SUPERVISOR
Mohammad Iravani,Mohammad-Ali Hajabbasi,Mohammad Reza Mosaddeghi
مجید ایروانی (استاد مشاور) محمدعلی حاج عباسی جورتانی (استاد راهنما) محمدرضا مصدقی (استاد مشاور)
STUDENT
Nazanin Salehi kahrizsangi
نازنین صالحی کهریزسنگی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
TITLE
Effect of Fire Intensity on Some Physicochemical Properties of Two Different Textured Rangeland Soils
Fire has been used as a management tool since ancient times. It causes important changes to physicochemical properties of soil and in this respect fire intensity plays a significant role. This study was conducted to investigate the effect of different fire intensities caused by three different fuel levels (500, 1000 and 2000 g/m 2 ), two pasture species (Astragalus adscendens and Astragalus gossypinus) on selected physical, chemical, biological and hydraulic properties on two rangeland soils with different textures (loamy -sand and sandy -loam) under the controlled situatiohy;. Soil samples were collected from a 0-9 cm layer of two rangeland soils by randomized method with four replicates, using trays with dimensions of 20×30 cm and a height of 9 cm . After performing fire, soil samples were collected by cylinders with volume of 100 cm 3 from the center part of each tray to measure the bulk density, water repellency, saturated hydraulic conductivity and soil water characteristics curve. Furthermore, some soil samples were collected from 2 cm of surface soil trays for measuring some physical, chemical and biological properties of soil. Results indicated that the surface temperature of the soil increased by increasing the fire intensity and this depends on the types of plants residues to be burned. For this reason, the residue of Astragalus gossypinus produces more heat . By increasing the fire intensity, a significant increment in the amounts of pH, electrical conductivity, mean weight diameter, soil-water contact angle, total nitrogen, available potassium, available phosphorus and soluble sodium compared to the control samples (unburned ones) was observed. The types of the soil and burned plant residues have an important role on increasing some of these properties. The interaction between treatments and species resulted in significant differences in some parameters. As soil organic matter content in the 2000 g/m 2 fuel level of Astragalus adscendens was significantly greater than that of the control (from 2.15% in control to 2.66% in 2000 g/m 2 treatment), while in the other fuel levels of both species, the soil's organic matter demonstrates no significant difference with the control. Increment of total nitrogen and decrement of C/N ratio which are related to high fire intensities caused increasing the soil's basic respiration. For the water repellency index, when 2000 g/m 2 of Astragalus gossypinus burned, a lot of heat was produced so residues were burned completely and changed to the ash form which has a high water absorption. Increment of fire intensity caused an increase in the soil aggregates stability and soil hydraulic conductivity. This is due to the accumulation of water repellent materials on aggregates which blocked water movements and infiltration. This study showed that based on soil and plant type and amount of covering fire caused different influences, thus prior to using it as a management tool, all these factors should be considered. Keywords: Fire intensity, Soil water repellency, Microbial respiration, Soil water characteristics curve, Soil hydraulic conductivity, Astragalus adscendense, Astragalus gossypinus
استفاده از آتش به عنوان یک ابزار مدیریتی در مزارع از زمان های قدیم مرسوم بوده است . آتش سوزی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک را شدیداً تغییر داده و شدت آتش سوزی نقش به سزایی را در ایجاد این تغییرات ایفا می کند . از این رو این پژوهش با هدف بررسی تأثیر شدت های مختلف آتش سوزی ناشی از 3 سطح بار hy;سوخت 500، 1000 و 2000 گرم بر متر مربع از 2 نوع گیاه گون گزی و گون کتیرایی بر برخی ویژگی های فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و هیدرولیکی دو خاک مرتعی با بافت های متفاوت شن - لومی و لوم - شنی در شرایط آزمایشگاهی صورت گرفت . نمونه های خاک از لایه ی 0-9 سانتی متری دو مرتع ، به روش تصادفی و با 4 تکرار ، توسط سینی هایی با ابعاد 20×30 سانتی متر و ارتفاع 9 سانتی متر ، تهیه شد . پس از اعمال تیمار های آتش سوزی نمونه های دستنخورده توسط سیلندر هایی با حجم 100 سانتی متر مکعب از مرکز هر یک از سینی ها به منظور اندازه گیری پارامتر های چگالی ظاهری، آب گریزی، هدایت هیدرولیکی اشباع و منحنی مشخصه رطوبتی خاک، تهیه شدند . هم چنین نمونه های دست خورده از 2 سانتی متری سطح سینی های محتوی خاک تهیه و به منظور اندازه گیری برخی پارامتر های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی استفاده شدند . نتایج نشان داد که دمای سطح خاک با افزایش شدت آتش سوزی افزایش یافت و میزان افزایش آن بسته به نوع بقایای سوزانده شده متفاوت بود به طوری که بقایای گون کتیرایی در اثر سوختن گرمای بیش تری را آزاد کردند . مقادیر pH، رسانایی الکتریکی، میانگین وزنی قطر خاک دانه، زاویه تماس آب hy;- خاک، نیتروژن کل، پتاسیم قابل جذب، فسفر قابل جذب و سدیم محلول با افزایش شدت آتش سوزی نسبت به نمونه ی شاهد (بدون آتش سوزی)، افزایش معنی داری یافتند که نوع خاک و نوع بقایای سوزانده شده نقش مهمی را در میزان افزایش برخی از این پارامتر ها ایفا کردند . تأثیر بر هم کنش تیمار و گیاه بر مواد آلی خاک معنی دار بود به طوری که در سطح سوخت 2000 گرم بر متر مربع از گیاه گون گزی میزان مواد آلی خاک افزایش معنی داری نسبت به شاهد یافت (از 15/2 در نمونه ی شاهد به 66/2 % در تیمار 2000 گرم بر متر مربع رسید) . در حالی که میزان مواد آلی خاک در سایر سطوح سوختی از هر دو گیاه، تفاوت معنی داری با نمونه ی بدون آتش سوزی نشان ندادند . افزایش میزان نیتروژن کل و کاهش نسبت C/N در اثر افزایش شدت آتش سوزی سبب افزایش میزان تنفس میکروبی پایه خاک شد . مطابق این پژوهش شاخص آب گریزی با افزایش شدت آتش سوزی الزاماً افزایش نمی یابد به طوری که در اثر سوختن سطح سوخت 2000 گرم بر متر مربع از گیاه گون کتیرایی و در نتیجه تولید گرمای زیاد، بقایا کاملاً می سوزند و تبدیل به خاکستری می شوند که جذب آب زیادی دارد . افزایش شدت آتش سوزی سبب افزایش پایداری خاک دانه های خاک شد . نتایج نشان داد که با افزایش شدت آتش سوزی، هدایت هیدرولیکی خاک در نتیجه ی حضور مواد آب گریز روی خاک دانه ها و جلوگیری از نفوذ و حرکت آب، کاهش یافته است . بر اساس این پژوهش، آتش سوزی بسته به نوع خاک، نوع پوشش گیاهی و مقدار پوشش گیاهی، پیامد های متفاوتی را به دنبال دارد . بنابر این توجه به این موارد پیش از استفاده از آتش به عنوان یک ابزار مدیریتی بسیار دارای اهمیت است . واژه های کلیدی : شدت آتش سوزی، آب گریزی خاک، تنفس میکروبی، منحنی مشخصه رطوبتی، هدایت هیدرولیکی خاک، گون گزی، گون کتیرایی