| کد مقاله | کد نشریه | سال انتشار | مقاله انگلیسی | نسخه تمام متن |
|---|---|---|---|---|
| 10118225 | 1629382 | 2019 | 10 صفحه PDF | دانلود رایگان |
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Influence of clay clod size and number for organic carbon distribution in sandy soil with clay addition
ترجمه فارسی عنوان
تأثیر اندازه و تعداد کلوخهُ خاک رس بر نحوه توزیع کربن آلی در خاک ماسه‌ای پس از افزودن خاک رس به آن
همین الان دانلود کنید
دانلود مقاله ISI انگلیسی
رایگان برای ایرانیان
کلمات کلیدی
پخش خاک رس، شخم‌زنی، بیل‌زنی، توزیع عمودی
فهرست مطالب مقاله
چکیده
کلمات کلیدی
1- مقدمه
2- مواد و روش‌ها
2-1 محل‌های آزمایش [مزرعه‌ها]
شکل 1: نمودار شماتیک توزیع کلوخه‌های خاک رس در خاک با افزودن خاک رس به سطح آن یا بالا آوردن خاک رس از زیر سطح (فاقد مقیاس).
جدول 1: ویژگی‌ها و تاریخچه مدیریت مزارع شبه‌جزیره آیر (EP) و منطقه جنوب شرقی (SE)، جنوب استرالیا.
2-2 توزیع کلوخه و کربن آلی
2-2-1 نمونه‌برداری
2-2-2 روش‌های تحلیل
2-3 آزمایش‌های نهفتگی حفظ و انباشت کربن آلی
2-3-1 طراحی نهفتگی
2-4 تحلیل‌های آماری
2-4-1 مزارع تحت آزمایش
2-4-2 آزمایش‌های نهفتگی
3- نتایج
3-1 مزارع تحت آزمایش: توزیع خاک رس و کربن آلی
3-1-1 اثر اندازه کلوخه
3-1-2 اثر روش اصلاح با خاک رس
3-2 آزمایش‌های نهفتگی: اثر اندازه کلوخه بر حفظ و انباشت کربن آلی
جدول 2: خواص خاک انتخابی برای ماسه و خاک رس زیرسطحی توزیع‌نشده که از عمق بیش از 30 سانتیمتر (شبه‌جزیره آیر) یا عمق بیش از 60 سانتیمتر (منطقه جنوب شرقی) جمع‌آوری شده است.
شکل 2: غلظت میانگین کربن آلی در کلوخه‌ها برحسب عمق خاک و اندازه کلوخه برای همه روش‌های تیمار در مزارع واقع در شبه‌جزیره آیر و منطقه جنوب شرقی. برای هر مزرعه و عمق خاک، ستون‌هایی با حروف متفاوت تفاوت‌های معنادار را برحسب اندازه کلوخه نشان می‌دهند (05/0 > p).
شکل 3: مقدار میانگین غلظت کربن آلی در کلوخه‌ها (با اندازه بیش از 1 میلی‌متر) برحسب عمق خاک و اندازه کلوخه برای مزارع واقع در شبه‌جزیره آیر و منطقه جنوب شرقی. برای هر عمق، ستون‌هایی با حروف متفاوت تفاوت‌های معنادار را برحسب اندازه کلوخه در هر مزرعه نشان می‌دهند (05/0 > p).
4- بحث
4-1 اندازه کلوخه، خواص خاک رس، عمق خاک و غلظت کربن آلی
4-2 تعداد کلوخه و مقدار کربن آلی موجود
شکل 4: تعداد کلوخه‌ها در برای هر اندازه کلوخه و عمق خاک در زمین بیل‌خورده شبه‌جزیره آیر (بالا) و خط شخم مزرعه منطقه جنوب شرقی (پایین). بیل زدن خاک مزرعه واقع در شبه‌جزیره آیر در مقایسه با شخم زدن مزرعه واقع در منطقه جنوب شرقی تعداد کلوخه‌های بیشتری را برای همه اندازه‌های کلوخه و همه عمق‌ها ایجاد کرد.
جدول 3: غلظت میانگین کربن آلی (%)، کمترین تفاوت معنادار (LSD) و ضریب تغییر (CV) برای روش‌های تیمار خاک مزارع شبه‌جزیره آیر و منطقه جنوب شرقی با اصلاح خاک با خاک رس برحسب اندازه کلوخه و عمق خاک. حروف متفاوت تفاوت‌های معنادار را بر اساس روش تیمار برهمکنش اندازه کلوخه نشان می‌دهند (05/0 >p).
جدول 4: میانگین مقدار کربن آلی موجود (گرم بر 09/0 متر مربع)، حداقل تفاوت معنادار (LSD) و ضریب تغییر (CV) در روش‌های تیمار خاک مزارع شبه‌جزیره آیر و منطقه جنوب شرقی با اصلاح خاک با خاک رس برای ماسه (کمتر از 1 میلی‌متر) و کلوخه (کل مقادیر کربن آلی برای همه اندازه‌های کلوخ) برحسب عمق خاک. حروف متفاوت تفاوت‌های معنادار
را برحسب برهمکنش اندازه لوخه روش تیمار نشان می‌دهند (05/0 > p).
جدول 5: توزیع عمودی و غلظت خاک رس (%) برای مزارع واقع در شبه‌جزیره آیر و منطقه جنوب شرقی برحسب روش تیمار.
4-3 روش اصلاح خاک رس
شکل 5: مقدار کربن آلی موجود برای خاک رس و ماسه در انواع روش‌های تیمار و مزارع تحت آزمایش. برچسب مقدار خاک رس موجود را به‌صورت درصدی از کل کربن آلی موجود نشان می‌دهد. مقدار کربن آلی موجود برای وزن استاندارد خاک محاسبه می‌شود تا امکان مقایسهُ بین انواع روش تیمار و مزارع تحت آزمایش فراهم شود.
شکل 6: غلظت کربن آلی (%) در کلوخه‌های منطقه جنوب شرقی حاصل از مزرعه و کلوخه‌هایی که به‌مدت 420 روز خوابانیده شده‌اند. افزایش معناداری در غلظت کربن آلی (001/0 > p) در کلوخه‌های 6 تا 20 میلی‌متری وجود داشت و هیچ تغییری در کلوخه‌های 2 تا 6 میلی‌متری مشاهده نشد. خطوط عمودی خطای استاندارد را نشان می‌دهند (تعداد = 4).
4-4 سازوکارهای احتمالی افزایش مقدار کربن آلی
شکل 7: غلظت کربن آلی (%) در کلوخه‌های اصلاحشده با کلش گندم افزایش یافت. غلظت کربن آلی در کلوخه‌های 2 تا 6 میلی‌متری در مزرعه شبه‌جزیره آیر بیشترین مقدار را داشت و غلظت آن در کلوخه‌های 2 تا 6 میلی‌متری در مزرعه منطقه جنوب شرقی، کلوخه‌های 6 تا 20 میلی‌متری در شبه‌جزیره آیر و کلوخه‌های 6 تا 20 میلی‌متری در مزرعه واقع در منطقه جنوب شرقی در رتبه‌های بعدی قرار داشت. تغییری در غلظت کربن آلی در ماسه (کمتر از 1 میلی‌متر) مشاهده نشد. خطوط عمودی خطای استاندارد را نشان می‌دهند (تعداد = 4). تغییر معناداری در غلظت کربن آلی ماسه (با اندازه کمتر از 1 میلی‌متر) مشاهده نشد.
جدول 6: افزایش غلظت کربن آلی و مقدار آن (میلی‌گرم کربن در هر قوطی) برای کلوخه‌های زیرسطحی حاصل از مزارع شبه‌جزیره آیر و منطقه جنوب شرقی با اندازه کلوخه 2 تا 6 میلی‌متر و 6 تا 20 میلی‌متر از صفر تا 300 روز پس از افزودن ماهانه کلش گندم (تعداد = خطای استاندارد). مقادیری که پس از حرف متفاوت آورده شده‌اند، تفاوت معناداری دارند . مساحت قوطی است. تعداد کلوخه‌ها و مساحت کل سطح کلوخه‌ها در هر قوطی (تعداد کلوخه مساحت سطح هر کلوخه)
5- نتیجه‌گیری
کلمات کلیدی
1- مقدمه
2- مواد و روش‌ها
2-1 محل‌های آزمایش [مزرعه‌ها]
شکل 1: نمودار شماتیک توزیع کلوخه‌های خاک رس در خاک با افزودن خاک رس به سطح آن یا بالا آوردن خاک رس از زیر سطح (فاقد مقیاس).
جدول 1: ویژگی‌ها و تاریخچه مدیریت مزارع شبه‌جزیره آیر (EP) و منطقه جنوب شرقی (SE)، جنوب استرالیا.
2-2 توزیع کلوخه و کربن آلی
2-2-1 نمونه‌برداری
2-2-2 روش‌های تحلیل
2-3 آزمایش‌های نهفتگی حفظ و انباشت کربن آلی
2-3-1 طراحی نهفتگی
2-4 تحلیل‌های آماری
2-4-1 مزارع تحت آزمایش
2-4-2 آزمایش‌های نهفتگی
3- نتایج
3-1 مزارع تحت آزمایش: توزیع خاک رس و کربن آلی
3-1-1 اثر اندازه کلوخه
3-1-2 اثر روش اصلاح با خاک رس
3-2 آزمایش‌های نهفتگی: اثر اندازه کلوخه بر حفظ و انباشت کربن آلی
جدول 2: خواص خاک انتخابی برای ماسه و خاک رس زیرسطحی توزیع‌نشده که از عمق بیش از 30 سانتیمتر (شبه‌جزیره آیر) یا عمق بیش از 60 سانتیمتر (منطقه جنوب شرقی) جمع‌آوری شده است.
شکل 2: غلظت میانگین کربن آلی در کلوخه‌ها برحسب عمق خاک و اندازه کلوخه برای همه روش‌های تیمار در مزارع واقع در شبه‌جزیره آیر و منطقه جنوب شرقی. برای هر مزرعه و عمق خاک، ستون‌هایی با حروف متفاوت تفاوت‌های معنادار را برحسب اندازه کلوخه نشان می‌دهند (05/0 > p).
شکل 3: مقدار میانگین غلظت کربن آلی در کلوخه‌ها (با اندازه بیش از 1 میلی‌متر) برحسب عمق خاک و اندازه کلوخه برای مزارع واقع در شبه‌جزیره آیر و منطقه جنوب شرقی. برای هر عمق، ستون‌هایی با حروف متفاوت تفاوت‌های معنادار را برحسب اندازه کلوخه در هر مزرعه نشان می‌دهند (05/0 > p).
4- بحث
4-1 اندازه کلوخه، خواص خاک رس، عمق خاک و غلظت کربن آلی
4-2 تعداد کلوخه و مقدار کربن آلی موجود
شکل 4: تعداد کلوخه‌ها در برای هر اندازه کلوخه و عمق خاک در زمین بیل‌خورده شبه‌جزیره آیر (بالا) و خط شخم مزرعه منطقه جنوب شرقی (پایین). بیل زدن خاک مزرعه واقع در شبه‌جزیره آیر در مقایسه با شخم زدن مزرعه واقع در منطقه جنوب شرقی تعداد کلوخه‌های بیشتری را برای همه اندازه‌های کلوخه و همه عمق‌ها ایجاد کرد.
جدول 3: غلظت میانگین کربن آلی (%)، کمترین تفاوت معنادار (LSD) و ضریب تغییر (CV) برای روش‌های تیمار خاک مزارع شبه‌جزیره آیر و منطقه جنوب شرقی با اصلاح خاک با خاک رس برحسب اندازه کلوخه و عمق خاک. حروف متفاوت تفاوت‌های معنادار را بر اساس روش تیمار برهمکنش اندازه کلوخه نشان می‌دهند (05/0 >p).
جدول 4: میانگین مقدار کربن آلی موجود (گرم بر 09/0 متر مربع)، حداقل تفاوت معنادار (LSD) و ضریب تغییر (CV) در روش‌های تیمار خاک مزارع شبه‌جزیره آیر و منطقه جنوب شرقی با اصلاح خاک با خاک رس برای ماسه (کمتر از 1 میلی‌متر) و کلوخه (کل مقادیر کربن آلی برای همه اندازه‌های کلوخ) برحسب عمق خاک. حروف متفاوت تفاوت‌های معنادار
را برحسب برهمکنش اندازه لوخه روش تیمار نشان می‌دهند (05/0 > p).
جدول 5: توزیع عمودی و غلظت خاک رس (%) برای مزارع واقع در شبه‌جزیره آیر و منطقه جنوب شرقی برحسب روش تیمار.
4-3 روش اصلاح خاک رس
شکل 5: مقدار کربن آلی موجود برای خاک رس و ماسه در انواع روش‌های تیمار و مزارع تحت آزمایش. برچسب مقدار خاک رس موجود را به‌صورت درصدی از کل کربن آلی موجود نشان می‌دهد. مقدار کربن آلی موجود برای وزن استاندارد خاک محاسبه می‌شود تا امکان مقایسهُ بین انواع روش تیمار و مزارع تحت آزمایش فراهم شود.
شکل 6: غلظت کربن آلی (%) در کلوخه‌های منطقه جنوب شرقی حاصل از مزرعه و کلوخه‌هایی که به‌مدت 420 روز خوابانیده شده‌اند. افزایش معناداری در غلظت کربن آلی (001/0 > p) در کلوخه‌های 6 تا 20 میلی‌متری وجود داشت و هیچ تغییری در کلوخه‌های 2 تا 6 میلی‌متری مشاهده نشد. خطوط عمودی خطای استاندارد را نشان می‌دهند (تعداد = 4).
4-4 سازوکارهای احتمالی افزایش مقدار کربن آلی
شکل 7: غلظت کربن آلی (%) در کلوخه‌های اصلاحشده با کلش گندم افزایش یافت. غلظت کربن آلی در کلوخه‌های 2 تا 6 میلی‌متری در مزرعه شبه‌جزیره آیر بیشترین مقدار را داشت و غلظت آن در کلوخه‌های 2 تا 6 میلی‌متری در مزرعه منطقه جنوب شرقی، کلوخه‌های 6 تا 20 میلی‌متری در شبه‌جزیره آیر و کلوخه‌های 6 تا 20 میلی‌متری در مزرعه واقع در منطقه جنوب شرقی در رتبه‌های بعدی قرار داشت. تغییری در غلظت کربن آلی در ماسه (کمتر از 1 میلی‌متر) مشاهده نشد. خطوط عمودی خطای استاندارد را نشان می‌دهند (تعداد = 4). تغییر معناداری در غلظت کربن آلی ماسه (با اندازه کمتر از 1 میلی‌متر) مشاهده نشد.
جدول 6: افزایش غلظت کربن آلی و مقدار آن (میلی‌گرم کربن در هر قوطی) برای کلوخه‌های زیرسطحی حاصل از مزارع شبه‌جزیره آیر و منطقه جنوب شرقی با اندازه کلوخه 2 تا 6 میلی‌متر و 6 تا 20 میلی‌متر از صفر تا 300 روز پس از افزودن ماهانه کلش گندم (تعداد = خطای استاندارد). مقادیری که پس از حرف متفاوت آورده شده‌اند، تفاوت معناداری دارند . مساحت قوطی است. تعداد کلوخه‌ها و مساحت کل سطح کلوخه‌ها در هر قوطی (تعداد کلوخه مساحت سطح هر کلوخه)
5- نتیجه‌گیری
ترجمه چکیده
در خاک‌های زراعی، می‌توان با افزودن خاک رس زیرسطحی به ماسه و در نتیجه، افزایش غلظت کربن آلی خاک (OC) از طریق جذب سطحی و انسداد، فرآیند ترسیب کربن را بهبود داد. با این حال، درباره عوامل مؤثر بر افزایش غلظت کربن آلی در این نوع خاک‌های مهندسی‌شده شناخت اندکی داریم. با افزودن خاک رس زیرسطحی کلوخه‌هایی با اندازه‌های متفاوت، با قطر چند میلی‌متر تا 200 میلی‌متر یا بیشتر، تشکیل می‌شود.
در این مطالعه موارد زیر ارزیابی شدند:
1) اندازه، تعداد و توزیع عمودیِ کلوخه‌ها و غلظت کربن آلی در دو مزرعهُ اصلاحشده با خاک رس و 2) تأثیر خواص و اندازه کلوخه بر کربن آلی (OC) در آزمایش‌های نهفتگی. فرضیات‌مان چنین بودند که کلوخه‌های کوچکتر، در مقایسه با کلوخه‌های بزرگتر، کربن آلی را بیشتر افزایش می‌دهند و تثبیت می‌کنند و اینکه، توزیع یکنواخت کلوخه‌ها در سرتاسر اعماق خاک اصلاحشده، در مقایسه با توزیع غیریکنواخت آن، مقدار کربن آلی را افزایش خواهد داد. دو مزرعه مطالعه شدند که با استفاده از روش‌های متفاوتی برای اصلاح با خاک رس شخم خورده بودند. خاک با برش‌هایی به عمق 10 سانتیمتر از قطعه‌ای به ابعاد 30 سانتیمتر برداشته و غربال شد تا اندازه کلوخه‌های آن بدست آمد و وزن تعداد کلوخه و غلظت کربن آلی تعیین شد. در اثر شخم زدن، خاک رس از عمق 40 تا 60 سانتیمتری بالا آمد و کلوخه‌های اندکی تشکیل شدند، که توزیع نامطلوبی در اعماق ناحیه تحت اصلاح داشتند. در اثر بیل‌زنی ، خاک رس موجود در عمق 20 تا 30 سانتیمتریِ زیر خاک معمولی مخلوط شد و کلوخه‌های کوچک زیادی تشکیل شدند، که توزیع یکنواخت‌تری در عمق 0 تا 30 سانتیمتریِ ناحیهُ تحت اصلاح داشتند. بیشترین غلظت کربن آلی در کوچکترین کلوخه‌ها مشاهده می‌شد، بویژه در سطح خاک.
با افزایش تعداد کلوخه، مقدار کربن آلی موجود نیز افزایش می‌یابد. بار دیگر، برای تعیین اثر اندازه و خواص کلوخه (غلظت خاک رس و آهن) بر انباشت و حفظ کربن آلی، از کلوخه‌های جمع‌آوری‌شده از این دو مزرعه در آزمایش‌های نهفتگی استفاده شد. کلوخه‌ها (با اندازه‌های 2 تا 6 و 6 تا 20 میلی‌متری) با نسبت mg80 خاک رس بر یک گرم ماسه به ماسه افزوده شدند و با شرایط رطوبت بهینه و افزودنِ ماهانهُ کُلَش گندم در آزمایش انباشت، به مدت 300 یا 420 روز در حالت نهفتگی نگهداری شدند. در مقایسه با کلوخه‌های بزرگتر (6 تا 20 میلی‌متری)، کلوخه‌های کوچکتر (2 تا 6 میلی‌متری) کربن آلی را با نرخ بیشتری انباشت کردند و تا اندازه بیشتری در برابر تجزیه میکروبی از آنها حفاظت کردند. این نتایج فرضیات‌مان را درباره اهمیت کلوخه‌های کوچکتر و توزیع یکنواخت عمودی برای افزایش کربن آلی تأیید کردند. علاوه بر این، مشخص شد که تعداد کلوخه نیز عامل مهمی برای افزایش محتوای کربن آلی است.
نتیجه می‌گیریم که در خاک‌های اصلاحشده با خاک رس، می‌توان با افزودن تعداد زیادی کلوخه کوچک که در سرتاسر اعماق ناحیه تحت اصلاح توزیع شده‌اند، محتوای کربن آلی را بهبود داد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه
علوم زمین و سیارات
فرآیندهای سطح زمین
چکیده انگلیسی
In agricultural soils, subsoil clay addition to sand has the potential to improve carbon sequestration by increasing soil organic carbon (OC) concentration through adsorption and occlusion. However, the factors influencing increased OC in these engineered soils are poorly understood. The addition of subsoil clay creates clods of different sizes, from a few mm up to 200â¯mm or more in diameter. This study assessed the i) size, number and vertical distribution of clods and OC at two clay-modified field sites and ii) effect of clod size and properties on OC in incubation experiments. The hypotheses were that smaller clods would increase and stabilise OC more than larger clods and that an even distribution of clods throughout the depth of modification will increase OC stock compared to patchy distribution. Two field sites with differing clay modification method, delved and spaded, were studied. Soil was excavated from a 30â¯cm quadrat in 10â¯cm increments down the profile, sieved into clod sizes and mass with clod number and OC concentration determined. Delving elevated clay from 40 to 60â¯cm depth and created few clods, which were poorly distributed in the depth of modification. Spading mixed clay from 20 to 30â¯cm below the soil surface and created many, smaller sized clods, which were more evenly distributed within the 0-30â¯cm modification depth. OC concentration was highest in the smallest clods, particularly at the soil surface. OC stock increased with clod number. Clods collected from the two field sites were further used in incubation experiments to determine the effect of clod size and properties (clay and iron concentration) on the accumulation and protection of OC. Clods (2-6 and 6-20â¯mm) were added to sand at 80â¯mgâ¯clayâ¯gâ1 sand and incubated 300 or 420â¯days at optimal moisture conditions with monthly wheat residue addition in the accumulation experiment. Smaller clods (2-6â¯mm) accumulated OC at a higher rate and offered greater protection from decomposition by microbes than larger clods (6-20â¯mm). These results support our hypotheses that smaller clods and even vertical distribution is important to increase OC. Furthermore, clod number was a critical factor in increasing OC content. We conclude that in clay-modified soils the addition of many, smaller sized clods distributed throughout the depth of modification can improve OC content.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Geoderma - Volume 335, 1 February 2019, Pages 123-132
Journal: Geoderma - Volume 335, 1 February 2019, Pages 123-132
نویسندگان
Amanda Schapel, Petra Marschner, Jock Churchman,