تأثیر واحدهای لندفرم بر توزیع فراوانی و تغییرات مکانی ویژگی‌های بیولوژیکی خاک در دشت تبریز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند

2 دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

3 دانشکده کشاورزی دانشگاه شاهد

چکیده

این مطالعه با هدف ارزیابی توزیع فراوانی و تغییرات مکانی ویژگی­های بیولوژیکی خاک سطحی در داخل و بین لندفرم­های مختلف تپه، دشت دامنه­ای، دشت آبرفتی رودخانه­ای، دشت و اراضی پست دشت تبریز در شمال غرب ایران انجام شد. در این مطالعه نمونه­برداری از خاک  جهت اندازه­گیری چهار ویژ­گی بیولوژیکی به همراه کربن آلی و واکنش خاک برای 98 نقطه و به صورت شبکه­ای با فاصله 1000 متر با توجه به تغییرات خاک انجام شد.توزیع فراوانی متغیرهای خاک نشان داد که ویژ­گی­های بیولوژیکی خاک از توزیع فراوانی نرمال برخوردار نبوده و پس از تبدیل لگاریتمی، نرمال گردیدند. درمتغیرهای کربن بیوماس وسهم میکروبیتبدیل داده­هابا استفاده از تابع­های لگاریتمی هر چند در کاهش ارزش چولگی مؤثر بود اما توزیع فراوانی همچنان غیرنرمال باقی ماند.تفکیک نمونه­ها در واحدهای لندفرم باعث بهبود نرمال بودن توزیع داده­ها گردید، به طوریکهاین پارامترها در تمام لند­فرم­ها  به جز دشت نرمال شدند. در بین متغیرهایاندازه­گیری شده، کربن آلی و تنفس میکروبی وابستگی مکانی متوسط داشتند. کسر متابولیکی و سهم میکروبی بدون وابستگی مکانی و واکنش خاک از وابستگی مکانی قوی برخوردار بودند. نتایج نشان می­دهد که وابستگی مکانی خصوصیات بیولوژیکی خاک بیشتر تحت تأثیر عوامل غیرذاتی و مدیریتی مانند نوع کاربری، شخم و آبیاری می­باشد. متغیرهای بیولوژیکی به شدت تحت تأثیر مقیاس بوده و با بزرگتر شدن مقیاس وابستگی مکانی قوی­تری را نشان دادند. هم­چنین تغییرپذیری ویژ­گی­های مورد مطالعه نتیجه تغییر در محیط­های رسوب­گذاری و یا اختلاف در مراحل خاکسازی یا هیدرولوژیکی برای موقعیت­های مختلف لندفرم می­باشد.  

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Different Landforms on Spatial Variability and Frequency Distribution of Soil Biological Properties in Tabriz Plain

نویسندگان [English]

  • H Froughifar 1
  • AA Jafarzadah 2
  • H Torabi Gelsefidi 3
  • N Aliasgharzadah 2
چکیده [English]

This research study was conducted in Tabriz plain with the aim of assessing the spatial variability and frequency distribution of some biological properties within and between landforms. For this purpose, a total of 98 surface soil samples (top soil) were collected according to a grid sampling design with spacing of 1000 meters between sampling points and then some biological properties (carbon biomass, microbial respiration, microbial and metabolic quotient) together with organic carbon and soil pH were analyzed. Soil variables frequency distribution showed that soil biological properties had abnormal distribution and the logarithmic transformation caused their normal distribution. Samples separation according to landform units caused their normal distribution and these properties became normal except at plain. Organic carbon and microbial respiration were moderately spatial dependent where as soil pH was strongly dependent and metabolic and microbial quotient showed no spatial dependence. Results indicated that spatial dependence of soil biological properties were much affected by non intrinsic and management factors such as land use type, tillage and irrigation. These biological variables were also strongly affected by scale and showed stronger spatial dependence by becoming larger scale. Therefore these soil properties variations could be due to changes in depositional environments or variance of pedogenic or hydrological processes in different kinds of landforms.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biological properties
  • Frequency distribution
  • landform
  • Spatial Variability

مراجع

 بی­نام ، 1375. گزارش مطالعات خاکشناسی نیمه تفصیلی دقیق دشت تبریز. طرح مطالعاتی سد مخزنی آجی چای برروی رودخانه آجی چای و ایجاد شبکه آبیاری و زهکشی. وزارت نیرو شرکت سهامی آب منطقه ای آذربایجان شرقی.
سینی س م ،  محمدی ج و رحمانی ر، 1386. کاربرد تکنیک زمین­آمار در مطالعات خاک­های جنگلی. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی.جلد چهارم،شماره اول،ویژه نامه منابع طبیعی صفحه­های 25 تا 37.
 خادمی ح و خیّر ح ، ١٣٨٣. تغییرپذیری برخی ازخصوصیات کیفی خاک سطحی درمقیاس زمین نما دراراضی مرتعی اطـراف شهرستان سمیرم. مجـله علوم و فـنون کشـاورزی ومنـابع طبیعی. صفحه­های 59 تا 73.
شکل آبادی م ، ١٣٨٦. بررسی نقش اقلیم و پوشش گیاهی و قرق دراز مدت بر طبقه بندی خاک، مقدارذخیره کربن و نیتروژن، کیفیت خاک و کربن آلی. پایان نامه دکتری. دانشگاه صنعتی اصفهان. ١٩٠صفحه.
شکل آبادی م، خادمی ح، کریمیان اقبال م و نوربخش ف، ١٣٨٦. تأثیر قرق دراز مدت بر برخی از شاخص­های بیولوژیکی خاک در بخشی از مراتع زاگرس مرکزی. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی سال یازدهم. شماره٤١ (الف).صفحه­های  ١٠۳تا 116.
علی­پور آبدار ل، 1387. تأثیر نوع کاربری اراضی بر شاخص­های کیفی سلامت خاک در ایستگاه تحقیقاتی کرکج دانشکده کشاورزی تبریز. پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تبریز. 95 صفحه.
فروغی فر ح، جعفرزاده ع ل، ترابی گلسفیدی ح، علی اصغرزاد ن، تومانیان ن و دوات­گر ن، 1389. تغییرات مکانی بعضی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی در لندفرم­های مختلف دشت تبریز. مجله دانش کشاورزی.در دست چاپ
محمدزمانی س، ایوبی ش و خرمالی ف، ١٣٨٦. بررسی تغییرات مکانی خصوصیات خاک و عملکرد گندم در بخشی از اراضی زراعی سرخنکلانه استان گلستان. مجله علوم و فنون کشاورزی ومنابع طبیعی. سال یازدهم. شماره چهلم (الف). صفحه­های 79 تا 92.
Anonymus, 1990. SPSS Reference Guide. Parson Education Limited, ChicagoIL.
Alvarez R, and Lavado RS, 1998 .Climate organic  matter  and  clay  content relationships in the Pampa and Chaco soils, Arjentina. Geoderma 83: 127-141.
Agnelli A, Uolini FC, Corti G and Pietramellara G, 2001. Microbial biomass C and basal respiration of fine earth and highly altered rock fragments of two forest soil. Soil Biol Biochem 33: 613-620.
Anderson JPE, 1986 .Soil respiration .Pp: 831-872. In: Page AL, Miller RH and Keeney DR (Eds.), Methods  of  Soil Analysis. Part 2 , Soil Sci Soc of Am, Madison, WI.
Anderson TH and Domsch KH, 1989. Ratios of microbial biomass carbon to total organic caebon in arable soils. Soil Biol Biochem 21: 471-479.
Anderson TH, 2003. Microbial eco-physiological indicators to assess soil quality. Agric Ecosyst Environ 98: 285-293.
Ben-Asher J, Cardon GE, Peters D, Rolston DE, Biggar JW, Phene CJP and Ephrath JE, 1994. Determining root activity distribution by measuring surface dioxide fluxes. Soil Sci Soc Am J 58: 926-93.
Boudot FJP, Bel Hadje BA and Chone T, 1986. Carbon mineralization in andosols and aluminum rich highland soils. Soil Biol Biochem 18: 457-461.
Brejda JJ, Moorman TB, Smith JL, Karlen DL, Allen DL and Dao TH. 2000. Distribution  and variability of surface soil properties at a regional scale. Soil Sci Soc Am J 64: 974-982.
Bremner JM and Mulvaney CS, 1986. Nitrogen – Total. Pp: 595-622. In: Page AL, Miller RH and Keeney DR (Eds.). Methods  of  Soil Analysis. Part 2 , Soil Sci Soc of Am. Madison, WI.
Brookes PC, 1995. The use of microbial parameters in monitoring soil pollution by heavy metals. Biol Fertil Soil 19: 269-279.
Burgess TM and Webster R, 1980. Optimal interpolation and isarithmic mapping of soil properties: I.The variogram and punctual kriging. J Soil Sci 31:315-331.
Cambardella CA, Moorman TB, Novak JM, Parkin TB, Karlen DL, Turco RF and  Konopka AE. 1994. Field-Scale variability of soil properties in central Iowa soils. Soil Sci Sco Am J 58: 1501-1511.
Carter MR, 2002. Soil quality for sustainable land management: Organic matter and aggregation interactions that maintain soil functions. Agron J 94: 38-47.
Daiz-Ravina M, Caraballas T and Acea MJ, 1988. Microbial biomass and activity in four acid soils. Soil Biol Biochem 20: 817-823.
Horwath WR and Paul EA, 1994. Microbial biomass. Pp. 753-773. In: Buxton DR(Ed). Methods of Soil Analysis, Part 2: Microbiological and Biochemical Properties. Soil Sci Soc Am. No. 5. Madison WI.
Insam H, Michell CC and Dormaar JF, 1991. Relationship of soil microbial biomass and activity with fertilization and crop yield of three ultisols. Soil Biochemitry 23: 459-464.
Islam KR and Weil RR, 2000. Soil quality indicator properties in mid-Atlantic soils as influenced by conservation management. J Soil Water Conserv 55: 69-78.
Kaiser EA, Walenzik G and Heinemeyer O, 1991. The influence of soil compaction on decomposition of plant residues and on microbial biomass. Pp. 207-216 In: Wilson WS(Ed). Advances in soil organic matter research. The impact on agriculture and environment. R Soc Chem Cambridge, Special Pub 90.
Lal R, 2006. Impacts of climate on soil systems and of soil systems on climate. Pp. 617-636. In:Uphoff  N, Ball AS, Palm C, Fernandes E, Pretty J, Herren H, Sanchez P, Husson O, Sanginga N and  Laing M (Eds). Biological Approaches to Sustainable Soil Systems, Taylor & Francis Group. Boca Raton.
Li X and Sarah P, 2003. Arylsulfatase activity of soil microbial biomass along a Mediterranean-arid transect. Soil Biol Biochem 35: 925-934.
Luken JQ and Billings WD, 1985. The influence of microtopographic heterogenity on carbon dioxide efflux from a sub-aractic bog. Holarcttic Ecol 8:306-312.
Miller MP, Singer MJ and Nielson DR, 1988. Spatial variability of wheat yield and soil properties on complex hills. Soil Sci Soc Am J 52:1133-1141.
Momtaz HR, Jafarzadah AA, Torabi H, Oustan Sh, Samadi A, Davatgar N, and Gilkes RJ, 2009. An assessment of the variation in soil properties within and between landforms of Amol region, Iran. Geoderma 149:10-18
Nael M, Khademi H and Hajabbasi MA, 2004. Response of soil quality indicators and their spatial variability to land degradation in central Iran. Appl Soil Ecol 27:221-231.
Nelson BW and Sommers LE, 1986. Total carbon, organic carbon and organic matter. Pp:539 - 577. In: Page AL, Miller RH and Keeney DR (Eds). Methods  of  Soil Analysis. Part 2. Soil Sci Soc of Am, Madison WI.
Quine TA and Zhang Y, 2002. An investigation of  spatial variation  in soil erosion, soil properties  and crop production within an agricultural field in Devon, UK. J Soil and Water Conserv 57:50-60.
Ria B and SirvastavaAK, 1981. Studies on microbial population of a tropical dry deciduous forest soil in relation to soil respiration. Pedobiol 22: 185-190.
Rhoades JD, 1986. Soluble salts. Pp.167-179. In: Page AL, Miller RH and Keeney DR (Eds). Methods  of  Soil Analysis. Part 2. Soil Sci Soc of Am, Madison WI.
Sarah P, 2006. Soil organic matter and land degradation in semi-arid area, Israel. Catena 67: 50-55.
Schoenholtz SH, Van Miegroet H and Burger JA, 2000. A review of chemical and physical properties as indicators of forest soil quality: Challenges and opportunities. Forest Ecol Manag 138: 335-356.
Seto M and  Yanagiya K, 1983. Rate of CO2 evolution from soil in relation to temperature and amount of dissolved organic carbon. Jap J Ecol 33: 199-205.
Singh UR and Shukla AN, 1977. Soil respiration in relation to mesofaunal and microfloral populations during rapid course of decomposition on the floor of a tropical dry deciduous. Forest     Rev Ecol Biol Soil 14:363-370.
Sparling GP, 1992. Ratio of microbial biomass carbon to soil organic carbon as a sensitive indicator of changes in soil organic matter. Aust J Soil Res 30: 195-207.
Steinberger Y, Zelles L, Bia QY,van Lutzow M and Munch JC, 1999. Phospholipid fatty acid profiles as indicators for the microbial community structure in soils along a climatic transect in  the JudeanDesert. Biol Ferti Soils 28: 292-300.
Stotzky G, 1997. Soil as an environment for microbial life. Pp.1-2. In: van Elsas JD, Trevors JT and    Wellington EMH(Eds.). Modern Soil Microbiology. Dekker, New York.
Utset A, Lopez T and Diaz M, 2000. A comparison of soil maps, Kriging and a combined method for spatially prediction bulk density and field capacity of Ferralsols in the Havana-Matanza Plain. Geoderma 96: 199-213.
Vieira SR and Paz Gonzalez A, 2003. Analysis of the spatial variability of crop yield and soil properties in small agricultural plots. Bragantia Campinas 62:127-138.
Wang W, Guo J, and Oikawa T, 2007. Contribution of root to soil repiration and carbon balance in disturbed and undisturbed grassland communities,  Northest China. J Bio Sci 32:375-384.
Wang Lin, WU Jia-Ping, Liu Yan-Xuan, Huang Hui-Qing and Fang Qian-Fang, 2009.Spatial variability of micronutrients in rice grain and paddy soil. Pedosphere 19:748-755.             
Wilding LP and Dress LR, 1983. Spatial variability and pedology. Pp: 83-116 In: Wilding LP, Smeckand NE and Hall GF (Eds). Pedogenesis and soil taxonomy. I. Concepts and interactions. Elsvier Science Pub. London.
Young FJ, Hammer RD, Larsen D, 1999. Freqency distribution of soil properties on a loess- manted Missouri watershed. Soil Sci Soc Am J 63:178-185.
Zar  JH, 1974. Biostatistical  Analysis. Huang Prentice-Hall, Englewood Fang Cliffe, NJ.
Zhang XY, Sui YY, Zhang XD, Meng K and Herbert SA, 2007. Spatial variability of nutrient properties in black soil of northeast China. Pedosphere 17:19-29.
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار