تاثیر سیستم های ریشه ای و نوع گیاه بر کیفیت فیزیکوشیمیایی و شاخص های پایداری ساختمان خاک

ریشه گیاه اثرات محسوسی بر خاک داشته و منجر به تغییرات معنی دار بر ویژگی های خاک می شود که این تغییرات تاثیر زیادی بر پتانسیل فرسایش پذیری خاک، مدیریت صحیح زمین و محصول دارد و بسیاری از عوامل شناخته شده موثر بر خاک مانند فعالیت میکروارگانسیم ها و خاک ورزی و در نهایت ساختمان خاک را تحت تاثیر قرار می دهد. ساختمان خاک به دلیل تاثیر بر سلامت خاک، کشاورزی پایدار و ترسیب کربن از اهمیت فراوانی برخوردار است. با توجه به اهمیت پایداری ساختمان خاک در کشاورزی پایدار و تاثیر گیاهان با سیستم های مختلف ریشه ای (یکی از مهم ترین عوامل موثر بر ویژگی های فیزیکی خاک) بر پایداری ساختمان و سایر ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک، هدف از این پژوهش بررسی تاثیر سیستم های ریشه ای گیاهان یونجه، زیره سبز، نخود، گندم و جو بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در اعماق متفاوت است.مواد و روش هااین پژوهش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد، استان خراسان رضوی انجام شد. کرت ها با ابعاد ۱۰۰×۱۰ متر و با سیستم های خاک ورزی مشخص، مدیریت شده و گیاهان یونجه، زیره سبز، نخود، گندم و جو بر اساس سیستم های ریشه ای، انتخاب و کشت شدند. قبل از کشت و در انتهای فصل رشد (زمان برداشت محصول)، نمونه های خاک دست خورده و دست نخورده از چهار عمق ۱۰-۰، ۲۰-۱۰، ۳۰-۲۰ و ۴۰-۳۰ سانتی متری اطراف ریشه گیاهان جمع آوری شدند. همچنین ریشه هر گیاه برداشت شد. نمونه های خاک برای ویژگی های شیمیایی و فیزیکی از جمله عناصر غذایی پرمصرف، نفوذپذیری و شاخص های پایداری ساختمان، آنالیز شدند. ویژگی های ریشه شامل چگالی طولی ریشه و چگالی ریشه اندازه گیری شد. از نرم افزار SAS برای آنالیز تجزیه واریانس و از Microsoft Excel برای رسم نمودارها استفاده شد. همچنین مقایسه میانگین تیمارها با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال ۵ درصد انجام شد.یافته ها نتایج نشان داد که بیشترین مقدار شوری در خاک زیرکشت گیاه گندم و جو (به ترتیب ۳/۲ و ۶/۱ دسی زیمنس بر متر) در عمق های ۰ تا ۴۰ سانتی متر خاک مشاهده شد. خاک زیرکشت گیاه زیره سبز حاوی بیشترین مقادیر کربن آلی در عمق های ۱۰-۰ و ۲۰-۱۰ سانتی متر بود (به ترتیب ۷۹/۰ و ۷۶/۰ درصد) و کمترین مقدار کربن آلی خاک (۲/۰ درصد) در عمق ۴۰-۳۰ سانتی متری مشاهده شد. مقدار نیتروژن در خاک زیرکشت گیاه نخود (۴۰-۰ سانتی متر) به طور معنی دار بیشتر از سایر گیاهان بود و بیشترین مقدار آن در عمق ۴۰-۳۰ سانتی متری خاک (۱/۰ درصد) به دست آمد. با افزایش عمق خاک، مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع خاک کاهش یافت و بیشترین آن در عمق ۱۰-۰ سانتی متری (۴۴/۲ سانتی متر بر دقیقه) گیاه یونجه و کمترین آن در عمق ۴۰-۳۰ سانتی متری (۴۹/۰ سانتی متر بر دقیقه) گیاه گندم به دست آمد. بیشترین مقدار شاخص پایداری ساختمان خاک (۱۵/۲ درصد) در خاک زیر کشت گیاه زیره سبز و کمترین مقدار آن (۴۸/۰ درصد) در عمق ۴۰-۳۰ سانتی متری خاک زیرکشت یونجه به دست آمد. میانگین شاخص پایداری خاک در تمام گیاهان مورد مطالعه کمتر از ۵ درصد بود که نشان دهنده تخریب ساختمان خاک ناشی از مقدار ناکافی کربن آلی در خاک است. نتیجه گیرینتایج این پژوهش نشان داد که گیاهان حتی با یکسان بودن نوع سیستم ریشه، اثرات متفاوتی بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک دارند. به طور کلی خاک زیرکشت گیاه زیره سبز کمترین شوری و بیشترین ماده آلی را داشت در نتیجه باعث افزایش شاخص پایداری ساختمان خاک شد. همچنین سیستم ریشه گیاه یونجه در ایجاد منافذ درشت و افزایش هدایت هیدرولیکی اشباع خاک بسیار موثر بود.

کلیدواژه ها:

بافت خاک ، پایداری ساختمان خاک ، چگالی طولی ریشه ، ریشه گیاه ، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها