Error establishing a database connection |
عنوان صفحه
فهرست مطالب ……………………………………………………………………………………………………………………………… هشت
فهرست اشکال ……………………………………………………………………………………………………………………………….. یازده
فهرست جداول ………………………………………………………………………………………………………………………………. پانزده
چکیده ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 1
فصل اول: مقدمه و بررسی منابع
1-1-مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2
1-2- شاخصهای کیفیت یا سلامت خاک ………………………………………………………………………………………………. 3
1-2-1- شاخصهای قابل مشاهده ……………………………………………………………………………………………………………. 4
1-2-2- شاخصهای فیزیکی خاک …………………………………………………………………………………………………………. 4
1-2-3- شاخصهای شیمیایی خاک …………………………………………………………………………………………………………. 4
1-2-4- شاخصهای بیولوژیک خاک ……………………………………………………………………………………………………… 4
1-3- تنشهای طبیعی …………………………………………………………………………………………………………………………… 7
1-3-1- کمبود آب و خشکی خاک ………………………………………………………………………………………………………… 8
1-3-2- خشک و مرطوب شدن خاک
……………………………………………………………………………………………………. 11
1-4- تنشهای ناشی از فعالیتهای بشر ………………………………………………………………………………………………….. 18
1-4-1- تبدیل جنگل به اراضی دیم ………………………………………………………………………………………………………… 18
1-5- فرضیات تحقیق ………………………………………………………………………………………………………………………….. 27
هشت
1-6- اهداف تحقیق ……………………………………………………………………………………………………………………………. 27
فصل دوم: مواد و روشها
2-1- منطقهی مورد مطالعه …………………………………………………………………………………………………………………… 28
2-2- نمونهبرداری خاک …………………………………………………………………………………………………………………….. 29
2-3- خصوصیات کلی خاکها ……………………………………………………………………………………………………………. 30
2-4- آزمایشهای انکوباسیونی …………………………………………………………………………………………………………….. 30
2-4-1- آمادهسازی خاکها ………………………………………………………………………………………………………………… 30
2-4-2- تیمارهای رطوبتی ……………………………………………………………………………………………………………………. 30
2-4-3- طراحی آزمایش اول ……………………………………………………………………………………………………………….. 30
2-4-4- طراحی آزمایش دوم ……………………………………………………………………………………………………………….. 31
2-4-5- دورهی انکوباسیون ………………………………………………………………………………………………………………….. 31
2-5- اندازهگیریهای پس از دوره انکوباسیون …………………………………………………………………………………………. 32
2-5-1- آرجینین آمونیفیکاسیون …………………………………………………………………………………………………………… 32
2-5-2- معدنی شدن خالص نیتروژن، آمونیفیکاسیون و نیتریفیکاسیون …………………………………………………………… 32
2-6- آنالیزهای آماری ……………………………………………………………………………………………………………………….. 32
فصل سوم: نتایج و بحث
3-1-آزمایش اول ………………………………………………………………………………………………………………………………. 34
3-1-1-خصوصیات عمومی خاکها ………………………………………………………………………………………………………. 34
3-1-2-بررسی اثر تیمارها بر معدنی شدن نیتروژن ……………………………………………………………………………………… 35
3-1-3- همبستگی بین صفات اندازهگیری شده …………………………………………………………………………………………. 42
3-1-4- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی به کمک صفات اندازهگیری شده ………………………………………………….. 43
نه
3-1-5- نمودار درختی ………………………………………………………………………………………………………………………… 48
3-2-آزمایش دوم ……………………………………………………………………………………………………………………………… 49
3-2-1- خصوصیات عمومی خاکها …………………………………………………………………………………………………….. 49
3-2-2- بررسی اثر تیمارها بر معدنی شدن نیتروژن …………………………………………………………………………………….. 50
3-2-3- همبستگی بین صفات اندازهگیری شده ………………………………………………………………………………………… 60
3-2-4- تحلیل تبعیضی خاکهای جنگل بلوط به کمک صفات اندازهگیری شده …………………………………………… 61
3-2-5- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی به کمک صفات اندازهگیری شده ………………………………………………….. 65
3-2-6-نمودار درختی …………………………………………………………………………………………………………………………. 70
3-3- همبستگی ساده بین فرایندهای اندازه گیری شده و خصوصیات خاک …………………………………………………… 71
3-4- رگرسیون چند متغیره ………………………………………………………………………………………………………………….. 73
3-4-1- رگرسیون چند متغیره بین آرجینین آمونیفیکاسیون و پارامترهای اندازهگیری شده ……………………………….. 73
3-4-2- رگرسیون چند متغیره بین آمونیفیکاسیون و پارامترهای اندازهگیری شده …………………………………………….. 74
3-4-3- رگرسیون چند متغیره بین نیتریفیکاسیون و پارامترهای اندازهگیری شده ……………………………………………… 74
3-4-4- رگرسیون چند متغیره بین معدنی شدن خالص نیتروژن و پارامترهای اندازهگیری شده …………………………… 74
فصل چهارم: نتیجهگیری کلی و پیشنهادها
4-1- نتیجهگیری کلی ………………………………………………………………………………………………………………………… 75
4-1-1-آزمایش اول …………………………………………………………………………………………………………………………… 75
4-1-2-آزمایش دوم …………………………………………………………………………………………………………………………… 75
4-2- پیشنهادها ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 76
منابع ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 77
چکیده انگلیسی …………………………………………………………………………………………………………………………………. 88
ده
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل1-1- محیط خاک ……………………………………………………………………………………………………………………………… 3
شکل1-2- تغییرات کربن و نسبت کربن به نیتروژن با عمق ………………………………………………………………………………… 5
شکل1-3- نمودار اثر خشک شدن بر نیتروژن معدنی شده، نیتروژن توده زنده میکروبی و تنفس میکروبی تجمعی ………. 10
شکل1-4- اثر خشک شدن بر ساختار جمعیت میکروبی خاک …………………………………………………………………………. 10
شکل1-5- چرخههای بیوژئوشیمیایی کربن و نیتروژن در خاکها ……………………………………………………………………… 12
شکل1-6- تاثیر چرخههای خشک و مرطوب شدن بر میانگین وزنی قطر خاکدانهها …………………………………………….. 14
شکل1-7- تاثیر وضعیتهای متفاوت رطوبتی بر شدت تنفس و دی اکسید کربن تجمعی ………………………………………. 15
شکل1-8- تاثیر چرخههای خشک و مرطوب شدن بر کربن معدنی شده تجمعی و شدت معدنی شدن کربن ……………… 16
شکل 1-9- تاثیر چرخههای خشک و مرطوب شدن بر نیتروژن معدنی خاک ………………………………………………………. 17
شکل1-10- تاثیر درختان بر خاک ………………………………………………………………………………………………………………. 19
شکل1-11- نمودار همبستگی کربن تودهی زندهی میکروبی و کربن آلی خاک در سه کاربری جنگل، مرتع و کشاورزی21
شکل1-12- چرخهی آب در جنگل و جنگل تخریب شده ………………………………………………………………………………. 23
شکل1-13- چرخهی نیتروژن در جنگل و جنگل تخریب شده …………………………………………………………………………. 23
شکل1-14- مقدار نیتروژن و کربن تودهی زندهی میکروبی در خاکهای کشاورزی و جنگل ……………………………….. 24
شکل1-15- مقدار تنفس در خاکهای کشاورزی و جنگل …………………………………………………………………………….. 25
شکل2-1- منطقهی مورد مطالعه بر روی نقشه ………………………………………………………………………………………………… 28
شکل2-2- تصاویر منطقه ………………………………………………………………………………………………………………………….. 29
یازده
شکل2-3- نمودار وضعیت آب و هوایی منطقه ………………………………………………………………………………………………. 29
شکل3-1- میانگینهای اثر متقابل کاربری و تیمارهای رطوبتی برای سرعت فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون ………………. 40
شکل3-2- میانگینهای اثر متقابل کاربری و تیمارهای رطوبتی برای فرایند آمونیفیکاسیون ……………………………………. 41
شکل3-3- میانگینهای اثر متقابل کاربری و تیمارهای رطوبتی برای فرایند نیتریفیکاسیون …………………………………….. 41
شکل3-4- میانگینهای اثر متقابل کاربری و تیمارهای رطوبتی برای معدنی شدن نیتروژن ………………………………………. 42
شکل 3-5- نمودار آنالیز فاکتورها برای فرایندهای اندازهگیری شده در خاکهای جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده …. 43
شکل3-6- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با استفاده از فرایند نیتریفیکاسیون و سرعت فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون در خاکهای جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده …………………………………………………………………………………………………. 44
شکل3-7- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با استفاده از فرایند معدنی شدن نیتروژن و سرعت فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون در خاکهای جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده ……………………………………………………………………….. 44
شکل3-8- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با استفاده از فرایند آمونیفیکاسیون و سرعت فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون در خاکهای جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده …………………………………………………………………………………………….. 45
شکل3-9- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با استفاده از فرایندهای آمونیفیکاسیون و نیتریفیکاسیون در خاکهای جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده …………………………………………………………………………………………………………………………. 46
شکل3-10- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با استفاده از فرایندهای آمونیفیکاسیون و معدنی شدن نیتروژن در خاکهای جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده ……………………………………………………………………………………………………………….. 46
شکل3-11- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با استفاده از فرایندهای نیتریفیکاسیون و معدنی شدن نیتروژن در خاکهای جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده ……………………………………………………………………………………………………………….. 47
شکل3-12- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با استفاده از فرایندهای آمونیفیکاسیون، نیتریفیکاسیون و معدنی شدن نیتروژن در خاکهای جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده……………………………………………………………………………………………… 47
دوازده
شکل3-13- نمودار درختی تفاوت بین واحدهای آزمایشی با کمک فرایندهای اندازهگیری شده در خاکهای جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده ………………………………………………………………………………………………………………………………… 48
شکل3-14- میانگینهای اثر متقابل فاصله خاک از تنه درخت و وضعیتهای رطوبتی برای سرعت فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 56
شکل3-15- میانگینهای اثر متقابل فاصله خاک از تنه درخت و وضعیتهای رطوبتی برای فرایند آمونیفیکاسیون ………. 57
شکل3-16- میانگینهای اثر متقابل فاصله خاک از تنه درخت و وضعیتهای رطوبتی برای نیتریفیکاسیون ………………… 58
شکل3-17- میانگینهای اثر متقابل فاصله خاک از تنه درخت و وضعیتهای رطوبتی برای فرایند معدنی شدن نیتروژن .. 60
شکل 3-18- نمودار آنالیز فاکتورها برای فرایندهای اندازهگیری شده در خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….61
شکل3-19- تحلیل تبعیضی خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت، با استفاده از فرایندهای آمونیفیکاسیون، نیتریفیکاسیون و معدنی شدن نیتروژن …………………………………………………………………………………………………………… 61
شکل3-20- تحلیل تبعیضی خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت، با استفاده از فرایندهای آمونیفیکاسیون و نیتریفیکاسیون ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 62
شکل3-21- تحلیل تبعیضی خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت، با استفاده از فرایندهای آمونیفیکاسیون و معدنی شدن نیتروژن ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 62
شکل3-22- تحلیل تبعیضی خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت، با استفاده از فرایندهای نیتریفیکاسیون و معدنی شدن نیتروژن ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 63
شکل3-23- تحلیل تبعیضی خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت، با استفاده از سرعت فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون و فرایند آمونیفیکاسیون ………………………………………………………………………………………………………… 64
شکل3-24- تحلیل تبعیضی خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت، با استفاده از سرعت فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون و فرایند معدنی شدن نیتروژن …………………………………………………………………………………………………. 64
شکل3-25- تحلیل تبعیضی خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت، با استفاده از سرعت فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون و فرایند نیتریفیکاسیون ………………………………………………………………………………………………………….. 65
سیزده
شکل3-26- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با استفاده از سرعت فرایند آرجینین آمونیفیکاسیون و فرایند نیتریفیکاسیون در خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت …………………………………………………………………………………… 66
شکل3-27- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با استفاده 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 استفاده 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 استفاده ازفرایندهای آمونیفیکاسیون و نیتریفیکاسیون در خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت …………………………………………………………………………………………………………….. 68
شکل3-30- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با استفاده ازفرایندهای آمونیفیکاسیون و معدنی شدن نیتروژن در خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت …………………………………………………………………………………………………… 68
شکل3-31- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با استفاده ازفرایندهای نیتریفیکاسیون و معدنی شدن نیتروژن در خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت …………………………………………………………………………………………………… 69
شکل3-32- تحلیل تبعیضی تیمارهای رطوبتی با استفاده 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 اندازهگیری 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 اندازهگیری شده در خاکهای جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده ………………… 36
جدول3-5- اثر کاربری خاک بر فرایندهای اندازهگیری شده ………………………………………………………………………….. 38
جدول3-6- اثر تیمارهای رطوبتی بر فرایندهای اندازهگیری شده در خاکهای جنگل بلوط طبیعی و تخریب شده ……… 40
جدول3-7- ضرایب همبستگی بین فرایندهای اندازهگیری 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 اندازهگیری 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 اندازهگیری شده در خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….55جدول3-14- ضرایب همبستگی بین فرایندهای اندازهگیری شده در خاکهای جنگل بلوط با فواصل متفاوت از تنه درخت…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….60
جدول3-15- ضرایب همبستگی فرایندهای اندازهگیری شده با برخی خصوصیات خاکها ……………………………………. 73
جدول3-16- رگرسیون چند متغیره بین آرجینین آمونیفیکاسیون و پارامترهای اندازهگیری شده ………………………………. 74
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 میکند. 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 میتواند 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 اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که بین تیمارهای رطوبتی در فرایندهای اندازهگیری شده تفاوت معنیدار وجود دارد. در هر دو آزمایش، بیشترین مقدار فراورده فرایندهای اندازهگیری 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 اندازهگیری 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 اندازهگیری 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
[یکشنبه 1398-07-28] [ 09:06:00 ب.ظ ]
|