ارزیابی بیلان کربن و انتشار دی اکسیدکربن از سطح خاک در نظام های زراعی بدون خاک ورزی

با توجه به حجم بالای ذخیره کربن خاک، کوچک ترین تغییرپذیری ها در میزان کربن آلی ذخیره شده در خاک، اثرهای بسیار بزرگی بر بیلان کربن در اتمسفر می‏گذارد. بنابراین بررسی اینکه خاک منبع یا مخزن کربن است، در بوم نظام های کشاورزی تحت تاثیر عامل های طبیعی و مدیریت زراعی، نقش مهمی را در راستای بررسی ها برای تعدیل و سازگاری به تغییرپذیری های اقلیمی ایفا می کند. بیلان کربن یکی از راه کارهای بنیادین برای درک این موضوع است که آیا یک بوم نظام زراعی در منطقه ای مشخص، منبع دی اکسید کربن یا مخزن آن می باشد. افزایش ذخیره کربن در خاک افزون بر بهبود شرایط فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک، باعث کاهش انتشار دی اکسیدکربن به اتمسفر شده و در نتیجه باعث کاهش پیامدهای گرمایش جهانی نیز می شود. هدف از این پژوهش، بررسی انتشار دی اکسیدکربن و بیلان کربن در خاک زراعی تحت تاثیر مدیریت پسماندهای آلی می باشد.
آزمایش در دو سال 1390 و 1391 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد با 5 تیمار در سه تکرار در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل شخم صفر با 0، 2، 4، 8 و 16 تن در هکتار کاه و کلش گندم بود. شایان یادآوری است که مزرعه در سه سال تحت کشت گندم تک کشتی بود. دی اکسیدکربن انتشار یافته از سطح خاک از روش محفظه بسته اندازه گیری شد. اندازه گیری انتشار دی اکسید کربن 6 بار در طول فصل رشد گندم انجام شد و این اندازه گیری ها به منظور کم کردن اثر خطای تغییرپذیری های دمای روزانه بین ساعت 9 صبح الی 12 ظهر انجام شد.
نتایج و بحث: نتایج آزمایش نشان داد که دمای خاک در تیمارهای دارای پسماندهای گندم به طور معنی داری از خاک لخت (بدون پسماند) پایین تر بود و بزرگ ترین اختلاف دمای خاک در تیمار 16 تن پسماند نسبت به خاک لخت در اردیبهشت سال 92 مشاهده شد. سرعت انتشار روزانه دی اکسیدکربن در فصل های مختلف سال از 1/0 تا 4/4 گرم کربن در مترمربع در روز متفاوت بود و بالاترین سرعت انتشار با 3/4 و 4/4 گرم کربن در مترمربع در روز به ترتیب برای سال های 91 و 92 در ماه مرداد در تیمار 16 تن پسماند ثبت شد. بالاترین انتشار سالانه کربن در تیمار 16 تن پسماند در هکتار به ترتیب با 7/3 و 6/3 تن کربن در هکتار برای سال 1390 و 1391 به دست آمد و کمترین سرعت انتشار سالانه کربن با 7/0 و 9/0 تن کربن در هکتار به ترتیب در دو سال این بررسی در خاک لخت مشاهده شد. منفی ترین بیلان کربن (9/0-) در خاک لخت و مثبت ترین بیلان کربن (12/3) در تیمار 16 تن پسماند در هکتار مشاهده شد. همچنین نتایج به دست آمده از این ارزیابی رابطه نمایی مثبت با همبستگی بیش از 85 درصد را بین دمای خاک و انتشار دی اکسیدکربن از سطح خاک نشان داد.
پسماندها به طور معنی داری دمای خاک را تحت تاثیر قرار می دهد و بین دمای خاک و میزان انتشارکربن از سطح خاک همبستگی مثبتی وجود دارد. کمترین میزان انتشار کربن از خاک در تیمار خاک لخت مشاهده شد ولی این تیمار دارای بیلان منفی تر از نظر کربن نسبت به تیمارهای دارای پسماندها بود. استفاده از نظام زراعی بدون شخم (صفر) و نگهداری پسماندها در سطح خاک بیلان کربن خاک را رو به مثبت برده و خاک های بوم نظام های زراعی را تبدیل به مخزنی برای کربن می سازد که در راستای تعدیل تغییرپذیری اقلیم و گرمایش جهانی، این امر پیامدهای شایان توجهی بر کاهش انتشار کربن به اتمسفر و ترسیب آن در خاک دارد.