نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• بهزاد بهتری ¹
• زینب جعفریان جلودار ²
• حسینعلی علیخانی ³

¹ دکتری علوم مرتع، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران.

² دانشیار دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران.

³ استاد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکدۀ مهندسی و فناوری کشاورزی‌، دانشگاه تهران، کرج، البرز، ایران.

چکیده

تنفس هتروتروفیک خاک که حاصل تجزیۀ مواد آلی خاک می­باشد؛ تحت تأثیر عوامل محیطی به­خصوص دما قرار دارد. مدل­های مختلفی برای درک پاسخ تنفس خاک به درجه حرارت و همچنین حساسیت دمایی تنفس خاک (Q₁₀) به کار رفته است. هدف از این مطالعه بررسی پاسخ تنفس خاک به تغییرات دما با استفاده از تکنیک انکوباسیون و بررسی مدل­های مختلف در دو سیستم مدیریتی متفاوت است. به این منظور، نمونه­های دست نخورده خاک که از اکوسیستم مرتع چرا شده و قرق واقع در منطقه فندقلوی اردبیل برداشت شده بود؛ به مدت 4 هفته در سطوح دمایی 10، 20 و 30 درجۀ­سانتی­گراد انکوباسیون گردید. مقدار تنفس خاک براساس روش جذب قلیا اندازه­گیری شد. از رگرسیون غیر خطی و الگوریتم لوینبرگ- مارکوارد برای تعیین پارامترهای مدل استفاده شد. در هر دو اکوسیستم میزان افزایش تنفس هتروتروفیک خاک با افزایش دما به صورت نمایی بود. میزان تنفس در خاک مرتع چرا شده در هر سه سطوح دمایی بالاتر از مرتع قرق بود. اکثر مدل­هایی که رابطۀ بین میزان تنفس خاک و دما را توصیف می­کنند؛ برازش مناسبی به داده­های آزمایش به­خصوص در مرتع قرق نشان دادند. Q₁₀ در خاک مرتع چرا شده (21/1) بالاتر از مرتع قرق (97/0) بود. در کل با توجه به ضرایب مدل­ها و آنالیز­Q₁₀ ، مدل آرهینیوس می­تواند مناسب­ترین مدل جهت بیان رابطۀ بین تنفس خاک با دما و همچنین برآورد عددی مناسب برای Q₁₀ خاک باشد.

کلیدواژه‌ها

• انکوباسیون
• الگوریتم لوینبرگ-مارکوارد
• حساسیت دمایی تنفس خاک (Q10)
• مدل آرهینیوس

عنوان مقاله [English]

Measurement and Modeling of the heterotrophic soil respiration response to temperature in grazing and grazing exclosure rangeland

نویسندگان [English]

• behzad behtari ¹
• Zeinab Jafarian ²
• Hossenali Alikhani ³

¹ Department of Natural Resources, Sari Agriculture Science and Natural Resources University Sari, Iran

² Department of Natural Resources, Sari Agriculture Science and Natural Resources University Sari, Iran,

³ Department of Soil Science, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, University of Tehran, Tehran, Iran,

چکیده [English]

Soil heterotrophic respiration, which is the result of soil organic matter decomposition, is affected by environmental factors, especially temperature. A variety of models have been proposed to understanding the respiration response of the soil to temperature and respiration sensitivity to temperature (Q10). The aim of this study was to evaluate the respiration response of soil to temperature variations using incubation technique and to examine variety of models in two different management systems. For this purpose, Intact soil samples were collected from a grazing and grazing exclosure in Fandoghlo Ardebil, incubated for 4 weeks at 10, 20 and 30 ° C temperature. Soil respiration was measured by alkaline adsorption method. Nonlinear regression method and The Levenberg-Marquardt algorithm were used to determine the parameters of models. Both ecosystem showed an exponential increase in Soil heterotrophic respiration with temperature. The rate of respiration in soil of grazing, at all three temperature levels, was higher than grazing exclosure. Most models describing the relationship between soil respiration and temperature showed a good fit to the experimental data, especially in the grazing exclosure. Q10 in the grazing (1.21) was higher than the grazing exclosure (0.97). In general, based on the coefficients of the models and the Q10 analysis, the Arrhenius model can be better than the others of model for expressing the relationship between soil respiration with temperature, as well as good numerical estimation for Q10 of soil.

کلیدواژه‌ها [English]

• Incubation
• The Levenberg-Marquardt algorithm
• Q10
• Arrhenius model