SUPERVISOR
مژگان سپهری (استاد مشاور) فرشید نوربخش (استاد راهنما)
STUDENT
Tahereh Mansouri
طاهره منصوری
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
TITLE
A Standford & Smith Approach to Evaluate Soluble Organic Nitrogen in Residue- Amended Soils
Most parts of Iran are located in the arid to semi arid region of the world. Therefore, lack of adequate water resulted in shortage of vegetation. This has resulted in low amounts of plant residues incorporated into the soil and hence low soil organic matter content. Nitrogen deficiency is predominantly observed in the arid to semi arid regions of the world because N is mostly concentrated in soil organic matter. Nitrogen deficiency on the other hand is one of the most important limiting factors in agroecosystems and therefore, legumes may play a key role in fixation and incorporation of N into soil and food chains. This is why legumes are recognized as an effective ecosystem component which may provide the soil food web with N and therefore can contribute to soil fertility improvement. Legume residues can potentially be considered as sources of soil N. The Nitrogen content of the plant residues are mostly in organic forms. Some of the organic forms of N can be dissolved in the soil water followed by incorporation in the soil. Soluble or insoluble forms of organic N are subjected to the N mineralizations which take place by the heterotrophic soil population. The objective of this study was to investigate the effects of legume residue application on the release of soluble inorganic and organic N in soil. For this purpose, two soil types were collected from 0-15 cm of Shervedan and Chelvan. The residues of sainfoin( Onobrychis viciifolia ), clover ( Trifolium repens ) and alfalfa ( Medicago sativa. L ) were dried paassed through 1-mm sieve and kept in the refrigerator. The plant residues were applied to the soils at the rate of 10 g kg-1 soil. control treatments (without application of the plant residues) were also considered for both soils. Stanford and Smith leaching columns were prepared for both residue-applied and control soils with three replications. The soils were kept in incubator for 20 weeks and the released inorganic and organic N was measured at different time intervals. Results indicated that application of the plant residues has resulted in soluble organic and inorganic N. Expectedly, the release of inorganic N was conformed to an exponential (first-order kinetic) model. In contrast, none of the treatments showed exponential increasing trend in the soluble organic N. In all of the time intervals, alfalfa residues brought about greater amounts of inorganic N. The lowest amount of inorganic N was observed in the clover-applied soils. The potentially mineralizable N was lowest in the control soils. The amount of N mineralized at the end of incubation was significantly correlated with the potentially mineralizable N (r = 0.6, P 0.001) and initial potential rates of N mineralization (r = 0.9, P 0.001). The soluble organic N was increasingly increased by time. In the Shervedan soil, the soluble organic N was equal among the treatments while, in the Chelvan, alfalfa-treated soils possessed the lowest amounts of soluble organic N. In both soils, the final concentrations of soluble organic and inorganic N were negatively associated (In the Shervedan soil r = 0.63, P 0.05 and in the Chelvan r = 0.6, P 0.05). Moreover, the soluble organic N was also negatively correlated with initial potential rates of N mineralization (In the Shervedan soil r = 0.58, P 0.05 and in the Chelvan r = 0.65, P 0.05).
قسمت عمده ی کشور ما در اقلیم خشک و نیمه خشک قرار گرفته و نبود پوشش گیاهی کافی سبب بازگشت مقدار اندک بقایای گیاهی به خاک و در نتیجه کمبود مواد آلی خاک و کاهش نیتروژن آن گردیده است. در بسیاری از اکوسیستم های کشاورزی کمبود نیتروژن مهم ترین عامل محدودکننده ی تولید است. لگوم ها می توانند نقش اساسی در به دام انداختن عناصر غذایی از جمله نیتروژن، بازچرخ آن به خاک و در نتیجه نقش قابل توجهی در حاصل خیزی خاک داشته باشند. سیستم های با ورودی کم درکشاورزی نیاز به استفاده از بقایای لگوم به عنوان منبع نیتروژنی برای گیاهان دارند. در کودهای آلی از جمله بقایای گیاهی بخش عمده ی نیتروژن در قالب مولکول های آلی قرار گرفته است که با افزودن آن ها به خاک در اثر تجزیه میکروبی، ترکیبات نیتروژن دارآن ها آزاد شده و وارد فاز محلول می شوند و به شکل نیتروژن آلی یا معدنی محلول درمی آیند، لذا هدف از این مطالعه بررسی روند تغییرات نیتروژن آلی و معدنی محلول و تاثیر پذیری روند معدنی شدن و تولید نیتروژن آلی محلول از نوع بقایای گیاهی می باشد. به این منظور از خاک سطحی (صفر تا 15 سانتی متری) دو منطقه شرودان و چلوان در استان اصفهان نمونه برداری صورت گرفت. از بقایای لگو م های اسپرس، شبدر و یونجه نیز نمونه برداری صورت گرفت. خاک های مورد مطالعه با یک درصد وزنی کربن آلی بقایای گیاهی لگوم های نا م برده تیمار شدند. نیتروژن معدنی و آلی محلول با استفاده از روش انکوباسیون-آبشویی (استنفورد و اسمیت) اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که بقایای گیاهی لگوم باعث افزایش نیتروژن آلی خاک و پتانسیل معدنی شدن نیتروژن می شوند. در تمامی تیمارها روند معدنی شدن نیتروژن آلی با زمان در تیمارهای دارای بقایای گیاهی از توزیع نمایی و معادله سینتیکی رده اول تبعیت نمود. در هر دو خاک مقدار نیتروژن معدنی شده در تمامی زمان ها در تیمار دارای بقایای یونجه بطور معنی داری از تیمارهای دارای بقایای اسپرس و شبدر و تیمار شاهد بیشتر بود و نیتروژن معدنی شده در پایان انکوباسیون (N m ) در خاک شرودان 15/1 برابر بقایای اسپرس، 33/1 برابر بقایای شبدر و 44/1 برابر تیمار شاهد بوده در خاک چلوان11/1 برابر بقایای اسپرس، 25/1 برابر بقایای شبدر و 45/1 برابر تیمار شاهد بوده است. در هر دو خاک مورد مطالعه کمترین مقدار نیتروژن معدنی شده مربوط به تیمار شبدر و بیشترین آن مربوط به تیمار حاوی یونجه می باشد. درصد نیتروژن معدنی شده در خاک شرودان از 79/3 در تیمار دارای شبدر تا 38/11 در تیمار دارای یونجه و در خاک چلوان از 51/5 در تیمار دارای شبدر تا 89/8 در تیمار دارای یونجه متغیر است. در هر دو خاک پتانسیل معدنی شدن نیتروژن (N 0 ) در تیمار شاهد بطور معنی داری کمتر از تیمارهای دارای بقایای گیاهی است. نیتروژن معدنی شده در پایان انکوباسیون همبستگی معنی داری با پتانسیل معدنی شدن نیتروژن ( *** 6/0 r=) و شاخص حاصل ضربی معدنی شدن(KN 0 ) آن ( *** 9/0 r=) نشان داد. روند تغییر تولید نیتروژن آلی محلول با زمان برخلاف نیتروژن معدنی از الگوی سینتیک رده ی اول (نمایی) تبعیت نکرد و روند زمانی افزایش آن کاهنده نبود. در خاک شرودان اختلاف معنی داری بین تیمارها از لحاظ نیتروژن آلی محلول تولید شده در پایان انکوباسیون وجود نداشت ولی در خاک چلوان در تیمار حاوی بقایای یونجه بطور معنی داری کمتر از سایر بقایا بوده و بین سایر تیمارها اختلاف معنی داری وجود نداشت. در هر دو خاک نیتروژن آلی محلول تولید شده در پایان انکوباسیون همبستگی منفی معنی داری با N m (در خاک شرودان * 63/0-r = و در خاک چلوان * 6/0-r =)و KN 0 ( در خاک شرودان * 58/0-r = و در خاک چلوان * 65/0-r = ) نشان داد. کلمات کلیدی: نیتروژن آلی محلول، معدنی شدن نیتروژن، گیاه شبدر، گیاه اسپرس، گیاه یونجه، آبشویی-انکوباسیون، روش استنفورد و اسمیت.