بررسی اثر کیفیت بقایای گیاهی بر روند معدنی شدن نیتروژن در خاک در شرایط رطوبتی متفاوت

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 7، دوره 9، شماره 3 - شماره پیاپی 33، مهر 1396، صفحه 794-804   

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v9i3.51332

نویسندگان

الهه برومند رضازاده¹؛ علیرضا کوچکی^{* 1}؛ پرویز رضوانی مقدم¹؛ مهدی نصیری محلاتی¹؛ امیر لکزیان²

¹گروه زراعت و اصلاح و نباتات، دانشـکده کشـاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، ایران.

²گروه علوم خاک ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

به‌منظور بررسی روند تغییرات نیتروژن معدنی در خاک و چگونگی تأثیرپذیری آن از میزان رطوبت خاک و کیفیت بقایای گیاهی اضافه شده، تحقیقی در دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در قالب طرح اسپلیت پلات در زمان بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار به اجراء درآمد. بقایای گیاهی شامل گندم (Triticum aestivum L.)، کلزا (Brassica napus L.)، ذرت (Zea mays L.)، سویا (Glycin max L.) و پنبه (Gossypium hirsutum L.) بود و از خاک بدون بقایا نیز به عنوان شاهد استفاده شد. رطوبت خاک شامل سه سطح30، 60 و 100 درصد ظرفیت زراعی بود. در این مطالعه از روش کیسه لاشبرگ استفاده شد و نمونه‌برداری در طی زمان با فواصل 10، 20، 50، 90، 140، 190، 240، 290، 340 و 390 روز پس از شروع آزمایش صورت گرفت. نتایج نشان داد که کیفیت بقایا تأثیر به‌سزایی بر میزان نیتروژن معدنی خاک داشت و افزودن بقایای گیاهی سبب غیرمتحرک شدن آن شد. همچنین نیتروژن معدنی در خاک دارای بقایای گیاهی در ابتدای آزمایش (50-10 روز اول بسته به نوع بقایا) کاهش و سپس افزایش یافت. میزان غیرمتحرک شدن نیتروژن در خاک دارای بقایای گندم و پنبه (با نسبت کربن به نیتروژن بالاتر) بیش از بقایای سایر گیاهان بود. در هیچ یک از خاک‌های دارای بقایای گیاهی، معدنی شدن خالص نیتروژن مشاهده نگردید و بالاترین میزان نیتروژن معدنی مربوط به خاک شاهد بدون بقایا بود. رطوبت خاک نیز به عنوان یکی از عوامل مهم تعیین‌کننده میزان تجزیه بقایا و فعالیت زیست‌توده میکروبی، معدنی شدن نیتروژن را تحت تأثیر قرار داد، به نحوی‌که با افزایش رطوبت خاک میزان نیتروژن معدنی نیز افزایش نشان داد.

کلیدواژه‌ها

ظرفیت زراعی؛ غیرمتحرک شدن؛ کیسه لاشبرگ؛ نسبت C:N

مراجع

Abiven, S., Recous, S., Reyes, V., and Oliver, V. 2005. Mineralisation of C and N from root, stem and leaf residues in soil and role of their biochemical quality. Biology and Fertility of Soils 42: 119–128.

Ajwa, H.A., and Tabatabai, M.A. 1994. Decomposition of different organic materials in soils. Biology and Fertility of Soils 18: 175–182.

Amador, J.A., Görres, J.H., and Savin, M.C. 2005. Role of soil water content in the carbon and N dynamics of Lumbricus terrestris L. burrow soil. Applied Soil Ecology 28: 15–22.

Ambus, P., and Jensen, E.S. 2001. Crop residue management strategies to reduce N losses-interaction with crop N supply. Communications in Soil Science and Plant Analysis 32: 981–996.

Azam, F., Simmons, F.W., and Mulvaney, R.L. 1993. Mineralization of N from plant residues and its interaction with native soil N. Soil Biology and Biochemistry 25: 1787-1792.

Azam, F., Sajjad, M.H., Lodhi, A., and Qureshi, R.M. 2005. Changes in forms of N During decomposition of leguminous/non-leguminous plant residues in soil and fate of 15N-labelled fertilizer applied to wheat (Triticum aestivum L.). Asian Journal of Plant Sciences 4: 392-400.

De Neve, Hartmann, R., and Hofman, G. 2003. Temperature effects on N mineralizing: changes in soil solution composition and determination of temperature coefficients by TDR. European Journal of Soil Science 54: 49–61.

Fosu, M., Kühne, R.F., and Vlek, P.L.G. 2007. Mineralization and microbial biomass dynamics during decomposition of four leguminous residues. Journal of Biological Sciences 7: 632-637.

Franzlubbers, K., R.W. Weaver, Juo, A.S.R., and A.J. Franzluebbers. 1994. Carbon and nitrogen mineralization from cowpea plants part decomposing in moist and in repeatedly dried and wetted soil. Soil Biology and Biochemistry 26: 1379–1387.

Green, C.J., and Blackmer, A.M. 1995. Residue decomposition effects on nitrogen availability to corn following corn or soybean. Soil Science Society of America Journal 59: 1065–1070.

Hemwong, S., Cadisch, G., Toomsan, B., Limpinuntana, V., Vityakon, P., and Patanothai, A. 2008. Dynamics of residue decomposition and N2 fixation of grain legumes upon sugarcane residue retention as an alternative to burning. Soil and Tillage Research 99: 84–97.

Henriksen, T.M., and Breland, T.A. 1999. Evaluation of criteria for describing crop residue degradability in a model of carbon and nitrogen turnover in soil. Soil Biology and Biochemistry 31: 1135-1149.

Ibewiro, B., Sanginga, N., Vanlauwe, B., and Merckx, R. 2000. Nitrogen contributions from decomposing cover crop residues to maize in a tropical derived savanna. Nutrient Cycling in Agroecosystems 57: 131-140.

Kara, E.E. 2000. Effects of some plant residues on nitrogen mineralization and biological activity in soils. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 24: 457-460.

Knoepp, J.D., and Swank, W.T. 2002. Using soil temperature and moisture to predict forest soil nitrogen mineralization. Biology and Fertility of Soils 36: 177–182.

Mary, B., Recous, S., Darwis D., and Robin, D. 1996. Interactions between decomposition of plant residues and nitrogen cycling in soil. Plant and soil 181: 71-82.

Mendham, D.S., Kumaraswamy, S., Balasundaran, M., Sankaran, K.V., Corbeels, M., Grove, T.S., O’Connell A.M., and Rance, S.J. 2004. Legume cover cropping effects on early growth and soil nitrogen supply in eucalypt plantations in south-western India. Biology and Fertility of Soils 39: 375–382.

Nicolardot, B., Fauvet, G., and Cheneby, D. 1994. Carbon and nitrogen cycling through soil microbial biomass at various temperatures. Soil Biology and Biochemistry 26: 253–261.

Nicolardot, B., Recous, S., and Mary, B. 2001. Simulation of C and N mineralization during crop residue decomposition: a simple dynamics model based on the C:N ratio of the residue. Plant and Soil 228: 83–103.

Nicolardot, B., Bouziri, L., Bastian, F., and Ranjard, L. 2007. A microcosm experiment to evaluate the influence f location and quality of plant residues on residue decomposition and genetic structure of soil microbial communities. Soil Biology and Biochemistry 39: 1631-1644.

Palm, C.A., Gachengo, C., Delve, R., Cadisch, G., and Giller, K.E. 2001. Organic inputs for soil fertility management in tropical agroecosystems: application of an organic resource database. Agriculture, Ecosystems and Environment 83: 27–42.

Raiesi, F. 2006. Carbon and N mineralization as affected by soil cultivation and crop residue in a calcareous wetland ecosystem in Central Iran. Agriculture, Ecosystems and Environment 112: 13–20.

Sakala, W.D., Cadisch, G., and Giller, K.E. 2000. Interactions between residues of maize and pigeonpea and mineral N fertilizers during decomposition and N mineralization. Soil Biology and Biochemistry 32: 679-688.

Sierra, J. 1997. Temperature and soil moisture dependent of N mineralization in intact soil cores. Soil Biology and Biochemistry 29: 1557–1563.

Soon, Y.K., and Abboud, S. 2002. Comparision of the decomposition and N and P mineralization of canola, pea and wheat residues. Biology and Fertility of Soils 36: 1017-1026.

Stark, J.M., and Firestone, M.K. 1996. Kinetic characteristics of ammoniumoxidizer communities in a California oak woodland-annual grassland. Soil Biology and Biochemistry 28: 1307–1317.

Wang, C., Wan, S., Xing, X., Zhang, L., and Han, X. 2006. Temperature and soil moisture interactively affected soil net N mineralization in temperate grassland in Northern China. Soil Biology and Biochemistry 38: 1101–1110.

Zaccheo, P., Cabassia, G., Riccab, G., and Crippaa, L. 2002. Decomposition of organic residues in soil: experimental technique and spectroscopic approach. Organic Geochemistry 33: 327–345.