مقایسه روش‌های مختلف اندازه‌گیری کربن آلی در کاربری‌های مختلف خاک‌های آهکی استان لرستان

آب و خاک

مقاله 13، دوره 34، شماره 1 - شماره پیاپی 69، فروردین 1399، صفحه 169-177   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v34i1.82568

نویسندگان

هانیه سپه وند¹؛ محمد فیضیان^{* 2}؛ رضا میرزائی تالار پشتی³؛ تورستن مولر⁴

¹دانشگاه گیلان

²خرم اباد

³دانشگاه شهید بهشتی

⁴اشتوتگارت آلمان

چکیده

آگاهی از تغییرات کربن آلی خاک (SOC) یکی از مؤلفه‌های اصلی در ارزیابی کیفیت خاک است. با توجه به ماهیت کربناتی بسیاری از خاک­های ایران، انتخاب روش مناسب اندازه­گیری کربن آلی خاک ضروری به نظر می‌رسد. هدف از این پژوهش، مقایسه روش­های مختلف اندازه­گیری مقدار کربن خاک­های آهکی در کاربری­های مختلف بود. به این منظور از منطقه رازان واقع در استان لرستان، چهار کاربری جنگل، مرتع، کشاورزی دیم و کشاورزی آبی انتخاب و از هر کاربری 10 نمونه برداشته شد. جهت اندازه­گیری مقدار کربن آلی و معدنی در خاک­ها از روش ارائه شده توسط دارمشتات (2016) استفاده شد. روش­های والکلی-بلک (WB) و LOI برای اندازه­گیری مقادیر کربن آلی انتخاب و نتایج آن­ها با روش احتراق خشک به عنوان یک روش استاندارد مقایسه گردید. نتایج نشان داد که در مقایسه بین کاربری­ها، کاربری جنگل بیشترین مقدار کربن و نیتروژن آلی و کمترین مقدار کربن غیر آلی را دارا بود. مقادیر SOC به دست آمده به روش WB و LOI و مقایسه آن­ها با روش احتراق خشک، نشان داد که روش WB نتایج نزدیک­تری را با روش احتراق خشک داشته است. این مطالعه وجود همبستگی قوی ما بین SOCWB، SOCCN و SOCLOI را با کاربرد دمای °C350 به مدت 16 ساعت در خاک­های آهکی استان لرستان را نشان داد. در این مطالعه همچنین استفاده از روش ترکیبی سوزاندن و آنالیز با دستگاه CN، به عنوان یک جایگزین مناسب برای تیمار با اسید در خاک­های آهکی، معرفی می­شود.

کلیدواژه‌ها

خاکهای آهکی؛ روش احتراق خشک؛ روش LOI؛ روش والکلی بلک

مراجع

1- Abella S., and Zimmer B. 2007. Estimating organic carbon from loss-on-ignition in northern Arizona forest soils. Soil Science Society of America Journal 71: 545–550.

2- Ayoubi S., Khormali F., Sahrawat K.L., and Rodrigues de Lima A.C. 2011. Assessing Impacts of Land Use Change on Soil Quality Indicators in a Loessial Soil in Golestan Province, Iran. Agricultural Science and Technology 13: 727-742. (In Persian)

3- Beaudoin A. 2003. A comparison of two methods for estimating the organic content of sediments. Journal of Paleolimnology 29: 387–390.

4- Boden VDLUFA-Verlag, Darmstadt. 2016. Determination of organic carbon by combustion and gas analysis. In: Handbook of Agricultural Methods of Experimental and Investigation (VDLUFA-Methodenbuch) (In German).

5- Byers S.C., Mills E.L., and Stewart P.L. 1978. A comparison of methods of determining organic carbon in marine sediments, with suggestions for a standard method. Hydrobiologia 58: 43–47.

6- Celik I. 2005. Land-use effects on organic matter and physical properties of soil in a southern Mediterranean highland of Turkey. Soil and Tillage Research 83: 270-277.

7- Conyers M.K., Poile G.J., Oates A.A., Waters D., and Chan K.Y. 2011. Comparison of three carbon determination methods on naturally occurring substrates and the implication for the quantification of ‘soil carbon’. Soil Research 49: 27–33.

8- De Vos B., Lettens S., Muys B., and Deckers J.A. 2007. Walkley–Black analysis of forest soil organic carbon: recovery, limitations and uncertainty. Soil Use and Management 23: 221–229.

9- Eswaran H., Reich P.F., Kimble J.M., Beinroth F.H., Padmanabhan E. et al. 2000. Global carbon stocks. In: R L, Kimble JM, Eswaran H, Stewart BA, editors. Global climate change and pedogenic carbonates. Boca Raton, FL: Lewis Publishers, 15–27.

10- Fang X., Xue Z., Li B., and An S. 2012. Soil organic carbon distribution in relation to land use and its storage in a small watershed of the Loess Plateau, China. Catena 88: 6-13.

11- Hajabbasi M.A., Jalalian A., and Karimzadeh H.R. 1997. Deforestation effects on soil physical and chemical properties, Lordegan, Iran. Plant Soil 190: 301-308.

12- ISO 10694. 1995. Soil quality. Determination of organic and total carbon after dry combustion (elementary analysis). International Organization for Standardization. Geneva.

13- Khatirpasha N., Hojjati S.M., Pourmajidiyan M.R., and Asadiyan M. 2018. Impact of land use change on physical, chemical and biological soil properties in the Qalek forest-Ghaemshahr city. Water and Soil Conservation 24: 211-225. (In Persian with English abstract)

14- Khormeli F., Abtahi A. and Stoops G. 2006. Micromorphology of Calcitic Features in Highly Calcareous Soils of Fars Province, Southern Iran. Catena 132: 31-46.

15- Kiyani F., Jalalian A., Pashaii A., and Khademi H.Y. 2006. Effect of Deforestation, degraded lands Murat on loess soil quality indicators in Golestan Province. Journal of Soil and Water Sciences, Science and Technology of Agriculture and Natural Resources 11: 453-463. (In Persian)

16- Kolahchi N., Zahedi Amiri GH., and Khorasani N. 2008. Carbon sequestration in shrubs, perennial grasses and soil in closed range (Heidare) of Hamedan. Pajouhesh and Sazandegi 80: 18 -25. (In Persian with English abstract)

17- Lettens S., Van Orshoven J., van Wesemael B., De Vos B., and Muys B. 2005. Stocks and fluxes of soil organic carbon for landscape units in Belgium derived from heterogeneous data sets for 1990 and 2000. Geoderma 127: 11-23.

18- McKeague J. 1976. Manual of soil sampling and methods of analysis. Land Resource Research Inst., Res. Br. Agriculture Canada, Ottawa, Canada.

19- Nelson D.W., and Sommers L.E. 1982. Total carbon, organic carbon and organic matter. In: Page, AL, editor. Methods of soil analyses. Chemical and microbiological properties. Madison (WI): ASA Monograph, P: 539–579.

20- Nelson D.W., Sommers L.E., Sparks D., Page A., Helmke P. et al., 1996. Total carbon, organic carbon, and organic matter. Methods of soil analysis Part 3- Chemical Methods, 961–1010.

21- Niu X., and Duiker S. 2006. Carbon sequestration potential by afforestation of marginal agricultural land in the Midwestern U.S. Forest Ecology and Management 223: 415–427.

22- Owliaie H.R., Abtahi A., and Heck R.J. 2006. Pedogenesis and Clay Mineralogical Investigation of Soils Formed on Gypsiferous and Calcareous Materials, on a Transect, Southwestern Iran. Geoderma 134: 62-81.

23- Pribyl D.W. 2010. A critical review of the conventional SOC to SOM conversion factor. Geoderma 156: 75–83.

24- Schimel D., Enting I.G., Heimann M., Wigley T. M. L., Raynaud D., Alves D., and Siegenthaler U. 1995. CO2 and the carbon cycle. In: Climate Change. 1994. Radiative Forcing of Climate Change and an Evaluation of IPCC IS92 Emission Scenarios. Houghton, J. T., Meira Filho, L. G., Bruce, J., Lee, H., Callander, B. A., Haites, E., Harris, N and Maskell, K (eds). Cambridge University Press. Cambridge. England. pp: 35-71.

25- Sleutel S., De Neve S., Singier B., and Hofman G. 2007. Quantification of organic carbon in soils: A comparison of methodologies and assessment of the carbon content of organic matter. Communications in Soil Science and Plant Analysis 38: 2647–2657.

26- Sperow M., Eve M., and Paustian K. 2003. Potential soil C sequestration on U.S. agricultural soils. Climate Change 57: 319–339.

27- Szava-Kovats R. 2009. Re-analysis of the Relationship between Organic Carbon and Loss-on-Ignition in Soil. Communications in Soil Science and Plant Analysis 40: 2712–2724.

28- Varamesh S., Hosseini S.M., Abdi N., and Akbarinia M. 2010. Increment of soil carbon sequestration due to forestation and its relation with some physical and chemical factors of soil. Iranian Journal of Forest 2: 25-35. (In Persian with English abstract)

29- Walkley A. 1974. A critical examination of a rapid method for determining organic carbon in soils- effect of variations in digestion conditions and inorganic soil constituents. Soil Science 63: 251–264.

30- Walkley A., and Black I.A. 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science 37: 29–38.

31- Wang X., Wang J., and Zhang J. 2012. Comparisons of three methods for organic and inorganic carbon in calcareous soils of Northwestern China. PLOS ONE 7:1-6.

32- Wang X.J., and Smethurst P.J. 1996. Herbert A M. Relationships between three measures of organic matter or carbon in soils of eucalypt plantations in Tasmania. Australian Journal of Soil Research 34: 545–553.

33- Wang Y.Q., Zhang X.C., Zhang J.L., and Li S.J. 2009. Spatial variability of soil organic carbon in a watershed on the Loess Plateau. Pedosphere 19: 486–495.

34- Zhong B., and Xu Y.J. 2009. Topographic Effects on Soil Organic Carbon in Louisiana Watersheds. Environmental Management 43: 664-672.