پهنه بندی و ارزیابی پتانسیل ترسیب کربن، تولید خالص اولیه و ضرایب تخصیص کربن در گیاه سویا (Glycine max L.) در شهرستان گرگان

Abstract

تغییر اقلیم و تشدید گرمایش جهانی یکی از مهم‌ترین چالش­ها در توسعه پایدار محسوب می­گردد که ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه­ای در اتمسفر می­باشد. دی­اکسیدکربن عمده­ترین جزء گازهای گلخانه­ای محسوب می­شود. به­منظور کاهش دی­کسیدکربن اتمسفر و ایجاد تعادل در محتوای گازهای گلخانه­ای، کربن اتمسفر می­بایـست جذب و در شکل­های آلی ترسیب گردد. به‌منظور برآورد پتانسیل ترسیب کربن در اندام‌های گیاه سویا (Glycine max L.) در اراضی زراعی شهرستان گرگان طی سال زراعی 96- 1395، نمونه­برداری از 150 مزرعه به‌روش تصادفی با کوادرات 5/0 × 5/0 مترمربعی انجام و اندام‌های هوایی و زیرزمینی به‌صورت جداگانه به‌طور کامل برداشت شده و به آزمایشگاه تحقیقات زراعی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان منتقل گردید. برای تعیین پتانسیل ترسیب کربن در اندام‌های سویا (شامل غلاف و بذر، ساقه، برگ و ریشه) از روش احتراق استفاده شد. همچنین نسبت اندام هوایی به زیرزمینی و شاخص برداشت به‌منظور تعیین تولید خالص اولیه بر اساس کربن در اندام هوایی، زیرزمینی و کل گیاه و ضرایب تخصیص کربن در هر یک از اندام‌های گیاهی نیز برآورد شد. بعد از بررسی نرمال بودن داده­ها، با استفاده از انواع روش­های مختلف درون‌یابی در محیط ArcGIS، توزیع مکانی پتانسیل ترسیب کربن در اندام‌های گیاهی برگ، ساقه، دانه، غلاف و ریشه سویا ترسیم شد. نتایج روش­های درون‌یابی نشان داد که روش کریجینگ بهترین مدل جهت درون‌یابی پتانسیل ترسیب کربن در اراضی زراعی شهرستان گرگان می­باشد. میزان پتانسیل ترسیب کربن در برگ، ساقه، دانه، غلاف و ریشه به‌ترتیب 64/579، 81/744، 16/881، 16/340 و 21/540 کیلوگرم در هکتار به‌دست آمد. اصولاً عوامل مختلفی بر میزان ترسیب کربن مؤثرند، به‌عنوان مثال بهبود کیفیت خاک، افزایش میزان مواد آلی خاک و کاهش عملیات خاک‌ورزی از دلایل اصلی افزایش ترسیب کربن است. در مزارع سویا علاوه‌بر بهبود ساختمان خاک به‌واسطه تثبیت زیستی نیتروژن در ریشه‌ها، اضافه کردن بقایای گیاهی از جمله ساقه­ها به خاک می­تواند به‌طور مستقیم محتوی ماده آلی بهبود ببخشد و به‌طور غیرمستقیم در بهبود ترسیب کربن تأثیرگذار باشد. همچنین در این تحقیق بعد از دانه، رتبه دوم تجمع کربن به ساقه­ها اختصاص یافت. علت بالا بودن میزان پتانسیل ترسیب کربن در دانه گیاه سویا را می­توان فراهمی کمتر رطوبت خاک در هنگام پر شدن دانه­ها دانست. با توجه به متوسط شاخص برداشت 32 درصد و عملکرد دانه 13/3461 کیلوگرم در هکتار، نسبت اندام هوایی به ریشه 30/4 و میزان تولید خالص کل گیاه (NPPc) 83/6734 کیلوگرم در هکتار، تولید خالص اندام هوایی (ANPPc) 2/4867 کیلوگرم در هکتار و تولید خالص بخش زیرزمینی (BNPPc) 63/1867 کیلوگرم در هکتار برآورد شد. میزان سهم ضریب تخصیص هر یک از اندام‌های اقتصادی، ساقه و برگ، ریشه و ترشحات ریشه به‌ترتیب برابر با 23/0، 49/0، 16/0 و 12/0تعیین گردید. نتایج پهنه­بندی نشان داد که در بخش­های شرقی، شمال و جنوب شرقی بیشترین و در بخش­های مرکزی، غرب و جنوب غربی محدوده کشاورزی شهرستان گرگان کمترین میزان پتانسیل ترسیب کربن مشاهده شد. به‌طوری‌که، میزان کل پتانسیل ترسیب کربن (مجموع اندام هوایی و زیرزمینی) در گیاه سویا در این بررسی برابر با 98/3085 کیلوگرم در هکتار برآورد شد. در این بررسی بیشترین میزان سهم نسبی کربن به اندام‌های هوایی (مجموع ساقه و برگ) و بعد از آن­ها به دانه اختصاص یافت و کربن حاصل از ترشحات ریشه کمتر از سایر اندام‌های گیاه بود، چرا که رابطه مستقیمی بین میزان تسهیم کربن و نوع گونه گیاهی وجود دارد، به‌طوری­که معمولاً هر چه نسبت بافت­های چوبی درگیاه بیشتر باشد، توان جذب کربن افزایش می­یابد. همچنین پایین­تر بودن سهم اندام زیرزمینی گیاه سویا نسبت به کل اندام هوایی، باعث کاهش میزان حجم ریشه و تراوه­های ریشه­ای شده است. به‌طور کلی، نتایج نشان داد که بین اندام‌های گیاهی از نظر میزان پتانسیل ذخیره‌سازی کربن اختلاف وجود دارد و برخی از عوامل مانند مدیریت زراعی مزرعه، خاک و شرایط اقلیمی می­تواند بر میزان آن تأثیرگذار باشد.

Keywords

• اندام‌های گیاهی
• تولید خالص کربن
• درون‌یابی