شکل3-27- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با بهره گرفتن از سرعت فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون و فرایند معدنی شدن نیتروژن­ در خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت …………………………………………………………………….. 67

شکل3-28- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با بهره گرفتن از سرعت فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون و فرایند آمونیفیکاسیون در خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت ………………………………………………………………………………… 67

شکل3-29- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با بهره گرفتن ازفرایندهای آمونیفیکاسیون و نیتریفیکاسیون در خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت …………………………………………………………………………………………………………….. 68

شکل3-30- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با بهره گرفتن ازفرایندهای آمونیفیکاسیون و معدنی شدن نیتروژن­ در خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت …………………………………………………………………………………………………… 68

شکل3-31- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با بهره گرفتن ازفرایندهای نیتریفیکاسیون و معدنی شدن نیتروژن­ در خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت …………………………………………………………………………………………………… 69

شکل3-32- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با بهره گرفتن از فرایندهای آمونیفیکاسیون، نیتریفیکاسیون و معدنی شدن نیتروژن در خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت ……………………………………………………………………………….. 69

شکل3-33- نمودار درختی تفاوت بین واحد­های آزمایشی با کمک فرایندهای اندازه ­گیری شده در خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت ……………………………………………………………………………………………………………………. 71

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

چهارده

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                                                                            صفحه

جدول1-1- مقدار کربن و نیتروژن در خاک­های جنگلی و کشاورزی مجاور یکدیگر ………………………………………….. 22

جدول1-2- مقادیر کربن و نیتروژن توده­ی زنده­ی میکروبی خاک در سه کاربری جنگل، مرتع و کشاورزی …………….. 24

جدول2-1- تعداد چرخه­های رطوبتی اعمال شده به خاک­ها …………………………………………………………………………….. 32

جدول3-1- برخی خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک­های جنگل بلوط طبیعی و جنگل بلوط تخریب شده …………… 35

جدول 3-2- خصوصیات رطوبتی خاک­های جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده …………………………………………………. 35

جدول 3-3- تعداد چرخه­های رطوبتی اعمال شده به خاک­های جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده پس از دوره انکوباسیون……………………………………………………………………………………………………………………………………………….35

جدول3-4- تجزیه واریانس فرایندهای اندازه ­گیری شده در خاک­های جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده ………………… 36

جدول3-5- اثر کاربری خاک بر فرایندهای اندازه ­گیری شده ………………………………………………………………………….. 38

جدول3-6- اثر تیمارهای رطوبتی بر فرایندهای اندازه ­گیری شده در خاک­های جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده ……… 40

جدول3-7- ضرایب همبستگی بین فرایندهای اندازه ­گیری شده در خاک­های جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده ……….. 42

جدول3-8- برخی خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت ………………… 49

جدول3-9- خصوصیات رطوبتی خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت ………………………………………. 50

جدول3-10- تعداد چرخه­های رطوبتی اعمال شده به خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت پس از دوره انکوباسیون ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 50

جدول3-11- تجزیه واریانس فرایندهای اندازه ­گیری شده در خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت ….. 50

جدول3-12- اثر موقعیت خاک نسبت به تنه درخت بر فرایندهای انداز­گیری شده ………………………………………………… 52

 

پانزده

جدول3-13- اثر تیمارهای رطوبتی بر فرایندهای اندازه ­گیری شده در خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….55جدول3-14- ضرایب همبستگی بین فرایندهای اندازه ­گیری شده در خاک­های جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….60

 

جدول3-15- ضرایب همبستگی فرایندهای اندازه ­گیری شده با برخی خصوصیات خاک­ها ……………………………………. 73

جدول3-16- رگرسیون چند متغیره بین آرجینین آمونیفیکاسیون و پارامترهای اندازه ­گیری شده ………………………………. 74

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

این مطلب را هم بخوانید :

 

 

 

 

شانزده

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

چکیده

 

نیتروژن که یکی از عناصر پر مصرف مورد نیاز گیاهان است، به شکل آلی و معدنی در خاک­ها وجود دارد. معدنی شدن نیتروژن در خاک­ها با تجزیه بقایای آلی و آمونیفیکاسیون آغاز می­شود که طی آن نیتروژن موجود در بخش آلی خاک، توسط جمعیت­های هتروتروف خاک به شکل معدنی (NH3) تبدیل می­شود و در خاک در حضور آب به­صورت آمونیوم (NH4+) در می­آید. در ادامه روند معدنی شدن نیتروژن، آمونیوم توسط دو گروه از نیتریفیکاتورها به نیترات تبدیل می­شود. در مرحله اول، ساخت نیتریت (NO2–) توسط نیتروزوموناس اتفاق می­افتد و پس از آن نیتروباکتر نیتریت را به نیترات (–NO3) تبدیل می­ کند. فرایندهای معدنی شدن نیتروژن که ناشی از فعالیت­های میکروبی و آنزیم­های موجود در خاک است، به تنش­های محیطی پاسخ می­دهد و به­عنوان شاخص و نشان­گر برای کیفیت خاک و تنش­های محیطی به خاک مورد استفاده قرار می­گیرد. چرخه­های خشک و مرطوب شدن یکی از مهم­ترین رخدادهای رطوبتی خاک است که در اقلیم­های خشک و نیمه خشک رایج می­باشد. این چرخه­ها بر فرایندهای مربوط به معدنی شدن نیتروژن اثر می­گذارند. ریزش نامنظم برگ در زیر تاج پوشش درختان جنگل منجر به توزیع نامنظم مواد آلی در فواصل متفاوت از تنه درخت در خاک جنگل می­شود و از این طریق بر معدنی شدن نیتروژن تاثیر می­گذارد. هم­چنین تخریب جنگل و تبدیل آن به اراضی دیم می ­تواند بر فرایند معدنی شدن نیتروژن تاثیر داشته باشد. در این تحقیق اثر چرخه­های خشک و مرطوب شدن بر فرایند معدنی شدن نیتروژن در دو آزمایش جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش اول، تاثیر چرخه­ها بر خاک جنگل بلوط و جنگل بلوط تخریب شده که به مدت چند دهه تحت کشت دیم قرار داشته است، مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش دوم، تاثیر چرخه­ها بر چهار خاک جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت (1، 2، 3و 4 متر) که از توزیع ناهمگن لاشبرگ برخوردار بودند، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، چهار تیمار رطوبتی شامل دو تیمار ثابت رطوبتی 5/0 و 3/0 ظرفیت نگه­داشت آب خاک و دو تیمار نوسان رطوبتی 5/0-1/0 و 3/0-1/0 ظرفیت نگه­داشت آب خاک، به مدت 90 روز و در دمای 25 درجه سانتی­گراد به خاک­ها اعمال شد. این آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار اجرا شد و پس از دوره انکوباسیون فرایندهای آمونیفیکاسیون، نیتریفیکاسیون، معدنی شدن نیتروژن و سرعت فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون اندازه ­گیری شد. نتایج نشان داد که بین تیمارهای رطوبتی در فرایندهای اندازه ­گیری شده تفاوت معنی­دار وجود دارد. در هر دو آزمایش، بیش­ترین مقدار فراورده­ فرایندهای اندازه ­گیری شده مربوط به تیمار رطوبتی 5/0-1/0 ظرفیت نگه­داشت آب خاک بود و این نوع از نوسان رطوبتی نه­تنها به­عنوان یک تنش برای فرایندهای اندازه ­گیری شده عمل نکرده است، بلکه افزایش در این فرایندها را در پی داشته است. در حالی­که تیمار نوسان رطوبتی3/0-1/0 ظرفیت نگه­داشت آب خاک، برای فرایندهای آمونیفیکاسیون، نیتریفیکاسیون و معدنی شدن خالص نیتروژن ایجاد محدودیت و تنش کرد. فرایند آمونیفیکاسیون بیش­ترین حساسیت و فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون کم­ترین حساسیت را به تیمارهای رطوبتی نشان دادند. بدین ترتیب بهترین فرایند جهت نمایش تمایز بین تیمارهای رطوبتی، فرایند آمونیفیکاسیون بود که به­خوبی تیمار نوسان رطوبتی 5/0-1/0 ظرفیت نگه­داشت آب خاک را از سایر تیمارهای رطوبتی متمایز ساخت. در آزمایش اول، بیش­ترین مقدار آمونیفیکاسیون در خاک جنگل بلوط و بیش­ترین مقدار نیتریفیکاسیون و معدنی شدن خالص نیتروژن در خاک جنگل بلوط تخریب شده مشاهده شد و بین جنگل بلوط و جنگل بلوط تخریب شده در فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون تفاوت معنی­دار مشاهده نشد. در آزمایش دوم بیش­ترین مقدار فراورده­ فرایندهای اندازه ­گیری شده، در نزدیک­ترین خاک به تنه درخت (موقعیت1) که دارای بیش­ترین مقدار مواد آلی نسبت به دیگر خاک­ها بود، مشاهده شد.

 

کلمات کلیدی: چرخه­های خشک و مرطوب شدن، معدنی شدن نیتروژن، تخریب جنگل و توزیع لاشبرگ در جنگل

 

 

 

 

فصل اول

مقدمه و بررسی منابع

 

 

 

 

 

 

 

 

1-1- مقدمه

در تعریفی ساده می­توان خاک را بخش غیر سخت سطح زمین دانست که از چهار جزء معدنی، آلی، هوا و آب تشکیل شده است؛ این چهار جزء جدا از هم نبوده و بین آن­ها فعل و انفعال برقرار است. بیرس (1938) تشکیل خاک را فرایندی بسیار پیچیده دانست: “خاک حاصل کنش آب و هوا و موجودات زنده با مواد مادری و متأثر از ناهمواری­های موضعی در طول زمان می­باشد. همچنین شرایط زهکشی نیز مهم بوده و توسط ناهمواری­های موضعی، جنس مواد مادری و لایه­ی سنگی، مقدار بارندگی، شدت نفوذ و رواناب کنترل می­شود. بنابراین پنج عامل اصلی در تشکیل خاک مؤثر می­باشند: مواد مادری، آب و هوا، فعالیت­های بیولوژیکی، توپوگرافی و زمان. این عوامل وابسته به یکدیگر بوده و تغییر در یک عامل می ­تواند باعث تغییر در دیگر عوامل شود” [22]. در خاک فرایندهای بیولوژیکی، شیمیایی و فیزیکی اتفاق می­افتد که از شرایط پیرامون خود بسیار تاثیرپذیر می­باشند. علاوه بر این، چنین فرایندهایی برای بقای حیات کره زمین بسیار مهم بوده و در مقیاس وسیع، اختلال در یک فرایند می ­تواند نظم اکوسیستم آن منطقه را با تهدید جدی روبه­رو کند. از طرفی گیاهان برای رشد نیازمند خاک بوده و از این طریق، خاک به طور غیرمستقیم بر تولید اکسیژن و غذا اثرگذار است. خاک همچنین در تنوع زیستی و فرایند تصفیه­ی آب شرکت می­ کند و نیز محل زندگی بخش عظیمی از جانداران می­باشد که حلقه­هایی از چرخه­های غذایی را شامل می­شوند. همان­طور که اشاره شد سیستم خاک منفصل از محیط اطراف خود نبوده و نسبت به آن مؤثر و متأثر می­باشد. ممکن است اتفاقاتی در خاک یا محیط­های وابسته رخ دهد و عملکرد طبیعی سیستم خاک را مختل کند. این اتفاقات مختل­کننده تنش نام دارند. تنش­های خاک می­توانند به صورت طبیعی و بدون دخالت انسان رخ دهند یا به صورت مصنوعی و حاصل فعالیت­های بشر باشند [146].

 

شکل1-1- محیط خاک

 

خاک یک اکوسیستم بسیار پیچیده است. اگرچه مطالعه ریز جانداران خاک مشکل و درک ما از آن­ها محدود می­باشد، کاردون و گایج (2006) بیان می­ کنند که تنوع حیرت انگیز و اندازه کوچک اجتماعات این موجودات برای ما بیشتر آشکار شده است و کاوش­ها در سال­های اخیر نتایج چشمگیری داشته است [24]. جملات فوق تنها بخشی از پیچیدگی خاک در تشکیل و تکامل، فرایندها، حیات و تاثیرپذیری از محیط را نشان