پژوهش های آبخیزداری، جلد ۳۷، شماره ۱، صفحات ۶۳-۷۹
عنوان فارسی تأثیر پخش سیلاب بر فعالیت آنزیم ها و حاصل خیزی خاک در عرصه های مرتعی دشت گربایگان فسا
چکیده فارسی مقاله مقدمه و هدف
در بوم‌نظام‌‌های مرتعی مناطق خشک و نیمه‌خشک، به‌دلیل شرایط محیطی خاص، خاک به‌عنوان پل ارتباطی بخش زنده و غیر زنده‌ی بوم‌نظام ­ها، در پراکنش و تراکم پوشش گیاهی این مناطق بیشترین نقش را دارد. آنزیم‌های خاک در تمام مرحله‌های تجزیه‌ی مواد آلی در ساختار خاک نقش‌ زیست‌شیمیایی مهمی را بر عهده ‌دارند. این آنزیم‌ها در پایداری ساختمان خاک، تجزیه و تشکیل ماده‌ی آلی، چرخه‌ی عناصر و فعالیت ریزجانداران خاک نقش بسیار برجسته ­ای را ایفا می‌کنند. تنش‌های محیطی مانند خشک‌سالی بر رشد گیاهان و فعالیت ریزجانداران خاک تأثیرات منفی دارند. از این رو ارزیابی تأثیر پخش ­سیلاب بر شاخص‌های کیفی خاک می‌تواند گامی مفید در ارتقا دانش در این زمینه باشد؛ بنابراین این پژوهش با هدف بررسی تأثیر پخش ­سیلاب، نوع گیاه و ویژگی‌های خاک بر برخی شاخص‌های زیستی در عرصه‌های پخش­ سیلاب کوثر در گربایگان فسا در بازه‌ی زمانی 1399 و 1400 انجام شد.
مواد و روش ­ها
در فصل‌های بهار و پاییز نمونه­ برداری خاک پیرامون ریشه‌ی گیاهان درمنه‌ی دشتی (Artemisia seiberi Besser)، سیاه­ گینه (Dendrostellera lessertii (Wikstr) Van Tiegh.) و گل­ آفتابی (Heliantemum lippii (L) Persدر دو وضعیت پخش­ سیلاب و بدون پخش ‌سیلاب (منطقه‌ی شاهد) از ژرفای 20-0 سانتی ­متر در سه تکرار انجام شد. پس از اطمینان از بهنجار بودن و همگنی پراکندگی (واریانس) داده‌ها به‌وسیله‌ی آزمون‌های شاپیرو و لون، تجزیه‌ی داده‌‌ها با روش پراکندگی دوطرفه و مقایسه‌ی میانگین­ ها با آزمون دانکن در سطح یک و پنج درصد و با استفاده از نرم­افزار R انجام شد.
نتایج و بحث
نتایج ویژگی­ های حاصل‌خیزی خاک ‌نشان داد که میان سه گونه‌ی مرتعی مطالعه‌شده‌ اندازه‌ی فسفر و پتاسیم قابل‌ استفاده در شرایط پخش ‌سیلاب و منطقه‌ی شاهد تفاوت معنی‌داری نداشت، اما در تمام گونه‌های بررسی‌شده در منطقه‌ی‌ پخش­ سیلاب اندازه‌ی کربن و نیتروژن (ماده‌ی آلی برای منطقه‌ی پخش سیلاب 0/3% و برای منطقه‌ی شاهد 0/15%) به‌طور معنی‌داری بیشتر از منطقه شاهد بود. نتایج این پژوهش نشان داد که در وضعیت پخش ­سیلاب، در فصل بهار بیشترین فعالیت آنزیم فسفاتاز اسیدی در خاک زیرپوشش گونه‌ی­ سیاه گینه بود و کمترین فعالیت آن در خاک زیر پوشش گونه‌‌ی گل‌آفتابی مشاهده شد. فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی در تمام گونه‌ها در فصل بهار به‌طور معنی­ داری بیشتر از فصل پاییز بود. در منطقه‌ی پخش ‌سیلاب در فصل بهار بیشترین فعالیت این آنزیم در گونه ­های گیاهی درمنه‌ی دشتی (با میانگین 186 میکروگرم پارانیتروفنل در هر گرم خاک خشک در ساعت) مشاهده شد و در منطقه‌ی شاهد در فصل پاییز کمترین اندازه‌ی این آنزیم در گونه‌ی گل­ آفتابی (با میانگین 57 میکروگرم پارانیتروفنل در هر گرم خاک خشک در ساعت) بود. به‌طور کلی، در منطقه پخش ­سیلاب در فصل بهار اندازه‌ی فعالیت آنزیم فسفاتاز در گونه‌ی درمنه‌ی دشتی 89 % بیشتر از منطقه‌ی شاهد بود. فعالیت آنزیم دهیدروژناز در فصل بهار بیشتر از فصل پاییز بود. همچنین در فصل بهار در منطقه‌ی شاهد بیشترین فعالیت این آنزیم در گونه‌ی سیاه ­گینه (با میانگین 8/5 میکروگرم تری‌فنل‌فرمازان بر گرم خاک خشک در 24 ساعت) بود. در منطقه‌ی پخش سیلاب در فصل پاییز کمترین اندازه‌ی این آنزیم در ­گونه‌ی درمنه‌ی دشتی (با میانگین یک میکروگرم تری‌فنل‌فرمازان بر گرم خاک خشک در 24 ساعت) بود. به­ طور کلی، در دو منطقه‌ی شاهد و پخش ­سیلاب در فصل بهار اندازه‌ی فعالیت آنزیم دهیدروژناز 66 % بیشتر از فصل پاییز بود. نتایج این پژوهش نشـان داد که در شرایط پخش ­سیلاب در هر دو فصل بهار و پاییز فعالیت آنزیم اوره­آز به‌ترتیب با میانگین 300 و 270 میکروگرم نیتروژن در هر گرم خاک خشک در دو ساعت بیشـتر از منطقه شاهد با میانگین 250 و 173 میکروگرم نیتروژن در هر گرم خاک خشک در دو ساعت بود. همچنین در هر سه گونه‌ی مطالعه‌شده در دو منطقه‌ی شاهد و پخش ­سیلاب، شاخص ­های کیفیت خاک با هم اختلاف معنی دار داشتند و پخش­ سیلاب باعث افزایش اندازه‌ی این شاخص در گونه ­ی گل­ آفتابی و درمنه‌ی دشتی شد، در حالی که شاخص­ های کیفیت خاک در گونه‌ی سیاه ­گینه با پخش ‌سیلاب کاهش یافت.
نتیجه‌گیری و پیشنهادها
نتایج این پژوهش نشان داد که سامانه‌ی پخش ­سیلاب یک روش مطلوب برای بهبود کربن آلی خاک است و با کاشت گیاهان کارایی آن بیشتر می­ شود. افزایش رطوبت و اندازه‌ی ماده‌ی آلی در منطقه‌ی پخش­ سیلاب می­تواند دلیلی برای افزایش فعالیت آنزیم‌ها در منطقه‌ی پخش­ سیلاب باشد. در این پژوهش در هر دو فصل بهار و پاییز فعالیت آنزیم های خاک بیشتر از منطقه شاهد شد. با توجه به نقش مهم مواد آلی در بهبود شاخص ­های زیستی، کیفیت و سلامت خاک، احیای مراتع سیلابی با گونه‌های بومی می­ تواند در فراهم آوردن این شرایط نقش مهمی ایفا کند. همچنین پیشنهاد می‌شود این آزمایش‌ها با تعداد نمونه‌های بیشتر و در مناطق متفاوت تکرار شود و چرخه‌های نیتروژن، کربن، گوگرد و فسفر و ارتباط آن‌ها با فعالیت دیگر آنزیم‌های خاک بررسی شود.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله آنزیم های خاک، پخش سیلاب، شاخص های کیفیت خاک، گربایگان فسا، گونه های مرتعی، مواد آلی خاک،
عنوان انگلیسی Effect of Flood Spreading on Enzymes Activity and Soil Fertility in the Pastures of the Fasa, Gareh-Bygone Plain
چکیده انگلیسی مقاله Introduction and Goal
The rangeland ecosystems of arid and semi-arid regions play the most important role in the distribution and density of vegetation in these areas due to the specific environmental conditions governing the soil, which is the bridge between living and non-living parts of ecosystems. Soil enzymes play important biochemical roles in the decomposition of organic matter at all stages in the soil system. These enzymes play an important role in the stability of the soil structure, the decomposition and formation of organic matter, the cycle of elements and the activity of soil microorganisms. Environmental stresses, such as drought, have negative impact on plant growth and soil microorganism's activity. Therefore, evaluating the effect of flood spreading on soil quality indicators can be a useful step in improving knowledge in this field. Therefore, this research was conducted during 2018 and 2019 to investigate the effect of flood spreading, plant types and characteristics on biological soil in the Kowsar floodplains located in Gareh-Bygone, Fasa.
Materials and Methods
Sampling of the soil around the roots of Artemisia sieberi Besser, Dendrostellera lessertii (Wikstr) Van Tiegh. and Heliantemum lippii (L) Pers, in two situations: with flood spreading and without flood spreading (control area) in spring and autumn from a depth of 0-20 cm and in three repetitions. After ensuring the normality and homogeneity of the variance of the data by the Shapiro–Wilk and Levene tests, the data were analyzed using the two-way variance method and mean comparison were made using Duncan's test at the 1% and 5% level and using the R software.
Results and Discussion
The results of soil fertility characteristics showed that there was no significant difference in the amount of phosphorus and potassium in the three pasture species studied under flood spreading and the control areas. However, the amount of carbon and nitrogen in all studied species was significantly higher in the flood spreading area (containing 0.3% organic matter) than the control area (with 0.15% organic matter). In addition, the results of this research indicated that the highest activity of acid phosphatase enzyme was observed in the rhizosphere of D. lessertii species and in the spring season, and on the contrary the lowest activity was observed in the rhizosphere of H. lippii species under the flood spreading condition. Alkaline phosphatase activity in all species was significantly higher in spring than in autumn season. The highest activity of this enzyme was observed for A. sieberi in the spring season with an average of 186 (µg p-nitrophenol g-1 soil h-1) in the flood spreading area and the lowest level was observed for H. lippii in the control area with an average of 57 (µg p-nitrophenol g-1 soil h-1) in the autumn season. In general, the level of phosphatase enzyme activity for the A. sieberi species in the spring season was approximately 89% higher in the flood spreading area than in the control area. The dehydrogenase enzyme activity was higher in spring than in autumn. Also, the highest activity of this enzyme was observed in the spring season for the D. lessertii  species with an average of 8.5 (µg TPFg-1 soil 24 h-1 ) in the control area, and the lowest level was observed in the autumn season for the A. sieberi species in the flood spreading area with an average amount of triphenol formazan was 1 (µg TPFg-1 soil 24 h-1 ) .In other words, the amount of dehydrogenase enzyme activity in the spring season was approximately 66% higher than that in the fall season in both areas (control and flood spreading). The results of this research showed that the activity of urease enzyme under flood spreading conditions in both seasons (autumn and spring), with an average of 270 and 300 (µg N/g.dm.2h) is more than the control area with an average of 173 and 250 (µg N/g.dm.2h). Also, the soil quality indices in all three studied species in the two (control and flood spreading) areas have a significant difference, so that the flood spreading operation has upgraded the value of these indices for the H. lippii species and the A. sieberi, while which has reduced the soil quality index of D. lessertii.
Conclusions and Suggestions
The results of this research showed that the flood spreading system is a desirable method for improving soil organic carbon, and its efficiency increases with the plant planting. The increase in moisture and the amount of organic matter in the flood spreading area can be a reason for increasing the activity of enzymes in the flood spreading area, so that in both autumn and spring, the activity of soil enzymes is more in the region. Considering the important role of organic matter in improving biological indicators and soil quality and health, the restoration of floodplains with native species can play an important role in providing these conditions. In addition, it is recommended that these tests be repeated with more samples and in different areas and the nitrogen, carbon, sulfur and phosphorus cycles and its relationship with the activity of other soil enzymes related to this cycle should be investigated.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله آنزیم های خاک, پخش سیلاب, شاخص های کیفیت خاک, گربایگان فسا, گونه های مرتعی, مواد آلی خاک
نویسندگان مقاله ندا سلیمان دهکردی |
دانشجوی دکتری مدیریت و کنترل بیابان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان، گرگان، ایران

محمد متینی زاده |
دانشیار بخش تحقیقات جنگل، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

حمید رضا عسگری |
دانشیار گروه مدیریت مناطق بیابانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان، گرگان، ایران

محمد جواد روستا |
دانشیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع‌طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران

چوقی بایرام کمکی |
استادیار گروه مدیریت مناطق بیابانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان، گرگان، ایران

مریم ممبنی |
دکتری بیابان زدایی، دفتر امور بیابان، سازمان منابع‌طبیعی و آبخیزداری، تهران، ایران

نشانی اینترنتی https://wmrj.areeo.ac.ir/article_128936_18ba72a3c04d65cbaa85c2ec690ec912.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات