اثر تغییر کاربری اراضی بر اجزاء فیزیکی ماده آلی و ویژگی های فیزیکی ، شیمیایی و بیولو‍‍‍‍‍‍‍‍ژیکی خاک در چند منطقه ایران

چکیده تغییر کاربری اراضی، تأثیر زیادی بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک می گذارد. از این رو، در این پژوهش تأثیر کشت و کار در زمین های بکر بر برخی شاخص های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی کیفیت خاک و نیز تغییرات کربن و نیتروژن در اجزای فیزیکی ماده آلی خاک در دو عمق صفر-20 و 20-40 سانتیمتری در 5 منطقه کنگاور، ده نو، سلطانیه، پره سر و گرگان به صورت فاکتوریل 2×2 در قالب طرح کاملاً تصادفی در 3 تکرار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تـغییر کاربـری در هر 5 منـطقه و دو عـمق تأثیری بر بافت خاک نداشت، در حالی که پایداری خاکدانهها را کاهش (%87-10) و میزان رس قابل پراکنش را به طور معنی دار افزایش (%308-23) داد. با این حال، به جز افزایش چگالی ظاهری بر اثر تغییر کاربری اراضی در منطقه کنگاور و لایه سطحی منطقه گرگان، در سایر مناطق تغییرات آن ناچیز بود. نتایج تجزیه و تحلیل ویژگی های شیمیایی خاک حاکی از کاهش رسانایی الکتریکی (%80-32، به جز در منطقه پره سر)، گنجایش تبادل کاتیونی (%53-9)، کربن آلی (%69-19)، نیتروژن کل (%65-38) و نسبت کربن به نیتروژن (%12-3) بر اثر تغییر کاربری در تمامی مناطق و عمق ها بود. ph خاک اگرچه به طور متفاوت (4- الی34+ درصد) تحت تأثیر تغییر کاربری اراضی قرار گرفت اما کشت و کار در تمامی مناطق سبب تعدیل ph های اسیدی و قلیایی خاک شد. مقدار کادمیم لایه رویین خاک زمین های زراعی تمامی مناطق (به جز کنگاور و پره سر) به طور معنی دار بیشتر (%159-131) از اراضی بکر بود. نتایج بیولوژیکی نیز نشان داد که تغییر کاربری اراضی سبب کاهش قابل توجه کربن (%83-29) و نیتروژن (%76-18) تـوده میکروبی، نسبـت کربن به نیتروژن توده میکروبی (%27-9) تقریباً در تمامی مناطق و عمق ها، و نیز تنفس میکروبی (%67-11) و معدنی شدن نیتروژن (%69-13)، تنفس پایه (%51-12) و تنفس ناشی از سوبسترا (%45-8) در اغلب مناطق و عمق های مورد بررسی گردید. ولی تغییرات شاخص قابلیت دسترسی به کربن در اغلب مناطق و عمق ها معنی دار نبود. به استثنای برخی موارد، به طور کلی افزایش شاخص های ضریب متابولیکی (%178-31)، درصد معدنی شدن کربن (%124-9) و نیتروژن (%121-20) و کسر کربن (%66-33) و نیتروژن (%76-17) میکروبی بر اثر تغییر کاربری اراضی بارز بود. بر اثر تغییـر کاربری فعالیت آنزیم های اوره آز در تمامی مناطق به جز کنگاور، اینورتاز در منطقه گرگان و لایه سطحی کنگـاور و ده نو، فسفاتاز قلیایی در منطقه کنگاور و آریل سولفاتاز در مناطق ده نو و گرگان به طور معنی دار کاهش یافت. به علاوه، نسبت فعالیت تمامی آنزیم ها به کربن توده میکروبی در تمامی مناطق و عمق ها بر اثر تغییر کاربری افزایش پیدا کرد که این افزایش غالباً معنی دار بود. نتایج حاصل از جزء بندی ماده آلی نیز حاکی از آن بود که در تمامی مناطق و عمق ها اگر چه غلظت کربن آلی و نیتروژن کل در تمام اجزاء فیزیکی ماده آلی بر اثر تغییر کاربری اراضی به مقدار قابل توجهی کاهش یافته است ولی از میان اجزای فیزیکی ماده آلی، جزء شن (شامل ماده آلی ذره ای) نسبت به دیگر اجزاء به تغییر کاربری اراضی حساس تر بوده و از این رو سریع تر واکنش نشان داده است. همچنین تغییر کاربری اراضی، عمدتاً غنی شدن کربن آلی و نیتروژن بخش شن (شامل ماده آلی ذره ای) در لایه رویین اغلب مناطق را کاهش داد. به طور خلاصه، تغییر کاربری اراضی از بکر به زراعی باعث کاهش شاخص های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی کیفیت خاک، به ویژه لایه سطحی می گردد که نهایتاً کاهش کیفیت خاک را در تمامی مناطق مورد مطالعه در پی داشته است. از این رو، می توان چنین نتیجه گرفت که کشت و کار با کاهش ورود کربن به خاک، تخریب خاکدانه ها، کاهش تهویه خاک و افزایش دسترسی ریزجانداران به مواد آلی و در نتیجه تشدید اکسایش میکروبی مواد آلی، نه تنها سبب کاهش سلامت خاک گردیده است بلکه باعث می شود با کاهش پتانسیل ترسیب کربن، خاک به عنوان منبع (source) co2 اتمسفری نیز عمل نماید. بنابراین ادامه کشت و کار در اراضی بکر مناطق نیمه خشک تا مرطوب مورد بررسی، میزان تخریب را تشدید و در صورت توقف ادامه کشت و کار زمان بازگشت (recovery time) و یا احیاء (resilience time) خاک و اکوسیستم را طولانی تر کرده و به تأخیر میاندازد.