ارزیابی میزان ترسیب کربن در بوم نظامهای زراعی ایران با استفاده از مدلهای تجربی

ترسیب کربن به معنای افزایش دائمی ذخیره کربن در خاک، ماده گیاهی یا آب بوده و خاک به عنوان بزرگ ترین منبع کربن خشکی دنیا، نقش مهمی در چرخه جهانی کربن دارد. هدف از این مطالعه بررسی اثر رطوبت خاک بر سرعت تجزیه و مقایسه روند تجزیه بقایای گیاهان زراعی مختلف در طی زمان، یافتن رابطه بین سرعت تجزیه نسبی بقایای گیاهان زراعی با رژیم رطوبتی خاک و نسبت کربن به نیتروژن بقایا و محاسبه میزان کربن قابل ترسیب در سیستم کشت فاریاب و دیم پنج محصول زراعی عمده در طی پنج سال زراعی در ایران بود. به همین منظور مطالعه ای در شرایط آزمایشگاهی با پنج نوع بقایای گیاهی (گندم، ذرت، کلزا، پنبه، سویا و نیز تیمار شاهد بدون بقایا)، سه سطح رژیم رطوبتی خاک (30، 60 و 100 درصد ظرفیت زراعی) و زمان نمونه گیری با فواصل 10، 20، 50، 90، 140، 190، 240، 290، 340 و 390 روز پس از شروع انکوباسیون اجرا شد و نیز محاسبه میزان کربن قابل ترسیب در این محصولات در پنج سال زراعی از 83-1382 تا 87-1386 بر اساس عملکرد، شاخص برداشت و نسبت اندام های هوایی به ریشه در سه سناریوی بازگشت کامل بقایا، بازگشت 50 درصد بقایا و حذف کامل بقایای اندام های هوایی و سه سناریوی رطوبتی 100، 60 و 30 درصد ظرفیت زراعی انجام شد. نتایج مطالعات آزمایشگاهی نشان داد که در بین بقایا، گندم و سویا به ترتیب از بیشترین و کمترین نسبت کربن به نیتروژن و پائین ترین و بالاترین کیفیت برخوردار بودند. با کاهش میزان رطوبت، میزان تجزیه بقایای گیاهی کاهش یافت. کمترین و بیشترین میزان تجزیه به ترتیب در گندم و سویا مشاهده شد. درصد وزن خشک باقیمانده بقایای گیاهی بین تیمارهای رطوبتی تا بیست روز پس از شروع آزمایش تفاوت معنی داری نشان نداد ولی از روز بیستم به بعد سرعت کاهش وزن خشک در 100 و 60 درصد ظرفیت زراعی نسبت به 30 درصد ظرفیت زراعی افزایش نشان داد. بیشترین و کمترین میزان نیتروژن معدنی شده تجمعی خالص در پایان آزمایش به ترتیب مربوط به تیمار 100 و 30 درصد ظرفیت زراعی بود. بیشترین مقدار کربن آلی ناپایدار در تیمار 60 درصد ظرفیت زراعی مشاهده شد. میزان کربن آلی ناپایدار در تمامی تیمارهای دارای بقایای گیاهی تا 20 روز پس از شروع انکوباسیون افزایش و پس از آن به سرعت کاهش یافت و پس از گذشت حدود 190 روز روند نسبتاً ثابتی به خود گرفت. میزان کربن آلی ناپایدار در خاک با بقایای سویا بیش از سایر خاک ها بود. بیشترین و کمترین شاخص پایداری به ترتیب مربوط به خاک دارای بقایای گندم و سویا بود. میزان کربن آلی در خاک با بقایای گندم و پنبه در تیمار رطوبتی 100 درصد ظرفیت زراعی بیش از سایر تیمارها بود. محاسبه میزان کربن قابل ترسیب در استان های مختلف نشان داد که در کشت گندم آبی استانهای کرمانشاه و سیستان و بلوچستان، گندم دیم: مازندران و بوشهر، ذرت آبی: قزوین و خراسان جنوبی، ذرت دیم: مازندارن و گیلان، کلزای آبی: اصفهان و بوشهر، کلزای دیم: مازندران و ایلام، پنبه آبی: آذربایجان شرقی و هرمزگان، پنبه دیم: گلستان و مازندارن، سویای آبی: اردبیل و آذربایجان شرقی، سویای دیم: مازندارن و گلستان به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار کربن قابل ترسیب را دارا بودند. با افزایش میزان رطوبت از 30 به 60 و 100 درصد ظرفیت زراعی و همچنین با کاهش درصد برگشت بقایا به خاک از 100 به 50 درصد و حذف کامل بقایا میزان کربن قابل ترسیب در خاک همه محصولات مورد مطالعه کاهش یافت. در بین محصولات مورد مطالعه ذرت و سویا در سیستم کشت فاریاب به ترتیب از بالاترین و پایین ترین میزان کربن قابل ترسیب برخوردار بودند. همچنین در بین استان های مختلف، استان های مازندران، گلستان و اردبیل بیشترین و استان های سیستان و بلوچستان، بوشهر و خراسان شمالی کمترین مقدار کربن قابل ترسیب در خاک را دارا بودند.