پتاسیم زیست توده میکروبی خاک در گروهی از خاک‌های آهکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصل کارشناسی ارشد

2 استاد گروه خاک شناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

سابقه و هدف: زیست توده میکروبی بخش مهمی از ماده آلی خاک را می‌سازد که اندازه‌گیری آن برای آگاهی از شناخت کارکرد اکوسیستم خاک بسیار کمک کننده است. روش‌های پیشنهاد شده برای اندازه‌گیری زیست توده میکروبی به نوبه خود دارای برتری‌ها و کمبودهایی هستند که نیاز است هنگام بهره‌گیری مورد توجه قرار گیرد. روش بکاررفته باید دقیق و تکرار پذیر بوده و بتواند زیست توده میکروبی را در گروه بزرگی از خاک‌ها به خوبی اندازه‌گیری نماید. تاکنون عناصری مانند کربن، نیتروژن، گوگرد و فسفر زیست توده میکروبی به کمک روش گازدهی با کلروفرم - عصاره‌گیری (CFE) اندازه‌گیری شده است. اندازه اندوخته پتاسیم در زیست توده میکروبی خاک همانند یکی از اندوخته‌های اکولوژیک این عنصر در خاک کمتر بررسی شده است. با توجه به نبود آگاهی از این اندوخته اکولوژیک، این پژوهش با هدف شناخت اندازه اندوخته پتاسیم زیست توده میکروبی خاک و مقایسه آن با دیگر ریخت‌های پتاسیم درخاک‌های آهکی انجام گردید.
مواد و روش‌ها: برای این پژوهش 10 نمونه خاک از ژرفای 0 تا 15 سانتی‌متری خاک‌های آهکی استان‌های اصفهان و چهارمحال و بختیاری برداشت شدند. ویژگی‌های مهم فیزیکی و شیمیایی خاک‌ها مانند اندازه pH، هدایت الکتریکی، کربن آلی، آهک و بافت خاک با روش‌های استاندارد آزمایشگاهی برآورد گردید. پتاسیم تبادلی و غیرتبادلی به ترتیب با بهره‌گیری از روش‌ استخراج با استات آمونیوم 1مولار (CH3COONH4) و اسید نیتریک جوشان (HNO3) اندازه‌گیری شدند. پتاسیم زیست توده میکروبی خاک نیز به روش گازدهی با کلروفرم - عصاره‌گیری و با اعمال ضریب بازیابی پتاسیم زیست توده میکروبی اندازه‌گیری شد.
یافته‌ها: بر پایه یافته‌های این پژوهش اندازه پتاسیم تبادلی و غیر‌تبادلی خاک‌های بررسی شده به ترتیب در دامنه 3/205 -1/458 و 3/338 -1028میلی‌گرم در کیلوگرم بود. دامنه پتاسیم زیست توده میکروبی3/30 -4/209 میلی‌گرم در کیلوگرم با میانگین4/120 میلی‌گرم در کیلوگرم بود که بطور میانگین 9/12 درصد مجموع پتاسیم تبادلی و غیرتبادلی خاک راتشکیل می‌دهد. ارزیابی نتایج نشان داد که بر پایه میانگین‌های برآورد شده، اندازه پتاسیم تبادلی خاک‌ 6/2 برابر و پتاسیم غیرتبادلی 1/5 برابر بزرگتر از پتاسیم زیست توده میکروبی خاک بود. بررسی داده‌های بدست آمده هم‌بستگی چشم‌گیری را میان پتاسیم زیست توده میکروبی با دیگر ریخت‌های پتاسیم در خاک نشان نداد.
نتیجه‌گیری: این پژوهش نشان داد که پتاسیم زیست توده میکروبی خاک می‌تواند خاستگاه مهمی از پتاسیم خاک ‌باشد که فراهمی آن در خاک‌های آهکی هم‌بستگی معنی‌داری با دیگر ریخت‌های پتاسیم در خاک ندارد. هم‌چنین بر پایه یافته‌های این پژوهش، پتاسیم زیست توده میکروبی در خاک‌های آهکی اندوخته‌ای بزرگ است که تاکنون چندان بررسی نشده است. از آنجایی که این بخش از پتاسیم خاک را نمی توان از روی دیگر ریخت‌های پتاسم خاک برآورد کرد، نیاز است برای برآورد دقیق اندوخته‌های فراهم پتاسیم، اندازه آن به کمک روش بکاررفته در این پژوهش برآورد گردد.‌

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Microbial Biomass Potassium in Calcareous Soils

چکیده [English]

Background and objectives: Soil microbial biomass is a functional part of soil organic matter. Precise determination of nutrients in the soil microbial biomass has attracted many attentions due to its major role in soil ecosystem function and services. All the soil biomass measurement techniques represent a number of advantages and disadvantages and need to be implicated under controlled conditions. Measurement techniques are generally supposed to be accurate and precise and can be used widely for a large number of various soils. Chloroform-fumigation extraction (CFE) technique has been widely used in order to determine carbon, nitrogen, sulfur and phosphorus. There is a lack of information regarding the size of microbial biomass K (Kmic) in calcareous soils. Therefore, a study was conducted to investigate the relative size of Kmic in calcareous soils compared to other forms of soil K.
Materials and methods: For this purpose, 10 calcareous soil samples were collected from 0-15cm depth of calcareous soils of Isfahan and Chaharmahal-va-Bakhtiari provinces. Some Physical and chemical properties of soil such as pH and Electrical Conductivity (EC), soil organic C content (SOC), calcium carbonate equivalent and texture of the soils were determined by standard methods. Soil exchangeable and non-exchange K were measured by 1 mol L-1 CH3COONH4 and boiling HNO3, respectively. Microbial biomass K was determined by chloroform fumigation extraction method, using the suggested microbial biomass K conversion factor.
Results: Our findings indicated that soil exchangeable K was ranged from 205.3 to 458.1 mg kg-1 and Soil nonexchangeable varied from 338.8 to 1028 mg kg-1. The values of Kmic was ranged from 30.3 to 209.4 mg kg-1 with a mean of 120.4 mg kg-1 which forms 12.9% of total exchangeable and nonexchangeable K on average. Calculating the relative amounts of different soil K pools revealed that, exchangeable K was 2.6 times greater than that of Kmic while, nonexchangeable was 5.1 times greater than that of Kmic. No significant correlation was observed between Kmic and other K pools in soil.
Conclusion: Overall, from a quantitative point of view, Soil microbial biomass K is a considerable source of K that is not possible to be predicted from other K sources in soil and is hypothesized to be a part of K labile pools in calcareous soils. In conclusion, Kmic should be considered as a major K pool in soil which has already been neglected and there is a need to be precisely determined in order to accurate evaluation of plant available K pool in soils.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chloroform Fumigation- Extraction
  • potassium
  • Microbial Biomass
1.Anderson, J.P.E., and Domsch, K.H. 1978. Mineralization of bacteria and fungi in
chloroform-fumigated soils. Soil Biol. Biochem. 10: 207-213.
2.Burt, R. 2004. Soil survey laboratory methods manual: Soil survey investigations (Report
No. 42, version 4.0). Washington, D.C. U.S. Department of Agriculture, 700p.
3.Helmke, P.A., and Sparks, D.L. 1996. Lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium.
P 551-554, In: D.L. Sparks, (ed.), Methods for soil analysis. Chemical properties, Part 3. Soil
Science Society of America. Madison. WI. USA.
4.Horwath, W.R., and Paul, E.A. 1994. Microbial biomass. P 753-773, In: R.W. Weaver., J.S.
Angle and P.S. Bottomley. (eds.), Methods of Soils Analysis. Microbiological and
Biochemical Properties, Part 2. Soil Science Society of America. Madison, WI. USA.
5.Insam, H. 2001. Development in soil microbiology since the mid-1960s. Geoderma.
100: 389-402.
6.Jenkinson, D.S., and Powlson, D.S. 1976. The effects of biocidal treatments on metabolism in
soil. A method for measuring soil biomass. Soil Biol. Biochem. 8: 209-213.
7.Jenkinson, D.S., Brooks, P.C., and Powlson, D.S. 2004. Measuring soil microbial biomass.
Soil Biol. Biochem. 36: 5-7.
8.Khan, K.S., Heinze, S., and Joergensen, R.G. 2009. Simultaneous measurement of S,
macronutrients, and heavy metals in the soil microbial biomass with CHCl3fumigation and
NH4NO3 extraction. Soil Biol. Biochem. 41: 309-314.
9.Lorenz, N., Verdel, K., Ramsier, C., and Dick, R.P. 2010. A Rapid Assay to Estimate Soil
Microbial Biomass Potassium in Agricultural. Soil Sci. Soc. Amer. J. 74: 512-516.
10.Madigan, M., Martinko, J.M., Park, J., and Brock, T.D. 1997. Biology of Microorganisms.
Prentice Hall International (UK). London. 1030p.
11.Scheffer, F. 2002. Lehrbuch der Bodenunde (Soil science textbook). Spektrum Verlag,
Heidelberg. Germany. 593p.
12.Sparks, D.L. 1987. Potassium dynamics in soils. Advances in Soil Science. 6: 1-63.
13.Sparks, D.L., and Huang, M. 1985. Physical Chemistry of Soil Potassium. P 201-276.
In: R.D. Munson. (ed.), Potassium in Agriculture. Soil Science Society of America.
Madison, WI. USA.
14.Vance, E.D., Brookes, P.C., and Jenkinson, D.S. 1987. An extraction method for measuring
soil microbial biomass. Soil Biol. Biochem. 19: 703-707.
15.Yamashita, K., Honjo, H., Nishida, M., Kimura, M., and Asakawa, S. 2014. Estimation of
microbial biomass potassium in paddy field soil. Soil Sci Plant Nut. 60: 512-519.