تأثیر تغییر کاربری اراضی از مرتع به زمین زراعی بر شاخص‌های میکروبیولوژیکی و بیوشیمیایی خاک

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه رازی

2 دانشگاه شهرکرد

3 دانشگاه زنجان

چکیده

چکیده
در این مطالعه تأثیر تغییر کاربری اراضی از مرتع به زراعی بر برخی شاخص‌های میکروبیولوژیکی و بیوشیمیایی خاک در دو عمق 20-0 و 40-20 سانتیمتری در سه منطقه کنگاور، ده‌نو و سلطانیه مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از دو عمق خاک و در سه تکرار نمونه های مرکب خاک از هر سه منطقه که کاربری آن ها از مرتع به زراعی تغیـیر کرده است، تهیه و میزان تنفس میکروبی، تنفس برانگیخته، ضریب متابولیکی، کربن و نیتروژن توده زنده میکروبی و فعالیت آنزیم های اوره آز، فسفاتاز قلیایی، ساکاراز و آریل سولفاتاز تعیین گردید. نتایج نشان داد تغییر کاربری اراضی سبب کاهش تنفس میکروبی در منطقه کنگاور (64-36 درصد)، ده نو (60-45 درصد) و سلطانیه (34 درصد) گردید. تنفس برانگیخته نیز بر اثر تغییر کاربری در مناطق مورد مطالعه بین 13 الی 37 درصد کاهش یافت. همچنین کربن (60-30 درصد) و نیتروژن (56-18 درصد) توده زنده میکروبی و نسبت کربن به نیتروژن توده زنده میکروبی (17-9 درصد) در هر سه منطقه و در هر دو عمق کاهش یافتند. در حالی که شاخص‌های ضریب (کسر) متابولیکی (95-36 درصد)، درصد کربن (60-4 درصد) و نیتروژن (76-3 درصد) توده زنده میکروبی و درصد معدنی شدن کربن (43-9 درصد) در هر سه منطقه بر اثر تغییر کاربری افزایش پیدا کردند. بررسی فعالیت آنزیم‌ها نیز نشان داد فعالیت فسفاتاز قلیایی در هر سه منطقه و هر دو عمق بر اثر تغییر کاربری تغییر معنی‌دار نیافت. در منطقه سلطانیه تنها در عمق 20-0 سانتیمتری فعالیت اوره آز بر اثر تغییر کاربری به طور معنی‌دار کاهش (18 درصد) پیدا نمود و برای بقیه آنزیم‌ها تغییرات معنی‌دار نبود. تغییر کاربری در منطقه کنگاور فعالیت اوره آز، ساکاراز و آریل سولفاتاز را به طور معنی‌دار به ترتیب 20، 33 و 11 درصد کاهش داد، ولی در عمق 40-20 سانتیمتری تأثیر تغییر کاربری بر فعالیت این سه آنزیم معنی‌دار نشد و در منطقه ده نو فعالیت اوره آز و آریل سولفاتاز در هر دو عمق و ساکاراز تنها در عمق 20-0 سانتیمتری به طور معنی‌دار بر اثر تبدیل کاربری مرتع به زراعی کاهش یافت. به طور کلی می‌توان نتیجه گرفت که عملیات کشاورزی و به ویژه خاکورزی دراز مدت سبب افزایش دسترسی ریزجانداران خاک به اکسیژن شده و در نتیجه فعالیت های میکروبی و از جمله تنفس خاک افزایش می یابد که نهایتاً منجر به تجزیه ذخیره مواد آلی و کاهش کیفیت خاک می گردد.

واژه‌های کلیدی: فعالیت آنزیمی، کشت و کار، تغییر کاربری، تنفس میکروبی خاک، کیفیت خاک

عنوان مقاله [English]

The Effects of Land Use Conversion from Pasturelands to Croplands on Soil Microbiological and Biochemical Indicators

نویسندگان [English]

  • A. Beheshti Ale Agha 1
  • F. Raiesi 2
  • A. Golchin 3
1 Kermanshah
2 Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Shahrekord University
3 Faculty of Agriculture, Zanjan University
چکیده [English]

Abstract
In this study the effects of land use changes from pasturelands to croplands on soil microbiological and biochemical properties were studied in Kangaver, Dehno and Soltanye regions. Composite soil samples from 0-20 and 20-40 cm depths of pasture and cultivated lands were taken from Kangaver, Dehno and Soltanye regions, and soil microbial respiration, microbial biomass C and N, and urease, alkaline phosphatase, saccharase and arylsulfatase activities were determined. Results showed that land use changes from pasture to arable lands resulted in a significant reduction of microbial respiration in Kangaver (36-64%), Dehno (45-60%) and Soltanye (34%) regions. Similarly, substrate-induced respiration (SIR) decreased between 13 to 37% due to land use changes in all the three regions studied. The microbial biomass C (30-60%), N (18-56%) and C/N ratios (9-17%) in the two soil depths of cultivated sites were lower than those of forest sites in the three regions while metabolic quotient (36-95%), the portion of carbon (4-60%) and nitrogen (3-76%) of microbial biomass in total soil and percentage mineralized C (36-95%) in all the three regions increased due to land use changes. The assay of enzyme activities showed that alkaline phosphatase in both soil depths did not change substantially for each region. In Soltanye region, urease activity decreased (18%) only in the 0-20 cm depth and land use effects were not significant for the other enzymes. Conversion of pastures to agricultural lands in Kangaver region resulted significant decreases in urease (20%), saccharase (33%) and arylsulfatase (11%) activities in the surface layer, but not in the 20-40 cm depth. In Dehno, increased urease and arylsulfatase activities in both soil depths due to land use changes from pastures to cultivated lands were significant, but increased saccharase activity was significant only in the 0-20 cm depth. Overall, it is concluded that a change in land use from pastures to croplands with widespread agricultural practices, specifically long-term intensive tillage activities, may lead to enhanced availability of oxygen and substrate to microorganisms, which could result in increased microbial activity including soil respiration.

Keywords: Land use change, Agricultural practices, Soil organic matter, Soil enzyme activity, Soil microbial respiration, Soil quality

CAPTCHA Image