significantly. It increased to the highest values in soil treated with alfalfa (0.472 g kg-1) and wheat (0.372 g kg-1) straws in 20th day of soil incubation. But it increased slowly and continuously in sawdust-amended soil during incubation. The application of plant residue especially alfalfa and wheat straws in soil increased cold water (CW) and hot water (HW) extractable OC significantly. They were 1.75 and 7.15 g kg-1 in alfalfa straw treated soils and 1.13 and 4.40 g kg-1 in wheat straw treated soils respectively in 1st day of soil incubation. They were significantly higher than those in sawdust treated soil (1.07 and 2.92 g kg-1 soil). Although fulvic acid fraction increased significantly in soil treated with alfalfa and wheat straws in early stages of incubation, but the addition of plant residues did not increase soil fulvic acid in late stages of soil incubation. The increase of humic acid was only significant in alfalfa treated soil. It increased the highest value in alfalfa treated soil (5.04 g kg-1) in 120th day of soil incubation. The study of changes of different chemical and biological fractions of OC during soil incubation and their correlations revealed that MBC had high dependence and coherence with fulvic acid, CW and HW extractable OC.