
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,493 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,615,642 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,205,856 |
اثر پوشش های جنگلی، مرتعی و زراعی بر مشخصه های میکروبی و فعالیت های آنزیمی خاک | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 7، دوره 26، شماره 3، مرداد و شهریور 1398، صفحه 127-143 اصل مقاله (609.33 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2019.16191.3147 | ||
نویسندگان | ||
یحیی کوچ* 1؛ نیلوفر نقره2 | ||
1دانشگاه تربیت مدرس | ||
2گروه مرتعداری، دانشگاه تربیت مدرس | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: تخریب رویشگاههای جنگلی و تغییر کاربری اراضی از جمله عوامل مؤثر بر تغییرپذیری مشخصههای خاک به شمار می-روند. مشخصههای میکروبی و فعالیتهای آنزیمی، به عنوان شاخصهای سلامت خاک، پویاترین و حساسترین مشخصههای خاک محسوب میشوند که نقش مهمی در چرخه عناصر غذایی، حاصلخیزی درازمدت و جریان انرژی در خاک دارند. این مشخصهها اطلاعات مفید و کاملی در مورد چرخه بیوژئوشیمیایی عناصر نشان میدهند، زیرا نسبت به تغییرات در محیط خاک به سرعت واکنش نشان داده و اطلاعات جامعی در خصوص وضعیت فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک ارائه میدهند. مواد و روشها: با هدف مطالعه و ارزیابی اثر پوششهای جنگلی، مرتعی و زراعی بر مشخصههای میکروبی و فعالیتهای آنزیمی خاک، رویشگاه ییلاقی کدیر از توابع بخش کجور در جنوب شرقی شهرستان نوشهر مورد توجه قرار گرفت. در پژوهش پیش رو چهار نوع پوشش گیاهی شامل جنگل لور- اوری (Carpinus orientalis - Quercus macrocarpa )، اراضی مرتعی با پوشش غالب و قرق Astragalus balearicus - Teucrium subspinosum، اراضی مرتعی با پوشش غالب و قرق Stachys byzantinaو اراضی دیمزار گندم (Triticum aestivum) انتخاب شد. پس از بازدید و شناسایی مناطق، در هر یک از کاربری های مورد مطالعه سه ترانسکت (به فاصله 50 متر از همدیگر) به طول 200 متر پیاده و نمونههای خاک در یک سطح 25 سانتیمتر × 25 سانتیمتر تا عمق 15 سانتیمتری در ابتدا، وسط و انتهای هر ترانسکت برداشت شدند. در مجموع 9 نمونه خاک از هر کاربری جهت آنالیز مشخصههای فیزیکوشیمیایی، زیستی، میکروبی و فعالیتهای آنزیمی به آزمایشگاه انتقال داده شد. یافتهها: نتایج تجزیه واریانس حاکی از آنست که بیشترین مقادیر مشخصههای پایداری خاکدانه، محتوی رس، رطوبت، کربن آلی، نیتروژن کل، کربن آلی ذرهای، نیتروژن آلی محلول، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم قابل جذب، زیتوده ریزریشه، نیترات و معدنیشدن نیتروژن خاک و کمترین مقادیر مشخصههای جرم مخصوص ظاهری و نسبت کربن به نیتروژن خاک به رویشگاه جنگلی اختصاص داشته است. بیشترین مقدار محتوی شن و کمترین مقادیر مشخصههای سیلت و کربن آلی محلول در کاربری زراعی مشاهده شد. مشخصههای pH، هدایت الکتریکی، نیتروژن آلی ذرهای و آمونیوم تفاوتهای آماری معنیداری را در بین کاربریهای مورد مطالعه نشان ندادند. بیشترین مقادیر مشخصههای تنفس پایه، تنفس برانگیخته، زیتوده میکروبی کربن، زیتوده میکروبی نیتروژن، زیتوده میکروبی فسفر، اورهآز، اسید فسفاتاز، آریل سولفاتاز و اینورتاز در رویشگاه جنگلی مشاهده شد در حالی که شاخصهای میکروبی مورد مطالعه (ضریب متابولیکی، سهم میکروبی و شاخص قابلیت دسترسی به کربن) تفاوتهای آماری معنیداری را در بین کاربریها نشان ندادهاند. تحلیل مولفههای اصلی (PCA) نیز حاکی از وجود فعالیتهای میکروبی، آنزیمی، زیستی و حاصلخیزی بیشتر خاک در رویشگاه جنگلی بوده و موقعیت مکانی کاملا متفاوتی را نشان میدهد. نتیجهگیری: به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که مشخصههای مختلف خاک تحت رویشگاه جنگلی از وضعیت بهتری نسبت به سایر رویشگاههای مورد مطالعه برخوردار میباشند، در حالی که تخریب جنگل و تغییر کاربری اراضی با افت شاخصهای کیفیت مواد آلی و خاک باعث کاهش فعالیتهای فعالیتهای میکروبی و بیوشیمی خاک میشود. | ||
کلیدواژهها | ||
جنگل بلوط- اوری؛ پوشش مرتعی آستراگالوس؛ مرتع استاخیز؛ دیمزار گندم | ||
مراجع | ||
1.Acosta-Martinez, V., Cruz, L., Sotomayor-Ramirez, D., and Pérez-Alegría, L. 2007. Enzyme activities as affected by soil properties and land use in a tropical watershed. Applied Soil Ecology. 35: 35-45.
2.Acosta-Martínez, V., Klose, S., and Zobeck, T.M. 2003. Enzyme activities in semiarid soils under conservation reserve program, native rangeland, and cropland. J. Plant Nutr. Soil Sci. 166: 699-707.
3.Ali Asgharzad, N. 2010. Laboratory methods in soil biology, Tabriz University Publications, 522p. (In Persian)
4.Aon, M.A., and Colaneri, A.C. 2001. Temporal and spatial evolution of enzymatic activities and physico-chemical properties in an agricultural soil. Applied Soil Ecology. 18: 255-270.
5.Aponte, C., García, L.V., and Marañón, T. 2013. Tree species effects on nutrient cycling and soil biota: a feedback mechanism favoring species coexistence. Forest Ecology and Management.309: 36-46.
6.Bai, Z.G., Dent, D.L., Olsson, L., and Schaepman, M.E. 2008. Global assessment of land degradation and improvement: 1. identification by remote sensing (No. 5). ISRIC-World Soil Information, 256p.
7.Bárcena, T.G., Kiær, L.P., Vesterdal, L., Stefánsdóttir, H.M., Gundersen, P., and Sigurdsson, B.D. 2014. Soil carbon stock change following afforestation in Northern Europe: a meta-analysis. Global Change Biology. 20: 2393-2405.
8.Burton, J., Chen, C., Xu, Z., and Ghadiri, H. 2010. Soil microbial biomass, activity and community composition in adjacent native and plantation forests of subtropical Australia. J. Soil Sed.10: 1267-1277.
9.Chen, T.H., Chiu, C.Y., and Tian, G. 2005. Seasonal dynamics of soil microbial biomass in coastal sand dune forest. Pedobiologia. 49: 645-653.
10.Cheng, X., Yang, Y., Li, M., Dou, X., and Zhang, Q. 2013. The impact of agricultural land use changes on soil organic carbon dynamics in the Danjiangkou Reservoir area of China. Plant and Soil. 366: 415-424.
11.Cusack, D.F., Silver, W.L., Torn, M.S., Burton, S.D., and Firestone, M.K. 2011. Changes in microbial community characteristics and soil organic matter with nitrogen additions in two tropical forests. Ecology. 92: 621-632.
12.da Silva Delabona, P., Pirota, R.D.B., Codima, C.A., Tremacoldi, C.R., Rodrigues, A., and Farinas, C.S. 2012. Using Amazon forest fungi and agricultural residues as a strategy to produce cellulolytic enzymes. Biomass and Bioenergy. 37: 243-250.
13.Dick, R.P., Breakwell, D.P., and Turco, R.F. 1996. Soil enzyme activities and biodiversity measurements as integrative microbiological indicators. Methods for assessing soil quality, (methods for asses), Pp: 247-271.
14.Doran, J.W., and Parkin, T.B. 1994. Defining and assessing soil quality. Defining soil quality for a sustainable environment, (defining soil qua),Pp: 1-21.
15.Dudley, N., Bhagwat, S.A., Harris, J., Maginnis, S., Moreno, J.G., Mueller, G.M., Oldfield, S., and Walters, G. 2018. Measuring progress in status of land under forest landscape restoration using abiotic and biotic indicators. Restoration Ecology. 26: 5-12.
16.Fang, H., Cheng, S., Wang, Y., Yu, G., Xu, M., Dang, X., Li, L., and Wang, L. 2014. Changes in soil heterotrophic respiration, carbon availability, and microbial function in seven forests along a climate gradient. Ecological Research. 29: 1077-1086.
17.Fukuzawa, K., Shibata, H., Takagi, K., Satoh, F., Koike, T., and Sasa, K. 2013. Temporal variation in fine-root biomass, production and mortality in a cool temperate forest covered with dense understory vegetation in northern Japan. Forest Ecology and Management.310: 700-710.
18.Ghazan Shahy, C. 2006. Analysis of soil and plants. Homa Publication, 272p.(In Persian)
19.Gil-Sotres, F., Trasar-Cepeda, C., Leirós, M.C., and Seoane, S. 2005. Different approaches to evaluating soil quality using biochemical properties. Soil Biology and Biochemistry. 37: 877-887.
20.Gorobtsova, O.N., Gedgafova, F.V., Uligova, T.S., and Tembotov, R.K. 2016. EcopHysiological Indicators of Microbial Biomass Status in Chernozem Soils of the Central Caucasus (In the Territory of Kabardino-Balkaria with the Terek Variant of Altitudinal Zonation). Russ. J. Ecol. 47: 19-25.
21.Guo, P., Wang, C., Jia, Y., Wang, Q., Han, G., and Tian, X. 2011. Responses of Soil Microbial Biomass and Enzymatic Activities to Fertilizations of Mixed Inorganic and Organic Nitrogen at a Subtropical Forest in East China. Plant and Soil. 338: 355-366.
22.Hajabbasi, M.A., Jalalian, A., and Karimzadeh, H.R. 1997. Deforestation effects on soil physical and chemical properties, Lordegan, Iran. Plant and Soil. 190: 301-308.
23.He, W.X., Jiang, X., Bian, Y.R., and Wang, F. 2002. Study on Soil Enzyme Activity Effected by Dimehypo. J. Northwest Sci-Tech. Univ. Agric. Forest. 30: 13-17.
24.Jafari Haghighi, M. 2003. Soil analysis methods. Nedaye Zohi Publication, 236p. (In Persian)
25.Khatir Pasha, N., Hojjati, S.M., Pormajidian, M.R., and Asadian, M. 2018. The effect of land use change on soil physical and chemical in Gholak Forest of Qaemshahr. Iran. J. Water Soil Res. 24: 211-225.
26.Kizilkaya, R., and Dengiz, O. 2010. Variation of land use and land cover effects on some soil physico-chemical characteristics and soil enzyme activity. Zemdirbyste-Agriculture. 97: 15-24.
27.Kooch, Y. 2012. Variability of soil characters related to pit and mound, canopy gaps and single trees in a mixed natural forest. Ph.D. thesis of Forestry, Tarbiat Modares University, 156p.(In Persian).
28.Kooch, Y., Rostayee, F., and Hosseini, S.M. 2016. Effects of Tree Species on Topsoil Properties and Nitrogen Cycling in Natural Forest and Tree Plantations of Northern Iran. Catena. 144: 65-73.
29.Kooch, Y., Samadzadeh, B., and Hosseini, S.M. 2017. The effects of broad-leaved tree species on litter quality and soil properties in a plain forest stand. Catena. 150: 223-229.
30.Kujur, M., Gartia, S.K., and Patel, A.K. 2012. Quantifying the contribution of different soil properties on enzyme activities in dry tropical ecosystems. J. Agric. Biol. Sci. 7: 763-773.
31.Leirós, M.C., Trasar-Cepeda, C., Seoane, S., and Gil-Sotres, F. 2000. Biochemical properties of acid soils under climax vegetation (Atlantic Oakwood) in an area of the European temperate–humid zone (Galicia, NW Spain): general parameters. Soil Biology and Biochemistry. 32: 733-745.
32.Ling, N., Sun, Y., Ma, J., Guo, J.,Zhu, P., Peng, C., and Shen, Q. 2014. Response of the Bacterial Diversity and Soil Enzyme Activity in Particle-size Fractions of Mollisol after Different Fertilization in a Long-term Experiment. Biology and Fertility of Soils. 50: 901-911.
33.Liu, G., Jin, M., Cai, C., Ma, C.,Chen, Z., and Gao, L. 2019. Soil microbial community structure and physicochemical properties in amomum tsaoko-based agroforestry systems in the Gaoligong Mountains, Southwest China. Sustainability. 11: 546-552.
34.Martinez-Salgado, M.M., Gutiérrez-Romero, V., Jannsens, M., and Ortega-Blu, R. 2010. Biological soil quality indicators: a review. Current Research, Technology and Education Topics in Applied Microbiology and Microbial Biotechnology. 1: 319-328.
35.Moghimian, N., Hosseini, S.M., Kooch, Y., and Darki, B.Z. 2017. Impacts of changes in land use/cover on soil microbial and enzyme activities. Catena. 157: 407-414.
36.Nair, A., and Ngouajio, M. 2012. Soil microbial biomass, functional microbial diversity and nematode community structure as affected by cover crops and compost in an organic vegetable production system. Applied Soil Ecology. 58: 45-55.
37.Ndiaye, E.L., Sandeno, J.M., McGrath, D., and Dick, R.P. 2000. Integrative biological indicators for detecting change in soil quality. Amer. J. Alternative Agric. 15: 26-36.
38.Neatrour, M.A., Jones, R.H., and Golladay, S.W. 2005. Correlations between soil nutrients availability and fine- root biomass at two spatial scales in forested wetlands with contrasting hydrological regimes, NRC Research Press. 35: 2934-2941.
39.Osono, T., Azuma, J.I., and Hirose, D. 2014. Plant species effect on the decomposition and chemical changes of leaf litter in grassland and pine and oak forest soils. Plant and Soil. 376: 411-421.
40.Ou, Y., Rousseau, A.N., Wang, L., and Yan, B. 2019. Identification of the alteration of riparian wetland on soil properties, enzyme activities and microbial communities following extreme flooding. Geoderma. 337: 825-833.
41.Pang, X., Ning, W., Qing, L., and Bao, W. 2009. The relation among soil microorganism, enzyme activity and soil nutrients under subalpine coniferous forest in Western Sichuan. Acta Ecologica Sinica. 29: 286-292.
42.Raiesi, F., and Asadi, E. 2006. Soil microbial activity and litter turnover in native grazed and ungrazed rangelands in a semiarid ecosystem. Biology and Fertility of Soils. 43: 76-82.
43.Rao, M.A., Violante, A., and Gianfreda, L. 2000. Interaction of acid phosphatase with clays, organic molecules and organo-mineral complexes: kinetics and stability. Soil Biology and Biochemistry. 32: 1007-1014.
44.Riitters, K., Wickham, J., Costanza, J.K., and Vogt, P. 2016. A global evaluation of forest interior area dynamics using tree cover data from 2000 to 2012. Landscape Ecology. 31: 137-148.
45.Salam, A.K., Katayama, A., and Kimura, M. 1998. Activities of some soil enzymes in different land use systems after deforestation in hilly areas of West Lampung, South Sumatra, Indonesia. Soil Science and Plant Nutrition.44: 93-103.
46.Sasongko, P.E., Purwanto, P., Dewi, W.S., and Hidayat, R. 2019. Soil microbial communities below decomposing plant litter from different land uses in Tutur Village. The 9th International Conference on Global Resource Conservation (ICGRC) and AJI from Ritsumeikan University AIP Conf. Proc. 2019, 040002-1–040002-9; https://doi.org/ 10.1063/1.5061872. Published by AIP Publishing. 978-0-7354-1737-3/$30.00.
47.Saurette, D.D., Chang, S.X., and Thomas, B.R. 2006. Some characteristics of soil respiration in hybrid poplar plantations in northern Alberta. Can. J. Soil Sci. 86: 257-268.
48.Silva, E.D., de Medeiros, E.V., Duda, G.P., Lira, M.A., de Oliveira, J.B.,dos Santos, U.J., and Hammecker, C. 2019. Seasonal effect of land use type on soil absolute and specific enzyme activities in a Brazilian semi-arid region. Catena. 172: 397-407.
49.Singh, R., Bhardwaj, D.R., Pala, N.A., Kaushal, R., and Rajput, B.S. 2018. Soil microbial characteristics in sub-tropical agro-ecosystems of North Western Himalaya. Current Science. 115: 1956-1959.
50.Six, J., Elliott, E.T., Paustian, K., and Doran, J.W. 1998. Aggregation and Soil Organic Matter Accumulation in Cultivated and Native Grassland Soils. Soil Sci. Soc. Amer. J. 62: 1367-1377.
51.Tardy, V., Mathieu, O., Lévêque, J., Terrat, S., Chabbi, A., Lemanceau, P., Ranjard, L., and Maron, P.A. 2014. Stability of soil microbial structure and activity depends on microbial diversity. Environmental Microbiology Reports.6: 173-183.
52.Trasar-Cepeda, C., Leirós, M.C., and Gil-Sotres, F. 2008. Hydrolytic enzyme activities in agricultural and forest soils. Some implications for their use as indicators of soil quality. Soil Biology and Biochemistry. 40: 2146-2155.
53.Ushio, M., Kitayama, K., and Balser, T.C. 2010. Tree species effects on soil enzyme activities through effects on soil physicochemical and microbial properties in a tropical montane forest on Mt. Kinabalu, Borneo. Pedobiologia. 53: 227-233. 54.Wang, Q.K., and Wang, S.L. 2007.Soil organic matter under differentforest types in Southern China. Geoderma. 142: 349-356.
55.Wang, Y., Zhang, L., and Liu, D. 2003. Relationship among soil enzyme activities, vegetation state, and soil chemical properties of coal cinder yard. Chine. J. Appl. Ecol. 14: 110-112.
56.Wani, F.S., Akhter, F., Mir, S., Baba, Z.A., Maqbool, S., Zargar, M.Y., and Nabi, S.U. 2018. Assessment of soil microbial status under different land use systems in North Western Zone of Kashmir. Inter. J. Current Microbiol. Appl. Sci. 7: 266-279.
57.Weixin, C., Coleman, D.C., Carroll, C.R., and Hoffman, C.A. 1993. In situ measurement of root respiration and soluble C concentrations in the rhizosphere. Soil Biology and Biochemistry. 25: 1189-1196.
58.Yang, L.L., Zhang, F.S., Mao, R.Z., Ju, X.T., Cai, X.B.,, and Lu, Y.H. 2008. Conversion of Natural Ecosystems to Cropland Increases the Soil Net Nitrogen Mineralization and Nitrification in Tibet. Pedosphere. 18: 699-706.
59.Zeng, D.H., Hu, Y.L., Chang, S.X., and Fan, Z.P. 2009. Land cover change effects on soil chemical and biological properties after planting Mongolian pine (Pinus sylvestris var. mongolica) in sandy lands in Keerqin, northeastern China. Plant and Soil. 317: 121-133.
60.Zhao, S., Li, K., Zhou, W., Qiu, S., Huang, S., and He, P. 2016. Changes in soil microbial community, enzyme activities and organic matter fractions under long-term straw return in north-central China. Agriculture, Ecosystems and Environment. 216: 82-88.
61.Zhong, S., Huicai, Z.E.N.G., and Zhiqiang, J.I.N. 2015. Soil Microbiological and Biochemical Properties as Affected by Different Long-Term Banana-Based Rotations in the Tropics. Pedosphere.25: 868-877. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 649 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 593 |