اثرات افزودن اصلاح‌کننده‌های خاک ورتیسول و روغن روان کننده امولسیون شده بر تنفس خاک و ضخامت پوسته زیستی خاک در خاک شنی تحت تیمارهای مختلف بارندگی و رطوبت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم خاک و منابع آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بصره، عراق.

2 گروه علوم خاک و منابع آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بصره، عراق

10.22103/jab.2026.27141.1892

چکیده

هدف: هدف از این مطالعه بررسی اثر افزودن اصلاح‌کننده‌های طبیعی و صنعتی خاک بر فعالیت میکروارگانیسم‌ها و ضخامت پوسته زیستی خاک بود.
مواد و روش‌ها: در آزمایش مزرعه‌ای، بخشی از سطح خاک تا عمق ۱۵ سانتی‌متر برش داده شد. اندازه‌گیری‌ها در میانه و پایان آزمایش انجام شد. این آزمایش شامل دو عامل بود. عامل اول، نوع اصلاح‌کننده در هفت تیمار مختلف و عامل دوم، رطوبت ناشی از بارندگی در چهار تیمار بود.
نتایج: تیمارهای اصلاح‌کننده خاک به طور معنی‌داری موجب افزایش تنفس خاک نسبت به شاهد شدند. تیمار روغن روان‌کننده (O3) و تیمار خاک ورتیسول (C3) بیشترین میزان آزادسازی CO₂ را نشان دادند که به ترتیب برابر با 13/29 و 03/27 میلی‌گرم CO₂ به ازای هر کیلوگرم خاک بود. در میان تیمارهای رطوبتی، تیمار R1 بیشترین میزان تنفس (24/26 میلی‌گرم CO₂ به ازای هر کیلوگرم خاک) را نشان داد، در حالی که کمترین مقدار در 79/19 میلی‌گرم CO₂ به ازای هر کیلوگرم خاک مشاهده شد. اصلاح‌کننده‌های خاک همچنین موجب افزایش معنی‌دار ضخامت پوسته زیستی نسبت به گروه شاهد (C0) شدند. در میان آن‌ها، تیمار O3 بیشترین ضخامت پوسته را در میانه و پایان آزمایش به ترتیب 66/4 و 81/4 سانتی‌متر نشان داد. پس از آن، تیمار C3 بیشترین ضخامت (15/3 و 24/3 سانتی‌متر) را ثبت کرد. همچنین کمترین مقادیر مربوط به تیمار شاهد (C0) بود که به ترتیب 36/1 و 40/1 سانتی‌متر ثبت شد. بیشترین مقدار ضخامت پوسته زیستی در میان تیمارهای رطوبتی مربوط به R1 بود که تفاوت معنی‌داری با تیمارهای R2، R3 و R4 داشت.
نتیجه‌گیری: استفاده از اصلاح‌کننده‌های خاک، به‌ویژه روغن روان‌کننده و ورتیسول، موجب افزایش قابل توجه فعالیت میکروبی و توسعه پوسته زیستی خاک شد. علاوه بر این، افزایش رطوبت موجب بهبود تنفس خاک و تشکیل پوسته گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که اصلاح خاک و مدیریت رطوبت نقش مهمی در بهبود ویژگی‌های زیستی خاک دارند و باید مورد توجه قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effects of adding Vertisol conditioners and emulsified Lubricating oil on soil respiration and biological soil crust thickness in sandy soil under different rainfall and moisture treatments

نویسندگان [English]

  • Duha Salem Jamil 1
  • Ali Hamdhi Dheyab 2
  • Dakhil Radhi Nedawi 2
1 Department of Soil Sciences Water Resources, College of Agriculture, University of Basra, Iraq
2 Department of Soil Sciences Water Resources, College of Agriculture, University of Basra, Iraq
چکیده [English]

Objective
The aim of this study was to investigate the effect of adding natural and industrial soil conditioners on the effectiveness of microorganisms and the thickness of the biological crust.
Materials and methods
In the field experiment, a section of the soil surface was cut to a depth of 15 cm Measurements were taken in the middle and end of the experiment. The experiment included two factors. The first factor was conditioner factor in seven treatments. The second factor was the rainfall moisture treatment, included four treatments.
Results
Soil conditioner treatments significantly increased soil respiration compared to the control. Lubricating oil treatment (O3) and vertisol soil treatment (C3) showed the highest CO2 release. The release rates for them were 29.13 and 27.03 mg CO2/kg soil, respectively. Among the rainfall moisture treatments, R1 showed the highest respiration rate (26.24 mg CO2/kg soil). While the lowest value was observed in R3 (19.79 mg CO2/kg soil). Soil amendments also significantly increased the biological crust thickness compared to the control group (C0). Among them, the O3 treatment showed the highest crust thickness in the middle and end of the experiment (4.66 and 4.81 cm, respectively). After that, the C3 treatment recorded the highest thickness (3.15 and 3.24 cm). It should be noted that the control treatment (C0) recorded the lowest values (1.36 and 1.40 cm). The highest recorded value for crust thickness, in terms of rainfall moisture, was related to treatment R1 and showed a significant difference with treatments R2, R3 and R4.
Conclusion
Using soil conditioners, particularly lubricating oil and Vertisol, significantly increased microbial activity and biological crust development. In addition, higher moisture levels improved soil respiration and crust formation. The results of this study showed that soil amendments and moisture management are of great importance in improving the biological properties of soil and should be considered.

کلیدواژه‌ها [English]

  • biological soil crust
  • CO₂ emission
  • moisture treatments
  • soil conditioners
  • soil respiration

مراجع

Abioye, O. P., Abdul Raman, A. A., & Agamuthu, P. (2009). Stimulated biodegradation of used lubricating oil in soil using organic wastes. Malaysian Journal of Science, 28(2), 127-133. http://eprints.um.edu.my/id/eprint/4509
Alghamdi, A. G., Majrashi, M. A., & Ibrahim, H. M. (2024). Improving the physical properties and water retention of sandy soils by the synergistic utilization of natural clay deposits and wheat straw. Sustainability, 16(1), Article 46. https://doi.org/10.3390/su16010046
Belnap, J., Weber, B., & Büdel, B. (2016). Biological soil crusts as an organizing principle in drylands. In B. Weber, B. Büdel, & J. Belnap (Eds.), Biological soil crusts: An organizing principle in drylands (pp. 3-13). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-30214-0_1
Bowker, M. A., Belnap, J., Chaudhary, V. B., & Johnson, N. C. (2008). Revisiting classic water erosion models in drylands: The strong impact of biological soil crusts. Soil Biology and Biochemistry, 40(9), 2309-2316. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2008.05.008
Büdel, B., Dulić, T., Darienko, T., Rybalka, N., & Friedl, T. (2016). Cyanobacteria and algae of biological soil crusts. In B. Weber, B. Büdel, & J. Belnap (Eds.), Biological soil crusts: An organizing principle in drylands (pp. 55-80). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-30214-0_4
Carbone, M. S., Still, C. J., Ambrose, A. R., Dawson, T. E., Williams, A. P., Boot, C. M., Schaeffer, S. M., & Schimel, J. P. (2011). Seasonal and episodic moisture controls on plant and microbial contributions to soil respiration. Oecologia, 167(1), 265-278. https://doi.org/10.1007/s00442-011-1975-3
Ciardi, C., & Nannipieri, P. (1990). A comparison of methods for measuring ATP in soil. Soil Biology and Biochemistry, 22(5), 725-727. https://doi.org/10.1016/0038-0717(90)90022-R
Coleine, C., Obermeier, W., Lehnert, L., Leung, P. M., & Donati, C. (2026). Linking microbial function and remote sensing for understanding drylands. Trends in Ecology & Evolution. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.tree.2026.04.002
Cruz-Paredes, C., Tájmel, D., & Rousk, J. (2021). Can moisture affect temperature dependences of microbial growth and respiration? Soil Biology and Biochemistry, 156, Article 108223. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2021.108223
Darby, B. J., & Neher, D. A. (2016). Microfauna within biological soil crusts. In B. Weber, B. Büdel, & J. Belnap (Eds.), Biological soil crusts: An organizing principle in drylands (pp. 139-157). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-30214-0_8
Dheyab, A. H. (2017). Influence of crude and emulsified crude oil on some properties of clay soil. Merit Research Journal of Agricultural Science and Soil Science, 5(2), 14-23. https://www.meritresearchjournals.org/articles/261419082023
Dowdeswell-Downey, E., Grabowski, R. C., & Rickson, R. J. (2023). Do temperature and moisture conditions impact soil microbiology and aggregate stability? Journal of Soils and Sediments, 23, 3706-3719. https://doi.org/10.1007/s11368-023-03628-2
Franco, I., Contin, M., Bragato, G., & De Nobili, M. (2004). Microbiological resilience of soils contaminated with crude oil. Geoderma, 121(1-2), 17-30. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2003.10.002
Kim, I., Shin, K., Kim, J., Ha, E., & Choi, B. (2023). Impact of three chainsaw lubricants on forest soil bacterial community, soil respiration and seedling growth. Forests, 14(12), Article 2287. https://doi.org/10.3390/f14122287
Oliveira, H. A., Azevedo, A. C., Etchepare, R., & Rubio, J. (2017). Separation of emulsified crude oil in saline water by flotation with micro- and nanobubbles generated by a multiphase pump. Water Science and Technology, 76(9-10), 2710-2718. https://doi.org/10.2166/wst.2017.441
Ravi, S., D'Odorico, P., Breshears, D. D., Field, J. P., Goudie, A. S., Huxman, T. E., Li, J., Okin, G. S., Swap, R. J., Thomas, A. D., Van Pelt, S., Whicker, J. J., & Zobeck, T. M. (2011). Aeolian processes and the biosphere. Reviews of Geophysics, 49(3), Article RG3001. https://doi.org/10.1029/2010RG000328
Rosentreter, R., Eldridge, D. J., Westberg, M., Williams, L., & Grube, M. (2016). Structure, composition, and function of biocrust lichen communities. In B. Weber, B. Büdel, & J. Belnap (Eds.), Biological soil crusts: An organizing principle in drylands (pp. 107-120). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-30214-0_7
Roychand, P., & Marschner, P. (2013). Respiration in a sand amended with clay - Effect of residue type and rate. European Journal of Soil Biology, 58, 19-23. https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2013.05.005
Schimel, J., Balser, T. C., & Wallenstein, M. (2007). Microbial stress-response physiology and its implications for ecosystem function. Ecology, 88(6), 1386-1394. https://doi.org/10.1890/06-0219
Szatanik-Kloc, A., Szerement, J., Adamczuk, A., & Józefaciuk, G. (2021). Effect of low zeolite doses on plants and soil physicochemical properties. Materials, 14(10), Article 2617. https://doi.org/10.3390/ma14102617
Wolińska, A., Kuźniar, A., Szafranek-Nakonieczna, A., Jastrzębska, N., Roguska, E., & Stępniewska, Z. (2016). Biological activity of autochthonic bacterial community in oil-contaminated soil. Water, Air, & Soil Pollution, 227, Article 130. https://doi.org/10.1007/s11270-016-2825-z
Wu, Y., Ma, X., Li, Y. E., & Wan, Y. F. (2014). The impacts of introduced CO₂ flux on maize/alfalfa and soil. International Journal of Greenhouse Gas Control, 23, 86-97. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2014.02.009
Zhang, Y., Cong, J., Lu, H., Li, G., Xue, Y., Deng, Y., Li, H., Zhou, J., & Li, D. (2015). Soil bacterial diversity patterns and drivers along an elevational gradient on Shennongjia Mountain, China. Microbial Biotechnology, 8(4), 739-746. https://doi.org/10.1111/1751-7915.12288
مجله بیوتکنولوژی کشاورزی
دوره 18، شماره 3
شهریور 1405
صفحه 355-372

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار