پاسخ تجزیه لاشبرگ های جنگلی بلوط با درجات متفاوت تجزیه پذیری به افزودن نیتروژن

STUDENT

DEGREE

YEAR

Soil ecosystems function is dependent on the development, activity and protection of soil organisms, Which in turn depends on the plants, because plants are the primary sources of organic and energy sources that support soil microbial activity. Plant residues improves soil quality by increasing microbial biomass, The recovery of organic carbon into the soil has many benefits, including improving the quality of soil, water and restoring the ecosystem functions and services. The decomposition of plant residues is largely controlled by environmental conditions, plant residue initial quality, the activity of soil microorganisms, the availability of nutrients and their interaction. Soil organic carbon sustainability depends heavily on the amount of nitrogen entering the soil and the availability of residues. Nitrogen added, increases the formation and storage of soil organic matter by improving the microbial carbon use rate. This in turn is absolutely controlled by the plant N concentration. Because carbon and nitrogen are roughly in the basic metabolic pathways, on the other hand, available nitrogen limits the production of plants in most of the terrestrial ecosystems.This research was conducted to investigate the response of biodegradation of oak litters of varying degree of decomposition to N addition under laboratory condition. For this purpose, fresh oak leaves (L0), litter with low rates of decomposition (L1), litter with medium rates of decomposition (L2) and litter with high rates of decomposition (L3) were collected from Delvara, Lordegan County. The kinetic parameters of C mineralization, net nitrogen mineralization, net soluble organic nitrogen production, microbial biomass carbon and urease the activity were measured following an incubation experiment in which two forest and deforested soils were amended with the various litters and incubated under both N amended or unamended conditions. The effects of land use, N amendment , degree of degradability and their interactions were mostly significant on kinetic parameters of C mineralization, net N mineralization, net soluble organic N production, microbial biomass carbon and urease activity . The greatest amounts of C kinetic parameters and microbial biomass were observed in the soils treated with L0. Control soils with no organic amendments resulted in the greatest amounts on N mineralized while, the highest net changes in soluble organic N were observed in N-amended L3 treatment. The greatest values of potentially mineralizable C, soil microbial biomass C, urease activity and N mineralization rate were observed in the natural oak forest whereas, the cumulated C mineralized, initial potential rate of C mineralization and the net changes in soluble organic N were detected in the deforested area. Fresh oak leaves (L0) caused the highest kinetic parameters in C mineralization. Besides, greatest values of urease activity and microbial biomass C were also found in the L0 treatments. However, N mineralization rate was more supported in the control and L3 treatments. Correlation studies revealed that kinetic parameters of C mineralization are basically associated with N mineralization as well as urease activity and microbial biomass C. Overall, our findings clearly demonstrate that N application has declined the rate of C mineralization as well as N mineralization and urease activity indicating that the adequacy of N for the soil microbial communities in the oak leave-treated soils may stunt biodegradation of the plant residues and serve more supportive environment for C sequestration. Key words : oak litter, C and N mineralization, microbial biomass carbon, urease activity.

عملکرد اکوسیستم های خاک به توسعه، فعالیت و حفاظت از زندگی جانداران خاک وابسته است، که این به نوبه ی خود به گیاهان بستگی دارد، زیرا گیاهان منبع اولیه مواد آلی و انرژی هستند که از فعالیت های میکروبی خاک حمایت و بسیاری از اکوسیستم های مهم خاک را حفظ می کنند. بقایای گیاهی با افزایش سطح میکروبی، کیفیت خاک را با افزایش کربن توده زنده میکروبی، بهبود می بخشد. بازگرداندن کربن آلی به خاک، مزایای زیادی از جمله بهبود کیفیت خاک و آب، بازسازی اکوسیستم را در پی دارد. تجزیه ی بقایای گیاهی تا حد زیادی توسط شرایط محیطی به وسیله کیفیت بقایا، موجودات زنده خاک، در دسترس بودن عناصر غذایی و اثر متقابل آنها بر یکدیگر، کنترل می شود. پایداری کربن آلی خاک به شدت به نیتروژن ورودی خاک و در دسترس بودن بقایا بستگی دارد. نیتروژن اضافه شده به وسیله بهبود بازده مصرف کربن میکروبی، تشکیل و نگه داری ماده آلی را افزایش می دهد، که آن نیز وابسته به کیفیت بقایای گیاهی می باشد. از آنجا که کربن و نیتروژن تقریباً در مسیرهای متابولیکی اساسی، همراه هم هستند، و از طرفی نیتروژن قابل جذب، تولید گیاهان را در اکثر اکوسیستم های زمینی محدود می کند، ورود نیتروژن بر چرخه بیوشیمیایی کربن و سایر عناصر مؤثر است. این پژوهش با هدف بررسی پاسخ تجزیه پذیری لاشبرگ های جنگلی بلوط با درجات مختلف تجزیه به افزودن نیتروژن انجام شد. بدین منظور، نمونه هایی شامل برگ تازه بلوط (L 0 )، لاشبرگ با درجه تجزیه کم (L 1 )، لاشبرگ با درجه تجزیه متوسط (L 2 ) و لاشبرگ با درجه تجزیه زیاد (L 3 ) از جنگل بلوط منطقه دالورا در استان چهارمحال بختیاری جمع آوری گردید. در این پژوهش پارامترهای سینتیک معدنی شدن کربن، معدنی شدن خالص نیتروژن، تغییرات خالص نیتروژن آلی محلول، کربن توده hy; زنده میکروبی و فعالیت آنزیم اوره آز از برگ و لاشبرگ های افزوده شده به خاک در شرایط عدم افزودن و افزودن نیتروژن (افزودن نیتروژن از منبع نیترات آمونیوم) در یک آزمایش انکوباسیونی 47 روزه در شرایط رطوبتی 50 درصد ظرفیت نگهداشت آب خاک و دمای 25 درجه سانتی گراد اندازه گیری شدند. کاربری اراضی، افزودن نیتروژن، لاشبرگ های با درجه ی تجزیه پذیری متفاوت و بر هم کنش بین آن ها بر معدنی شدن تجمعی کربن، پتانسیل معدنی شدن کربن و شاخص حاصل ضربی معدنی شدن کربن، معدنی شدن خالص نیتروژن، تغییرات خالص نیتروژن آلی محلول، کربن توده زنده میکروبی و فعالیت آنزیم اوره آز معنی دار بوده اند، به جز بر هم کنش کاربری اراضی و نیتروژن که بر معدنی شدن تجمعی کربن و بر هم کنش کاربری اراضی و لاشبرگ های جنگلی و بر هم کنش نیتروژن و لاشبرگ های جنگلی که بر پتانسیل معدنی شدن کربن بی اثر بوده است. بیشترین مقدار پارامترهای سینتیک معدنی شدن کربن و کربن توده زنده میکروبی در شرایط عدم افزودن و افزودن نیتروژن مربوط به برگ تازه بود. بیشترین مقدار معدنی شدن خالص نیتروژن در شرایط عدم افزودن و افزودن نیتروژن مربوط به شاهد و بیشترین مقدار تغییرات خالص نیتروژن آلی محلول در شرایط عدم افزودن نیتروژن برگ تازه و در شرایط افزودن نیتروژن لاشبرگ با درجه تجزیه کم بود. بیشترین مقدار فعالیت اوره آز در شرایط عدم افزودن نیتروژن لاشبرگ با درجه تجزیه کم و شرایط افزودن نیتروژن برگ تازه بود. بیشترین مقدار معدنی شدن تجمعی کربن، شاخص حاصل ضربی معدنی شدن کربن و تغییرات خالص نیتروژن آلی محلول در جنگل بلوط تخریب شده (تحت کشت) و بیشترین مقدار پتانسیل معدنی شدن کربن، معدنی شدن خالص نیتروژن، کربن توده زنده میکروبی و فعالیت آنزیم اوره آز در جنگل بلوط طبیعی دیده شد. بیشترین مقدار پارامترهای سینتیکی، کربن توده زنده میکروبی و فعالیت آنزیم اوره آز در بقایای برگ تازه و بیشترین مقدار معدنی شدن خالص نیتروژن در شاهد و لاشبرگ با درجه تجزیه زیاد بود. بیشترین مقدار تغییرات خالص نیتروژن آلی محلول در لاشبرگ با درجه تجزیه پذیری کم مشاهده شد. بین ویژگی های بیوشیمیایی بقایای گیاهی و پارامترهای سینتیک معدنی شدن کربن، معدنی شدن خالص نیتروژن، کربن توده hy; زنده میکروبی و فعالیت آنزیم اوره آز و نیز بین پارامترهای سینتیک معدنی شدن کربن و معدنی شدن خالص نیتروژن، تغییرات خالص نیتروژن آلی محلول، کربن توده hy; زنده میکروبی و فعالیت آنزیم اوره آز با یکدیگر همبستگی معنی داری دیده شد. نتایج نشان داد که افزودن نیتروژن باعث کاهش معدنی شدن کربن و معدنی شدن خالص نیتروژن و فعالیت آنزیم اوره آز در برگ و لاشبرگ های جنگلی شده که این امر بیانگر این است که افزایش در دسترس بودن نیتروژن باعث افزایش فراهمی نیتروژن قابل دسترسی برای میکروارگانیسم ها شده و نیاز آن ها را برای تجزیه بقایای گیاهی برای به دست آوردن عناصر غذایی کاهش داده است. واژه های کلیدی: لاشبرگ، معدنی شدن کربن، معدنی شدن نیتروژن، کربن توده زنده میکروبی، آنزیم اوره آز