استفاده از روش رزونانس مغناطيسي هسته 1H و13 C در مطالعه كربن آلي خاك تحت پوشش درختان جنگلي

Using Nuclear Magnetic Resonance 1H and 13C in the Study of Soil Organic Matter Covered by Forest Trees

مواد آلي خاك بزرگترين منبع كربن آلي در سطح خاك است كه نقش بسيار زيادي در برقراري تعادل و پايداري محيط زيست، عناصر موجود در خاك و شرايط اقليمي دارد. مواد آلي به طور مستقيم و غير مستقيم بر خواص فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي خاك و در نتيجه حاصلخيزي خاك مؤثر است. ميزان، نوع و تركيب شيميايي مواد آلي در خاك هاي مختلف و در شرايط اقليمي مختلف، متفاوت است. اجرا مختلف خاك مقدار و تركيب متفاوتي از مواد آلي را در خود نگهداري مي نمايند. در اين مطالعه نمونه برداري از سه جنگل بكر، صنوبر و توسكا در استان گيلان، ايران انجام پذيرفت. ميزان مواد آلي موجود در نمونه هاي اصلي و جزء به جزء شده در سه بخش شن، سيلت و رس اندازه گيري شد و با استفاده از روش رزونانس مغناطيسي هسته كيفيت كربن آلي (C13) و هيدروژن (H1) موجود در هر جزء مورد بررسي قرار گرفت. بر اساس نتايج حاصله ميزان كربن آلي موجود در نمونه هاي اصلي در جنگل توسكا بيشترين بود. همچنين از بين سه جزمه، رس بيشترين ميزان كربن آلي را در خود جاي داده بود. نتايج رزونانس مغناطيسي هسته كربن و هيدروژن حضور متفاوت تركيبات آليفاتيكي و آروماتيكي در نمونه هاي مختلف را نشان داد. جنگل بكر بالاترين نسبت كربن الكيلى به الكيلي اكسيژن دار و جنگل توسكا بيشترين نسبت كربن آليفاتيك به آروماتيك را نشان دادند. هر دو نسبت فوق در جزء رس نسبت به دو جزء ديگر بالاتر بود.

Soil organic matter is the largest source of organic carbon in the soil surface which plays an enormous role in restoring balance, environmental sustainability, soil elements and climatic conditions. Organic materials directly and indirectly influence physical, chemical and biological properties of soil and thus soil fertility. The amount, type and composition of organic matter are different in different soil and climatic conditions. Different soil components can hold different combination of soil organic matter. In this study soil samples were collected from virgin, Populus and Alnus forests from Guilan Province, Iran. The amount of organic matter in the original samples and sand, silt and clay fractions were measured and the quality of organic carbon (13C) and hydrogen (1H) was determined in fractions by Nuclear Magnetic Resonance. Based on the results, the original samples of Alnus forest showed the highest amount of organic carbon. Among fractions, clay showed the highest amount of organic carbon. The result of Nuclear Magnetic Resonance showed presence of different aliphatic and aromatic carbons and hydrogen in different samples. Virgin forest had the highest proportion of alkyl to oxygenated alkyl carbon ratio and Alnus forest showed the highest ratio of aliphatic to aromatic carbon. Both of above mentioned ratios was higher in clay fraction than two other fractions.