Journal of Rangeland

fa تعیین بهترین غلظت سیانوباکتری جهت بهبود حاصلخیزی خاک در مرتع (مطالعه موردی : حوزه آبخیز جمع آبرود) Determination of the best concentration of cyanobacteria to improve soil fertility in rangeland (Case study: Jamabroud catchment) تخصصي Special كاربردي Applicable سابقه و هدف: خاک به‌عنوان یکی از اجزای مهم و اصلی اکوسیستم به‌منظور تولید و رشد در عرصههای مرتعی از اهمیت به سزایی برخوردار است. یکی از میکرواورگانیسمهای زنده در خاک سیانوباکتریها هستند که بهعنوان نوعی پوستهزیستی در مراتع، نقش مهمی در افزایش حاصل‌خیزی خاک ایفا میکنند. آنها به دلیل تثبیت ازت و کربن تاثیر به‌سزایی در بهبود باروری خاک دارند. در این تحقیق اثرگذاری غلظتهای مختلف سیانوباکتری به عنوان یکی از پوستههای زیستی خاک و نهایتا تعیین بهترین غلظت در جهت بهینه شدن حاصل‌خیزی خاک در مرتع گلگنگک واقع در حوزه آبخیز جمعآبرود بررسی شده است. در سالهای اخیر استفاده از سیانوباکتریها در مناطق خشک و بیابانی به منظور تثبیت ازت مورد توجه قرار گرفته است ولی در مورد استفاده از غلظتهای مختلف و تعیین بهترین غلظت در مراتع تحقیق خاصی انجام نشده است، لذا پژوهش حاضر با هدف ارزیابی اثر تلقیح مستقیم سیانوباکتری با روش اسپری کردن به خاک و بررسی تاثیر آن بر فاکتورهای حاصلخیزکننده خاک و نهایتا تعیین بهترین غلظت از سیانوباکتری جهت اقدامات اصلاحی در مرتع انجام شده است. مواد و روشها: مرتع مورد مطالعه با نام محلی گلگنگک است که در یکی از مراتع نیمه استپی در حوزه آبخیز جمعآبرود قرار دارد، این حوزه یکی از زیرحوزهها در حوزهآبخیز بزرگ حبلهرود می باشد. دراین تحقیق ابتدا با نمونهبرداری از افق سطحی خاک، واقع در عمق (cm20-0) سیانوباکتریهای منطقه جمعآوری و در شرایط آزمایشگاه خالصسازی شدند. این خالصسازی تا حد جنس ادامه یافت و نهایتا 3 جنس غالب از سیانوباکتری منطقه شناسایی گردیدند که به‌ترتیب الویت عبارتند از: Osillatoria، Phormidium، Nostoc . در مرحله بعد سه غلظت مختلف از سیانوباکتری شامل 1012 ، 1010 و 108  عدد سلول سیانوباکتری در یک لیتر سوسپانسیون BBM (Bold Basal Medium) تهیه شده و به‌طور مستقیم در عرصه در فصل بهار پاشش گردید. در فواصل زمانی 15، 30، 45 و 180 روز پس از پاشش مجددا از خاک نمونهبرداری گردید و فاکتورهای حاصل‌خیزی که شامل (نیتروژن، پتاسیم، کربن آلی و pH) بررسی گردید. به این صورت که پس از تهیه عصاره خاک،  واکنش خاک با استفاده از دستگاه pH متر، کربن آلی با روش تیتر کردن، نیتروژن با روش کلدال، پتاسیم با استفاده از استات آمونیوم و شیک کردن اندازه گیری گردید. نتایج: نتایج نشان داد ارتباط معنیداری (05/0>p) بین کرت شاهد و کرتهای تلقیح وجود دارد. نیتروژن، پتاسیم و کربن آلی به‌ترتیب افزایشی حدود 3/21، 3/51 و 3/51 درصد را در انتهای دوره آزمایش نشان دادند و pH به میزان 4/0 کاهش را دارا بود. از آنجا که سیانوباکتریها باعث تثبیت نیتروژن در خاک میشوند، بنابراین در حاصل‌خیزی خاک تاثیر به‌سزایی دارند. نتیجهگیری: با بررسی غلظتهای مختلف سیانوباکتری در زمانهای مختلف مشخص شد که با پاشش سیانوباکتری در مرتع مزبور فاکتورهای حاصل‌خیزی خاک از جمله نیتروژن، پتاسیم و کربن آلی افزایش یافت و نهایتا غلظت 108 لیتر به عنوان بهترین غلظت جهت بهبود وضعیت خاک از لحاظ حاصل‌خیزی تعیین گردید. به‌طور کلی نتایج این تحقیق میتواند به عنوان اولین قدم در بررسی امکان استفاده از روشهای زیست محیطی موثر و سریع جهت کمک به بهبود وضعیت حاصل‌خیزی خاک در  مراتع مختلف به ویژه مراتع تخریب یافته محسوب و مورد توجه قرار گیرد. البته نباید فراموش کرد که با توجه به نتایج این تحقیق هر چند پوستههای زیستی اعم از خزه، سیانوباکتری، جلبک و گلسنگ میتوانند باعث بهبود حاصل‌خیزی خاک شود، ولی تعیین غلظت بهینه در هر مرتع جهت اقدامات اصلاحی بسیار مهم بوده و بایستی نسبت دوزهای مورد استفاده در هر شرایط به صورت کاملا علمی و دقیق تعیین و مورد توجه قرار گیرد.   Background and objectives: Soil is a crucial component of ecosystem function and productivity in rangeland areas. Cyanobacteria, as one of the living microorganisms in soil, play an essential role in increasing soil fertility by fixing nitrogen and carbon. In this study, we aimed to investigate the effect of different concentrations of cyanobacteria on soil fertility in Golgangak rangelands in Jamabroud watershed and determine the optimal concentration of cyanobacteria to improve soil fertility. Methodology: We collected cyanobacteria from the soil surface horizon (0-2cm deep) and identified three dominant genera of cyanobacteria, including Nostoc, Phormidium, and Osillatoria. We prepared three different concentrations of cyanobacteria, including 1012, 1010, and 108 cyanobacterial cells per liter of BBM suspension and sprayed them directly into the field. We evaluated soil fertility factors, including nitrogen, potassium, organic carbon, and pH, by resampling soil samples at 15, 30, 45, and 180 days after inoculation. Results: The results showed a significant relationship (p <0.05) between control and inoculation plots. Nitrogen, potassium, and organic carbon showed an increase of about 21.3%, 51.3%, and 51.3%, respectively, at the end of the experiment, while pH decreased by 0.4. The concentration of 108 liters was determined to be the optimal concentration to improve soil fertility in terms of nitrogen, potassium, and organic carbon. Conclusion: Our findings suggest that spraying cyanobacteria in Golgangak rangelands can increase soil fertility factors. The concentration of 108 liters was determined to be the optimal concentration to improve soil fertility in terms of nitrogen, potassium, and organic carbon. This research can be considered as the first step in investigating the possibility of using effective and fast environmental methods to improve soil fertility in different ranges, especially degraded ranges. However, it is crucial to determine the optimal concentration of cyanobacteria for each range to ensure the effectiveness of corrective measures.   پوسته های زیستی خاک, منطقه نیمه استپی, غلظت بهینه Biological soil crust, Semi-arid region, Optimal concentration 32 44 http://rangelandsrm.ir/browse.php?a_code=A-10-455-1&slc_lang=fa&sid=1 Mahbobeh Mirzahoseini محبوبه میرزاحسینی m.mirzahosseini@ut.ac.ir 100319475328460015605 100319475328460015605 Yes Department of Arid and Mountains Regions Reclamation, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج Mohammad Jafari محمد جعفری mjafary@ut.ac.ir 100319475328460015606 100319475328460015606 No Department of Arid and Mountains Regions Reclamation, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج Hossein Azarnivand حسین آذرنیوند . hazar@ut.ac.ir 100319475328460015607 100319475328460015607 No Department of Arid and Mountains Regions Reclamation, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج Ali Tavili علی طویلی . atavili@ut.ac.ir 100319475328460015608 100319475328460015608 No Department of Arid and Mountains Regions Reclamation, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج Behrooz Zarei Darki بهروز زارعی دارکی zareidarki@modares.ac.ir 100319475328460015609 100319475328460015609 No Department of Marine Biology, Faculty of Marine Sciences, University of Tarbiat Modares, Nour گروه زیست دریا، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور Yolanda Canton Castilla یولاندا کانتون ycanton@ual.es 100319475328460015610 100319475328460015610 No Department of Agronomy (soil science and Agricultural chemistry), University of Almeria, Spain گروه خاک شناسی، دانشگاه آلمریا