19866

17159

كارشناسي ارشد

بيولوژي و بيوتكنولوژي خاك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1403

25، 216ص.

1403/08/06

كتابنامه

مهندسي خاك

مهندسي كشاورزي

1403/08/07

23042668

خاكدانه¬ها راكتور¬هاي زيستي- شيميايي مي¬باشند كه نقش¬هاي مهمي در چرخه كربن خاك ايفا مي¬كنند. خاكدانه¬ها از نظر اندازه، كميت وكيفيت ماده¬آلي و ساير¬ ويژگي¬ها متفاوت¬اند. تغييرات اقليمي شامل تغييرات بلندمدت در دما و الگوهاي آب ‌وهوايي مانند الگوي بارش مي¬باشد. اين تغييرات ممكن است بر ويژگي‌هاي خاكدانه¬ها و رفتار آن بر اكوسيستم‌هاي خاكي تأثير گذار باشد. در پژوهش حاضر فرضيه مورد آزمون بدين صورت بود كه پاسخ چرخه كربن خاك به تغييرات اقليمي شبيه‌سازي شده در اندازه‌هاي مختلف خاكدانه¬ها، مي¬تواند متفاوت باشد. بدين منظور، نمونه‌هاي مركب خاك از دو منطقه جنگل و مرتع جمع‌آوري شد. در اين تحقيق سينتيك تنفس ميكروبي خاك و كربن زيست‌توده ميكروبي در خاكدانه¬ها با اندازه 4-2 ميلي‌متر، 2- 25/0 و 25/0- 05/0 ميلي‌متر تحت چرخه¬هاي تر و خشك¬شدن در دماهاي 25 و 45 درجه سلسيوس طي 60 روز بررسي شد. مدل‌هاي سينتيكي با بهترين برازش تعيين شد و تحليل داده‌ها با استفاده از يك طرح فاكتوريل با چهار فاكتور (چهار سطح چرخه تر و خشك¬شدن، دو سطح كربن¬آلي خاك، سه سطح اندازه خاكدانه و پنج سطح زمان) و دو تكرار و يك طرح فاكتوريل اسپليت در زمان با چهار فاكتور (چهار سطح چرخه تر و خشك¬شدن، دو سطح كربن-آلي خاك، سه سطح اندازه خاكدانه و هفت سطح زمان) و دو تكرار در طول زمان انجام شد. نتايج در خاك‌هاي جنگل و مرتع تحت چرخه‌هاي تر و خشك¬شدن در دماهاي 25 و 45 درجه سلسيوس نشان داد كه آثار اصلي و بر¬همكنش چهار فاكتور بر تنفس ميكروبي و كربن زيست¬توده ميكروبي در طي 60 روز از لحاظ آماري معني¬دار (0.05 >p) بود. در خاك جنگلي، تنفس ميكروبي با افزايش تعداد چرخه‌هاي تر و خشك¬شدن به طور معني¬داري (0.05 >p) كاهش يافت. اثر اندازه خاكدانه¬ها بر سينتيك تنفس ميكروبي نيز نشان داد كه با كاهش اندازه خاكدانه¬ها، شدت تنفس ميكروبي در اكثر تيمار¬ها به طور معني¬داري (0.05 >p) افزايش يافت. با افزايش تعداد چرخه‌هاي تر و خشك¬شدن كربن زيست‌توده ميكروبي خاك به طور معني¬داري (0.05 >p) كاهش يافت . در حالي كربن زيست‌توده ميكروبي در اكثر اين تيمار¬ها در خاكدانه¬هاي كوچكتر نسبت به ساير خاكدانه¬ها به طور معني¬داري (0.05 >p) بيشتر بود. به طور مشابه نتايج در خاك مرتع نشان داد كه افزايش تعداد چرخه‌هاي تر و خشك¬شدن به طور معني¬داري (0.05 >p) شدت تنفس ميكروبي خاك را كاهش داد. تنفس ميكروبي در خاكدانه¬هاي كوچكتر نيز نسبت به ساير خاكدانه¬ها در اكثر تيمار¬ها افزايش معني¬داري (0.05 >p) نشان داد. مشابه خاك جنگلي در خاك مرتعي، افزايش تعداد چرخه¬هاي تر و خشك¬شدن به طور معني¬داري (0.05 >p) كربن زيست‌توده ميكروبي را كاهش داد، در حالي كه در خاكدانه¬هاي كوچكتر نسبت به ساير خاكدانه¬ها كربن زيست‌توده ميكروبي به طور معني¬داري (0.05 >p) بيشتر بود. به‌طور كلي، تنفس ميكروبي خاك و كربن زيست‌توده ميكروبي تحت تأثير پارامترهاي اقليمي شبيه‌سازي شده و اندازه خاكدانه¬ها پاسخ¬هاي متفاوتي نشان دادند. بنابراين، داده¬هاي مربوط به چرخه كربن خاك در مقياس خاكدانه مي‌تواند در بررسي ارتباط عوامل خاكي-اقليمي با چرخه كربن اكوسيستم‌هاي خشك مفيد باشد.

Soil aggregates are the biochemical reactors of soil and drive an important role in the carbon cycle of soil ecosystem. The soil aggregates are varied by size, carbon quality and quantity. Climate change refers to long-term shifts in temperatures and weather patterns such as precipitation. These changes may affect soil aggregates properties and its supporting services for soil ecosystems. We hypothesized that the response of soil carbon cycle to simulated climate changes may differ across various sizes of soil aggregates. To do this, composite soil samples were collected from a forest soil and a grassland soil. We characterized changes in soil microbial respiration and microbial biomass carbon in 2-4 mm, 0.25-2 mm and 0.05-0.25 mm soil aggregates under wetting and drying cycle treatments at 25 and 45°C over 60 days. The best-fitting kinetic models were determined, and data analysis was performed using a factorial design with four factors and two replications and a split-plot factorial design with four factors and two replications over time. The results of the forest and grassland soils under wetting and drying cycles at 25 and 45°C showed that all four factors, both individually and interactively, had significant effects (p<0.05) on microbial respiration and microbial biomass carbon over 60 days. In the forest soil, microbial respiration rate decreased significantly (p<0.05) with increasing wetting and drying cycles. The effect of aggregate size on microbial respiration kinetic also indicated that with decreasing aggregate size, microbial respiration significantly increased in the most treatments (p<0.05). It was observed that as the number of wetting and drying cycles increased, microbial biomass carbon significantly decreased (p<0.05), while smaller aggregate sizes had significantly greater microbial biomass carbon in the most treatments (p<0.05). Similarly, in the grassland soil, the results showed that an increase in the number of wetting and drying cycles reduced microbial respiration rate significantly (p<0.05). Decreasing aggregate size also resulted in a significant increase in the microbial respiration in the most treatments (p<0.05). Furthermore, an increase in the number of wetting and drying cycles significantly reduced microbial biomass carbon (p<0.05), while with decreasing aggregate sizes microbial biomass carbon increased significantly (p<0.05). Overall, soil microbial respiration and microbial biomass carbon were influenced by the simulated climate parameters and varied by aggregate size. Thus, the information on soil C cycle in aggregate scale could be useful in linking climatic-soil factors with arid ecosystem C cycle.

بنفشه خليلي

محمدرضا مصدقي

حميدرضا عشقي زاده , محمدعلي حاج عباسي جورتاني