پیامد فشردگی دو نوع خاک مختلف بر غلظت آمونیوم و نیترات قابل‌استخراج و جذب نیتروژن توسط گندم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد خاکشناسی، گروه علوم خاک، دانشگاه گیلان، رشت

2 دانشیار گروه علوم خاک، دانشگاه گیلان، رشت

چکیده

برای بررسی پیامد فشردگی خاک بر فرایند معدنی‌شدن نیتروژن در خاک و جذب آن توسط گیاه گندم یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در دانشکده کشاورزی دانشگاه گیلان انجام گرفت. پیامد فشردگی خاک در سه سطح (فشردگی طبیعی، 10 و20 درصد فشردگی)، بافت خاک در دو سطح (بافت شنی و رسی) و پنج زمان نمونه برداری (1، 7، 14، 30 و 60 روز پس از کاشت گندم)  بر معدنی‌شدن نیتروژن آلی بررسی شد که مجموعاً شامل 18 گلدان شد. غلظت آمونیوم و نیترات خاک در پنج بازه زمانی اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که اثر فشردگی خاک، مراحل زمانی و اثر متقابل این دو بر غلظت آمونیوم و نیترات در سطح احتمال یک درصد معنادار بود و غلظت آمونیوم و نیترات در تیمار فشردگی طبیعی به‌ترتیب با میانگین 30 و 79 میلی گرم بر کیلوگرم از تیمارهای فشرده بیشتر بود. بررسی روند تغییرات غلظت آمونیوم و نیترات در مراحل زمانی مختلف نشان داد که با گذشت زمان، نیتروژن آمونیومی در خاک افزایش و نیتروژن نیتراتی کاهش یافت و کاهش معنادار غلظت آمونیوم در نمونه‌های فشرده­تر مربوط به بازه دوم و سوم اندازه‌گیری (به‌ترتیب با میانگین 75/20 و 68/13 میلی‌گرم بر کیلوگرم در تیمار فشردگی 20 درصد) بود. همچنین غلظت نیترات تحت تأثیر نوع خاک و اثر متقابل نوع خاک با مراحل زمانی برای آمونیوم در سطح احتمال پنج درصد معنادار بود. غلظت آمونیوم و نیترات خاک رسی بیشتر از خاک شنی بود. به‌طور کلی، با افزایش فشردگی خاک، نیتروژن کل خاک کاهش یافت. در نمونه‌های فشرده نیتروژن آلی کمتری به شکل آمونیومی در آمد و تشکیل نیترات به دنبال آمونیومی شدن، کاهش پیدا کرد. همچنین در تیمارهای فشرده نسبت به تیمار فشردگی طبیعی نیتروژن کمتری مورد استفاده گیاه قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effect of Soil Compaction on Ammonium and Nitrate Concentrations and Wheat Nitrogen Uptake in two Different Soils

نویسندگان [English]

  • s Akhavan 1
  • M Shabanpour2 2
چکیده [English]

In order to investigate the effect of soil compaction on soil nitrogen mineralization process and its uptake by wheat a factorial experiment in a completely randomized design with three replications was designed. Experiment was conducted with three levels of compaction (normal, 10% and 20% compression), two soil textures (sandy and clay) and five sampling times (1, 7, 14, 30 and 60 days after planting). Ammonium and nitrate concentrations in soil were measured at five time intervals. Results indicated that the effect of soil compaction, time interval and the interaction of soil compaction and time intervals on concentrations of ammonium and nitrate were significant (p<0.01). Ammonium and nitrate concentrations in normal compression treatments were higher than those of other treatments (30 and 79 milligrams per kilogram). The temporal trend of concentration changes was increasing for ammonium nitrogen and decreasing for nitrate nitrogen. Results showed significant decrease in ammonium concentration in compressed samples related to the second and third time periods (with an average concentration of 20.75 and 13.68 mg per kg respectively in treatment with 20% compression). Also soil type had significant effect on nitrate concentration (p<0.05) and interaction of soil type and time intervals had significant effect on ammonium concentration (p<0.05). Ammonium and nitrate concentrations in clay soil were higher than those in the sandy soil. In general, by increasing soil compaction, soil total nitrogen was decreased. Conversion of organic nitrogen to ammonium in compressed samples was lower and the formation of nitrate was decreased, also in the compressed treatments less nitrogen was used.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ammonium
  • Nitrate
  • Nitrogen mineralization
  • Organic matter
  • Soil compaction
  • Wheat
ابراهیمی س، بهرامی ح و ملکوتی م ج، 1384. اثر مواد آلی در اصلاح فاکتور کربن به ازت(C/N)  خاک. موسسه تحقیقات خاک و آب. نشریه شماره 448. انتشارات سنا. 21 صفحه.
شهرآیینی ا، 1385. اثر تراکم بر برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و عملکرد گندم در خاک شور و غیر شور. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان.
Alameda D and Villar R, 2012. Linking root traits to plant physiology and growth in Fraxinus angustifolia Vahl. seedlings under soil compaction conditions. Environmental and Experimental Botany 79:49-57.
Alameda D, Villar R and Iriondo J, 2012. Spatial pattern of soil compaction: Trees’ footprint on soil physical properties. Forest Ecology and Management 283:128-137.  
Barauh TC and Barthakur HP, 1997. A Textbook of Soil Analysis. India.
Beylich A, Oberholzer HR, Schrader S, Hoper H and Wilke BM, 2010. Evaluation of soil compaction effects on soil biota and soil biological processes in soils. Soil and Tillage Research 109: 133-143.
Blumfield TJ and Chen C, 2005. Mineral nitrogen dynamics following soil compaction and cultivation during hoop pine plantation establishment. Forest Ecology and Management 204:131-137.
Bolts F, 1978. Colorimetric determination of nonmetals. Soil Science & Environmental Services 235-242.
Breland, TA and Hansen S, 1996. Nitrogen mineralization and microbial biomass as affected by soil compaction. Soil Biology and Biochemistry 28: 655-663.   
Crawford RM, 1981. Biochemical and ecological similarities in marsh plants and diving animals. Botanical Society of Scotland 1(1): 77-82.
Deneve S and Hofman G, 2000. Influence of soil compaction on carbon and nitrogen mineralization of soil organic matter and crop residues. Biology and fertility of soils 30(5): 544–549.
Ponder Jr, Robert L and Fleming SB, 2012. Effects of organic matter removal, soil compaction and vegetation control on10th year biomass and foliar nutrition. Forest Ecology and Management 278: 35-54.
Hattori D, Kenzo T, Okamura k,  Irino C, Joseph Jawa Kendawang d, Ikuo Ninomiya E and Katsutoshi S, 2013. Effects of soil compaction on the growth and mortality of planted dipterocarp seedlings in a logged-over tropical rainforest in Sarawak, Malaysia. Forest Ecology and Management 310:770-776.
Houghton RA, 2007. Balancing the global carbon budget. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 30(35): 313-347.
Heinonen, R. 1986. Alleviation of soil compaction by natural forces and cultural practices, in Land Clearing and Development in the Tropics 285-297
Jensen LS, Mcqueen DJ and Shepherd TG, 2000. Effects of soil compaction on N mineralization and microbial C and N. I. Field measurements. Soil and Tillage Research 35:56-75.
Karaka A, Baran A and Kaktanir K, 1997. The effect of compaction on urease enzyme activity, carbon dioxide evaluation and nitrogen mineralization. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 24(4):437-442.
Klute A, 1986. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods. Madison, Wisconsin, USA
Miransari M, Bahrami HA, Rejali F and Malakouti MJ, 2009. Effects of soil compaction and arbuscular mycorrhiza on corn (Zea mays L.) nutrient uptake. Soil and Tillage Research 103: 282–290.
Motavalli P, Stevens WE and Hartwing G, 2003. Remediation of subsoil compaction and compaction effects on corn availability by deep tillage and application. Soil and Tillage Research 71: 121-131.
Newell-Price A, Whittingham MJ, Chambers BJ and Peel S, 2013. Visual soil evaluation in relation to measured soil physical properties in a survey of grassland soil compaction in England and Wales. Soil and Tillage Research 127:65-73.
Page AL, Miller RH and Keeney DR, 1982. Methods of soil analysis. Part2. Chemical and microbiological properties. American Society of Agronomy, Soil Science Society of America. 1159-1982
Pengthamkeerati P, Motavalli PP, Kremer RJ and Anderson SH, 2006. Soil compaction and poultry litter effects on factors affecting nitrogen availability in a clay pan soil. Soil and Tillage Research 91:109–119. 
Pengthamkeerati P, Motavalli PP and Kremer RJ, 2011. Soil microbial activity and functional diversity changed by compaction, poultry litter and cropping in a clay pan soil. Applied Soil Ecology 48(1):71-80.
Tan X, Chang SX and Kabzems R, 2005. Effects of soil compaction and forest floor removal on soil microbial properties and N transformations in a boreal forest long-term soil productivity study. Forest Ecology and Management 217:158-170.
Tan X and Chang S, 2007. Soil compaction and forest litter amendment affect carbon and net nitrogen mineralization in a boreal forest soil. Soil and Tillage Research 93:77-86.