| تعداد نشریات | 284 |
| تعداد نشریات سازمان | 82 |
| تعداد شماره‌ها | 3,079 |
| تعداد مقالات | 34,325 |
| تعداد مشاهده مقاله | 47,464,045 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 78,433,367 |
اثرپذیری محتوای ماده آلی و نیتروژن بسترهای خشک‌شده تالاب‌های فصلی از تلقیح سطوح مختلف سیانوباکتریایی | ||
| پژوهش های آبخیزداری | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 31 شهریور 1404 | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/wmrj.2025.370375.1629 | ||
| نویسندگان | ||
| صائمه صادقی گجوتی1؛ حسین خیرفام* 2؛ سعید نجفی3 | ||
| 1دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 2دانشیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ایران. | ||
| 3استادیار، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه و هدف اکوسیستم‌های سالم برای توسعه پایدار بسیار مهم بوده و به‌عنوان پایه و اساس امنیت غذایی و تنوع زیستی، منابع و خدمات ضروری برای بقاء و رفاه را فراهم می‌کنند. ضعف در اجرای طرح توسعه پایدار باعث افزایش بهره‌برداری از منابع و ناپایداری اکوسیستم‌ها، به ویژه در مدیریت آب و خاک شده و شیوه‌های ناپایدار منجر به شکل‌گیری مناظر جدید و شکننده شده است. خشکی دائمی یا دوره‌ای (فصلی) تالاب‌ها به دلیل مصرف ناپایدار آب، از جمله پیامدهای منفی بهره‌برداری غیراصولی از منابع آب بوده که بستر آن‌ها را به منابع تولید گرد و غبار تبدیل کرده است. علی‌رغم تلاش‌های گسترده برای تثبیت و افزایش پایداری بسترها، ماندگاری و عملکرد راهکاری مرسوم برای مهار فرسایش بادی در این بسترها به‌دلیل آبگیری دوره‌ای تالاب‌ها، با چالش مواجه شده است. اخیراً رویکرد تلقیح سیانوباکترها با هدف تثبیت بسترهای حساس به فرسایش مورد توجه قرار گرفته که کارایی آن تحت شرایط خشکی-آبگیری تالاب‌ها بررسی نشده است. علاوه‌بر اندازه‌گیری مستقیم فرسایش بادی ناشی از اقدامات تثبیت بسترها، استفاده از شاخص‌های تعیین‌کننده حساسیت به فرسایش خاک از قبیل محتوای ماده آلی و نیتروژن کل از مؤلفه‌های غنای پوسته زیستی خاک نیز مرسوم می‌باشد. از این‌رو، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی اثر تلقیح غلظت‌های مختلف سیانوباکترهای بومی بر محتوای ماده آلی و نیتروژن خاک تحت شرایط خشکی کامل و خشکی-آبگیری برنامه‌ریزی شد. مواد و روش‌ها برای انجام پژوهش حاضر، تالاب بین‌المللی قوبی باباعلی واقع در استان آذربایجان غربی در شمال‌غرب ایران انتخاب شد. این تالاب 500 هکتاری که تحت کنوانسیون رامسر به رسمیت شناخته شده است، به دلیل کاهش بارندگی و استفاده ناپایدار از آب در بالادست، به‌صورت فصلی تحت تناوب خشکی و آبگیری قرار گرفته است. نمونه‌های حجمی خاک از بستر خشک‌شده تالاب تهیه شده و به داخل سینی‌های کوچک فرسایشی منتقل و آماده‌سازی شدند. هم‌زمان، سیانوباکترهای بومی بستر خشک‌شده تالاب مورد مطالعه و مؤثر در حفاظت خاک، استخراج، شناسایی، خالص‌سازی و تکثیر شدند. سیانوباکترهای تهیه‌شده (Nostoc sp. و Oscillatoria sp.) در چهار غلظت صفر، 5/1، 3 و 6 گرم بر مترمربع آماده‌سازی شدند. سپس سیانوباکترهای آماده‌شده در چهار تکرار روی سینی‌های آماده‌شده مطابق با تیمارهای تعریف‌شده آب-تلقیحی شده که عمق نفوذ مایه تلقیح حداقل یک سانتی‌متر بود. سپس، سینی‌های تیمارشده تحت دو شرایط خشکی کامل (نشان‌دهنده تالاب خشک‌شده دائمی) به‌مدّت 134 روز و خشکی-آبگیری (نشان‌دهنده تالاب فصلی با تجربه تناوب خشکی در فصول گرم و آبگیری در فصولی بارشی سال) به‌صورت 60 روز خشکی، 60 روز غرقابی و 14 روز خشکی (مجموعاً 134 روز) قرار گرفتند. در مجموع 32 آزمایش (16 آزمایش در شرایط خشکی کامل و 16 آزمایش در شرایط خشکی-آبگیری) مدنظر قرار گرفت. پژوهش حاضر در قالب طرح آزمایشی کامل تصادفی و از تیر تا آبان ماه سال 1401 انجام شد. پس از اتمام آزمایش، مقادیر ماده آلی و نیتروژن کل خاک به‌ترتیب با استفاده از روش‌های والکلی-بلک و کجلدال اندازه‌گیری شد. در نهایت، با استفاده از آنالیز واریانس‌های یک و دوطرفه و هم‌چنین تی مستقل اقدام به تحلیل آماری نتایج شد. نتایج و بحث نتایج نشان داد که تیمارهای تلقیح (چهار غلظت صفر، 5/1، 3 و 6 گرم بر مترمربع از سیانوباکترها) اثرات معنی‌داری (01/0>p) روی محتوای نیتروژن در هر دو شرایط خشکی کامل و خشکی-آبگیری در عمق نمونه‌برداری صفر تا یک سانتی‌متر داشتند. تیمارهای تلقیح تحت شرایط خشکی-آبگیری در عمق صفر تا پنج سانتی‌متر نیز اثرات معنی‌داری (01/0>p) روی محتوای نیتروژن داشت. محتوای ماده آلی خاک در هر دو عمق نمونه‌برداری صفر تا یک و صفر تا پنج سانتی‌متر و تحت هر دو شرایط خشکی کامل و خشکی-آبگیری تأثیرپذیری معنی‌داری (05/0>p) از تیمارهای تلقیح داشت. محتوای نیتروژن با تلقیح غلظت‌های متوسط (3 گرم بر مترمربع) و زیاد (6 گرم بر مترمربع) سیانوباکتر تحت شرایط خشکی به‌ترتیب 26 و 39 درصد و تحت شرایط خشکی-آبگیری به‌ترتیب 28 و 44 درصد افزایش یافت. ماده آلی نیز با تلقیح 3 و 6 گرم بر مترمربع به‌ترتیب 65 و 72 درصد تحت شرایط خشکی کامل و با تلقیح 5/1، 3 و 6 گرم بر مترمربع تحت شرایط خشکی-آبگیری به‌ترتیب 49، 54 و 63 درصد تحت شرایط خشکی-آبگیری افزایش یافت. اثرات متقابل شرایط رطوبتی (خشکی کامل و خشکی-آبگیری) و تلقیح سیانوباکترها در محتوای نیتروژن و ماده آلی خاک معنی‌دار نبود (05/0>p). تلقیح غلظت کم سیانوباکترها (5/1 گرم بر مترمربع) عملکرد قابل قبولی در بهبود مؤلفه‌های مورد بررسی نداشت. نتیجه‌گیری و پیشنهادها این مطالعه نشان داد که آبگیری طبیعی سالانه تالاب، تأثیر مثبتی بر بهبود محتوای ماده آلی و نیتروژن خاک و به‌عبارتی توسعه پوسته زیستی خاک در بسترهای خشک نداشت. لذا، اجرای اقدامات دیگری از قبیل تلقیح سیانوباکترها برای بهبود مواد آلی و نیتروژن به‌عنوان مؤلفه‌های پایداری خاک ضروری است. یافته‌ها نشان داد که هنگامی که سیانوباکتری‌ها در شرایط خشکی-آبگیری به خاک تلقیح شدند، نه تنها زنده ماندند، بلکه رشد نیز کرده و همانند شرایط خشکی کامل، مقادیر ماده آلی و نیتروژن را افزایش دادند. در حالی‌که، تلقیح سیانوباکترها می‌تواند برای بهبود مؤلفه‌های پایداری خاک در برابر عوامل فرساینده اثرگذار باشد، نگرانی‌هایی در مورد پتانسیل آن برای تأثیر منفی بر تالاب‌ها به عنوان یک گونه مهاجم، به ویژه با کاربردهای در مقیاس بزرگ، وجود دارد که مستلزم بررسی بیشتر است. تلقیح سیانوباکتری‌ها، به ویژه با غلظت حداقل 3 گرم بر مترمربع، روشی سازگار با محیط زیست و سریع برای تثبیت بستر تالاب‌های خشک، به‌ویژه برای تالاب‌های با تجربه شرایط آبگیری و خشکی متناوب، ارائه می‌دهد. در نهایت، انجام پژوهش‌های تکمیلی در مقیاس صحرایی با شرایط تناوب خشکی و خشکی-آبگیری طبیعی و همراه با اندازه‌گیری میدانی فرسایش بادی نیز پیشنهاد می‌شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| اکوسیستم‌های خشک و نیمه‌خشک؛ پایداری خاک؛ تلقیح خاک؛ مدیریت منابع آب و خاک؛ ویژگی‌های خاک | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Effect of different cyanobacterial inoculation levels on organic matter and nitrogen content in dried seasonal wetland beds | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Saemeh Sadeghi Gajouti1؛ Hossein Kheirfam2؛ Saeed Najafi3 | ||
| 1MSc graduate, Department of Range and Watershed Management, Faculty of Natural Resources, Urmia University, Urmia, Iran | ||
| 2Associate professor, Department of Range and Watershed Management, Faculty of Natural Resources, Urmia University, Urmia, Iran | ||
| 3Assistant professor, Department of Range and Watershed Management, Faculty of Natural Resouce, Urmia University, Urmia, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction and Goal Healthy ecosystems are vital for sustainable development, serving as the foundation for food security and biodiversity while also providing essential resources and ecosystem services. Weak implementation of sustainable development plans, particularly in water and soil management, has led to increased resource exploitation and ecosystem instability, resulting in the formation of fragile landscapes. Unsustainable water use can cause permanent or seasonal dryness in wetlands, transforming them into sources of dust. Despite extensive efforts to stabilize these beds and enhance their resilience, the durability and effectiveness of conventional solutions for controlling wind erosion have been challenged by the periodic dewatering of wetlands. The use of cyanobacteria to stabilize erosion-prone areas has gained attention, but their effectiveness under dry and dewatering wetland conditions remains largely unexplored. This study investigates the impact of inoculating soil with varying concentrations of native cyanobacterial biomass on soil organic matter and nitrogen content, key components of biological soil crusts, under dry and dry-dewatering conditions. The aim is to assess how these cyanobacteria influence the soil’s susceptibility to wind erosion, which is commonly evaluated using indicators such as organic matter and nitrogen content. Materials and Methods The Kobi Baba Ali International Wetland, a 500-hectare site in West Azerbaijan Province, Iran, is the focus of a study due to its vulnerability to drought and dewatering. This Ramsar-recognized wetland experiences these fluctuations due to reduced rainfall and excessive upstream water usage, according to a wetland report. Bulk soil samples were collected from the dried wetland bed and transferred into small erosion trays for preparation. At the same time, native cyanobacteria from the dried-up bed of study wetland and effective in soil conservation were extracted, identified, purified, and propagated. Cyanobacterial strains (Nostoc sp. and Oscillatoria sp.) were prepared at four concentrations: 0, 1.5, 3, and 6 g m-2. The inocula were then applied in hidro-seeding method to prepared trays under controlled conditions, with four replicates per treatment. The inoculum was incorporated to a minimum depth of one centimeter to ensure consistent soil contact. Then, the treated trays were subjected to two conditions: completely dry (representing a permanently dried wetland) for 134 days and dry-dewatering (representing a seasonal wetland experiencing alternating drought in the warm seasons and dewatering in the rainy seasons of the year) for 60 days of dry, 60 days of dewatering, and 14 days of dry (a total of 134 days). The study involved 32 soil samples: 16 under dry conditions and 16 under dry-dewatering conditions. The study was conducted in a completely randomized experimental design from June to November 2022. Soil organic matter and total nitrogen were measured after the experiments using the Walkley-Black and Kjeldahl methods, respectively. The data was then analyzed using one- and two-way ANOVA and an independent t-test. Results and Discussion The study found that cyanobacteria inoculation significantly affected nitrogen content in both dry and dry-dewatering conditions at a soil depth of 0-1 cm. The different inoculation concentrations (0, 1.5, 3, and 6 g m-2) had a statistically significant impact on nitrogen levels (p<0.01). Inoculation treatments significantly influenced both soil nitrogen and organic matter content under dry-dewatering conditions. Specifically, inoculation significantly increased nitrogen content at a depth of 0-5 cm (p<0.01) and organic matter content at both 0-1 cm and 0-5 cm depths, under both complete dry and dry-dewatering conditions (p<0.05). Overall, both nitrogen content and organic matter were significantly enhanced by cyanobacterial inoculation under dry and dry-dewatering conditions. Nitrogen content increased by 26% and 39% under dry conditions, and by 28% and 44% under dry-dewatering conditions, with moderate (3 g m-2) and high (6 g m-2) cyanobacterial biomass concentrations, respectively. Organic matter increased by 65% and 72% under dry conditions with 3 and 6 g m-2 inoculations, respectively, and by 49%, 54%, and 63% under dry-dewatering conditions with 1.5, 3, and 6 g m-2 inoculations, respectively. The interaction effects of moisture conditions (dry vs. dry-dewatering) and cyanobacterial inoculation on soil nitrogen and organic matter content were statistically insignificant (p>0.05). Inoculation with low concentrations of cyanobacteria (1.5 g m⁻²) did not significantly improve soil properties. Conclusion and Suggestions This study suggests that annually draining a natural wetland does not improve soil organic matter and nitrogen content in the dry beds. Instead, alternative methods such as cyanobacterial inoculation are recommended to enhance these soil components, which are vital for biological soil crust development and, consequently, soil stability. The research revealed that cyanobacteria, when introduced into soil under dry-dewatering conditions, not only persisted but also thrived, increasing both organic matter and nitrogen content, similar to their performance under completely dry conditions. While cyanobacterial inoculation can enhance soil resistance to erosion, it also poses risks as a potential invasive species in wetland ecosystems, particularly with large-scale applications, necessitating further study of its impacts on aquatic life. Cyanobacterial inoculation, particularly at concentrations of 3 g m-2 or higher, can be a highly effective and eco-friendly approach for stabilizing dry wetland substrates, especially in areas experiencing fluctuating wet and dry conditions. It is recommended that future research on wind erosion be expanded to include field-scale studies simulating both drought and natural dry-dewatering conditions, alongside laboratory and field-based measurements of erosion dynamics. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Arid and semi-arid ecosystems, soil and water resource management, soil inoculation, soil properties, soil stability | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 67 |
||