ارزیابی خدمات و بیلان کربن خاک در اکوسیستم های مختلف کشاورزی در استان خراسان

به منظور ارزیابی خدمات و کارکردهای خاک تحت تاثیر مدیریت های مختلف پرنهاده و کم نهاده در استان خراسان، نمونه برداری از 10 مکان تحت مدیریت های مختلف زراعی و باغی در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار نمونه به عنوان تکرار از هر نوع مدیریت در بهار سال 1393 انجام شد. نمونه برداری از عمق 30-0 سانتی متر خاک در مزارع کم نهاده شامل مزارع چندساله زعفران و باغات میوه و مزارع پرنهاده یک ساله کشاورزان شامل گندم و ذرت و مزارع ساله آزمایشی (مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد) برداشت و خصوصیات مختلف فیزیکی (شامل وزن مخصوص ظاهری)، شیمیایی (شامل محتوی کربن آلی، نیتروژن کل، فسفر قابل دسترس، پتاسیم قابل دسترس، شاخص واکنش و هدایت الکتریکی) و بیولوژیکی (میزان کربن زیست توده میکروبی، فعالیت آنزیم های فسفاتاز و دهیدروژناز) اندازه گیری شد. سطح زیر کشت و میزان مصرف نهاده های شیمیایی شامل نیتروژن، فسفر، پتاسیم، علف کش، حشره کش و قارچ کش محصولات زراعی شامل گندم، گوجه فرنگی، یونجه، ذرت، سیب زمینی، چغندرقند و کلزا طی سال 1393 تعیین شد. میزان انتشار گازهای گلخانه‏ای شامل دی اکسید کربن (2CO)، اکسید نیتروژن (O2N) و متان (4CH) با استفاده از ضرایب انتشار و سپس پتانسیل گرمایش جهانی تعیین گردید. نتایج نشان داد که اثر نوع مدیریت اکوسیستم بر کلیه خصوصیات مورد مطالعه خاک به جز شاخص واکنش معنی دار (01/0≥p) بود. به کارگیری مدیریت پرنهاده و رایج در مزارع آزمایشی و یک ساله کشاورزان باعث کاهش محتوی کربن آلی، نیتروژن کل، فسفر قابل دسترس، پتاسیم قابل دسترس، هدایت الکتریکی، کربن زیست توده میکروبی، فعالیت آنزیم های فسفاتاز و دهیدروژناز و ترسیب کربن خاک در مقایسه با مزارع چندساله زعفران شد، در حالی که وزن مخصوص ظاهری افزایش یافت. بیشترین و کمترین کربن آلی خاک به ترتیب برای باغ های چندساله و مزارع رایج یک ساله آزمایشی با 104/0 و 036/0 درصد حاصل شد. بیشترین و کمترین کربن ترسیب شده خاک به ترتیب برای باغ های چندساله و مزارع رایج یک ساله آزمایشی با 31/355 و 48/182 کیلوگرم کربن در هکتار مشاهده شد. اجرای عملیات مدیریتی در مزارع چندساله، مزارع یک ساله ذرت و مزارع یک ساله گندم به ترتیب موجب کاهش 12، 35 و 41 درصدی کربن ترسیب شده خاک در مقایسه با باغ های چندساله شد. بیشترین پتانسیل گرمایش جهانی برای سیب زمینی با 69/3 تن معادل 2CO به ازای هر هکتار محاسبه شد که نسبت به گندم، چغندرقند، گوجه فرنگی و ذرت به ترتیب 53، 37، 16 و 12 درصد بالاتر بود. کمترین پتانسیل گرمایش جهانی برای کلزا با 35/1 تن معادل 2CO به ازای هر هکتار به دست آمد. بدین ترتیب، کاهش مصرف کودهای شیمیایی و افزایش مصرف انواع نهاده های آلی را می توان به عنوان راهکاری اکولوژیک در مدیریت پایدار اکوسیستم های زراعی مدنظر قرار داد که از طریق کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و به تبع آن تخفیف تغییر اقلیم را به دنبال دارد.