پیامد نظام ‌های کشت بر شاخص پایداری و کربن آلی خاکدانه‌ها در خاک ‌های با سابقه بلند مدت کشت نیشکر

این مطالعه با هدف بررسی اثرات سیستم های مختلف کشت نیشکر بر برخی خصوصیات فیزیکوشیمیایی-بیولوژیکی خاک و شاخص های پایداری خاکدانه ها در بخشی از اراضی استان خوزستان انجام گرفت. بدین منظور، اثرات روش کاشت نیشکر (یک ردیفه و دو ردیفه)، و سن گیاه (یکساله و چند ساله) بر برخی خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک و مقدار پایداری خاکدانه خاک سطحی (30-0 سانتی‌متر) در مزارع نیشکر هفت تپه، که به‌مدت طولانی از ابتدای تاسیس مجتمع تحت کشت بوده اند، مورد بررسی قرار گرفت. در نمونه‌های خاک، مقادیر کربن آلی، کربن فعال، تنفس پایه، تنفس برانگیخته، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (mwd)، میانگین هندسی قطر خاکدانه ها (gmd)، درصد خاکدانه های پایدار و کربن خاکدانه ای اندازه گیری شد. نتایج نشان داد، کشت دوردیفه باز-رویش و زمین کشت نشده به‌ترتیب حاوی بیشترین (0.95 درصد) و کمترین (0.21 درصد) میزان کربن آلی خاک بودند و میزان کربن آلی به‌طور معنی‌دار در کشت های دوردیفه نخستین باز-رویش و تازه کشت، بیشتر از سایر کشت ها بود. مقدار تنفس پایه در کشت یک ردیفه سومین باز-رویش و تنفس برانگیخته در کشت دو ردیفه تازه کشت، به شکل معنی داری بیشتر از سایر کشت ها به‌دست آمد. بیشترین مقدار mwd و gmd در کشت های یک ردیفه سومین باز-رویش و یک ردیفه تازه کشت، و کمترین مقدار آنها در زمین کشت نشده مشاهده شد. بیشترین درصد خاکدانه‌‌های درشت (بزرگتر از 2 میلی‌متر) و خاکدانه های ریز (2-0.53 میلی‌متر)، به‌ترتیب در کشت های یک ردیفه تازه کشت و دوردیفه تازه کشت مشاهد شد. بیشترین درصد خاکدانه های متوسط در کشت های یک ردیفه تازه کشت، دوردیفه تازه کشت و دو ردیفه اولین باز-رویش مشاهد شد. بر طبق نتایج، اختلاف معنی داری بین کشت های مورد مطالعه در خصوص کربن آلی درون خاکدانه ها مشاهده شد، به‌نحوی‌که بیشترین میزان کربن آلی موجود در خاکدانه ها در خاکدانه های درشت (2-0.25 میلی‌متر)، به ‌ترتیب در کشت های دوردیفه دومین باز-رویش، دوردیفه تازه کشت و یک ردیفه تازه کشت مشاهد شد.

the effect of cultivation systems on stability index and organic carbon of aggregates in soils with long-term sugarcane cultivation history

soil aggregate stability is a crucial indicator for evaluating soil structure, quality, and health. this index affects the physical and hydrological functions of the soil, which, in turn, depend on plant primary production and the capacity of organic carbon decomposition. soil organic carbon plays a positive role in the formation and stability of soil aggregates. soil organic carbon (soc) causes a rapid decrease in water penetration into soil aggregates by creating a water-repellent coating around them and increases their stability against instant wetting stress. land use and management, including cultivation systems and tillage methods, have an important impact on the stability and size distribution of soil aggregates. mechanized sugarcane cultivation has a long history in khuzestan province, particularly in haft tepe sugarcane cultivation and industry. haft tepe agriculture is the first sugar production unit in iran. despite the increase in the use of chemical fertilizers, the yield of sugarcane crops has been decreasing due to the destruction of the physical properties of the soil. the study aimed to investigate the effects of different sugarcane cultivation systems on soil physicochemical-biological properties and soil stability indices in parts of khuzestan province. materials and methodssoils were sampled from the surface of five farms in the haft tepe sugarcane cultivation complex located in the northwest of khuzestan province. the farms included single-row, new planting cultivation (s-p); single-row, third ratoon cultivation (s-r3); double rows, new planting cultivation (d-p); double rows, first ratoon cultivation (d-r1); and uncultivated land (barren) that had been left unused for a long time. soil organic carbon content, active carbon content, basal respiration, induced respiration, water-stable aggregates, and aggregate organic carbon fractions were measured in the sampled soil. mean weight diameter (mwd) and geometric mean diameter (gmd) of soil aggregates were also calculated. results and discussionthe study found that the organic c content was highest in the double-rows+new planting (d-p) method and lowest in uncultivated land (0.95% and 0.12%, respectively). the increase in plant density, biomass, and plant residue addition in d-p cultivation has led to an improvement in soc content. the higher soc content in cultivated lands compared to uncultivated land indicates the positive effect of many years of cultivation and irrigation. among the different cultivations, double-row new planting (d-p) cultivation had significantly higher active carbon. in d-r1 cultivation, returning plant residues to the soil increased the soc (0.59%) and active carbon content. the burning of sugarcane plant residues during harvesting and land preparation for new sugarcane cultivation in s-p fields appears to have led to a decrease in active carbon. basal respiration and induced respiration values were significantly higher in single-row, third ratoon (s-r3) and double-row, new planting (d-p) cultivations, respectively. in s-r3 cultivation, the older plants and increased root biomass provided more rhizospheric organic c for microorganisms, resulting in higher microbial activity and respiration.