Document Type : Research Paper
Authors
Abstract
The present study was aimed to measure the rate of litter decomposition and home field advantage in Pinus brutia. Ten and Quercus castanefolia monocultures in Darabkola- Mazandaran. Fresh fallen litters were collected from the forest floor of those stands and after drying in Lab (65°C) were placed into litterbags (2 mm mesh). Three categories of litterbag were prepared and located on the mineral soil surface after removal of organic layers. One pocket bags filled with pure leaf and needle litter (10 g), one pocket bags filled with mixed litter (5g needle and 5g leaf) and two pocket bags filled with mixed litter (10g leaf and 10 g needle in each pockets, separately but connected). During one year incubation period, litterbags were collected from the field after 2, 4, 6, 8 and 12 months. Results showed that, the annual average of decomposition rate for pure needle in pine stand (4.01) was lower than in oak stand (4.18) but for pure leaf in pine stand (4.60) was higher than oak stand (4.58). The decomposition rate of mixed litter (two pocket bags) in oak stand was higher than in pine stand. Measuring of home field advantage showed that, litter decomposition rates were increased in home stand after 180 days.
Keywords
بررسی روند تجزیه لاشبرگ بلندمازو و کاج بروسیا با استفاده از روش کیسهلاشبرگ
سیدمحمد حجتی*، محیا تفضلی، سید احمد هاشمی سلیم بهرامی و مهرسده تفضلی
ساری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری گروه جنگلداری
تاریخ دریافت: 14/12/91 تاریخ پذیرش: 29/8/92
چکیده
هدف از مطالعه حاضر، محاسبه میزان تجزیه لاشبرگ گونه بلندمازو و بروسیا در حالت خالص و آمیخته در تودههای دستکاشت بلندمازو (Quercus castanefolia C.A.Mey.) و بروسیا (Pinus brutia Tenore) در جنگل آموزشی و پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری میباشد. در فصل پاییز، برگهای تازه خزان کرده در تودههای مورد نظر جمعآوری و بعد با آب مقطر شستشو شده و در دمای 60 درجه به مدت 24 ساعت خشک شدند و درون کیسههای لاشبرگ (با منافذ دو میلیمتری) ریخته و پس از کنار زدن لایه بستر در سطح خاک در زیر تاجپوشش گونههای مورد اشاره نصب شدند. برای پر کردن کیسه لاشبرگ سه حالت، خالص10 گرمی (یک جیبه)، آمیخته 5 گرمی در کیسههای تک جیبه (آمیخته یک جیبه) و آمیخته 10 گرمی (آمیخته دو جیبه) از هر گونه بطور مجزا در کیسههای دوجیبه در نظر گرفته شد. در طول یکسال، نمونهبرداری از لاشبرگ بهمنظور محاسبه میزان تجزیه و شاخص مزیت تجزیه در رویشگاه در فواصل زمانی 2، 4، 6، 8، 12 ماه انجام شد. نتایج نشان داد که متوسط میزان تجزیه سالانه برای حالت خالص، برای سوزن کاج در توده کاج (01/4) کمتر از توده بلوط (18/4) بود ولی برای لاشبرگ بلوط در توده کاج (60/4) بیشتر از توده بلوط (58/4) بود. متوسط میزان تجزیه سالانه برای حالت آمیخته دوجیبه در توده بلوط (51/5) بیشتر از توده کاج (97/4) بود. محاسبه شاخص تجزیه در رویشگاه نشان داد که پس از 180 روز، سرعت تجزیه لاشبرگ در رویشگاه اصلی افزایش مییابد.
واژه های کلیدی: میزان کاهش وزن لاشبرگ، مزیت تجزیه در رویشگاه، کیسه لاشبرگ، دارابکلا
* نویسنده مسئول، تلفن: 01512442984، پست الکترونیکی: s.hojati@sanru.ac.ir
مقدمه
تجمع لاشبرگ در کف جنگل مهمترین منبع کربن آلی ورودی به خاک محسوب میشود و تجزیه آن، یکی از فرایندهای تعیین کننده میزان کربن آلی ذخیره شده در خاک میباشد (12، 15)، بنابراین تجزیه لاشبرگ در سطح اکوسیستمهای زمینی بواسطه تنظیم ساختمان مواد آلی خاک، آزادسازی عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان و تأثیر بر روی چرخههای Co2 خاک حائز اهمیت است (6، 14و 37). تجزیه لاشبرگ، برگشت عناصر غذایی به خاک را به دنبال دارد (32). در واقع قابلیت دسترسی عناصر غذایی به میزان زیادی ناشی از پویایی تجزیه مواد آلی در خاک میباشد. از این رو تجزیه لاشهریزههای گیاهی نقش مهمی در حاصلخیزی خاک جنگل ایفا میکند. به طور کلی فرایند تجزیه شامل مکانیسمهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک است که طی آن مواد آلی به طور فزاینده به اشکال ثابت تبدیل میشوند. درک کامل این فعل و انفعالات برای فهم ماهیت کارکرد اکوسیستمها و پیشبینی نتایج تغییرات زیست محیطی بر روی ذخایر کربن در مقیاسهای مختلف لازم و ضروریست. به طور کلی اقلیم (درجه حرارت و رطوبت) بر میزان تجزیه لاشبرگ در مقیاس وسیع منطقهای تأثیر دارد، در حالیکه کیفیت لاشبرگ (P, Ca, C, N, C:N) اهمیت زیادی در کنترل میزان تجزیه در سطوح کوچک یعنی رویشگاه دارند (13).
امروزه بیشتر تحقیقات در زمینه تجزیه لاشبرگ، روی چگونگی تجزیه لاشبرگ تک گونهها متمرکز شده است و این مطالعات منجر به بدست آوردن اطلاعات زیادی در مورد فاکتورهای مؤثر بر تجزیه لاشبرگ شده است. نکته قابل توجه این میباشد که در طبیعت، لاشبرگ گونههای مختلف به صورت جدا از هم تجزیه نمیشوند، بلکه در کنار هم قرار دارند و تجزیه لاشبرگ هر گونه روی لاشبرگ سایر گونهها تأثیر دارد. با وجود این، تحقیقات کمی در زمینه تجزیه لاشبرگها به صورت ترکیبی انجام شده است (38). مطالعات اخیر دانشمندان در زمینه اثرات متقابل تجزیه لاشبرگها در کنار هم نشان داده است که در شرایط یکسان (29، 37)، این اثرات میتواند به صورت اثرات خنثی (16)، اثرات مثبت (21) و اثرات منفی (23) باشد. البته ترکیب گونهها نیز میتواند روی نتایج تحقیقات تأثیرگذار باشد (18، 29). ازجمله مباحثی که اخیراً توسط محققان بیان شده است این میباشد که ممکن است لاشبرگ یک گونه در منطقهای که توسط همان گونه اشغال شده است، سریعتر تجزیه شود که اصطلاحاً به آن مزیت منطقه در تجزیه سریع لاشبرگ (HFA) (Home Field Advantage) گفته میشود (22). امروزه اهمیت این عامل در تجزیه لاشبرگ به طور کامل شناخته شده نمیباشد. از آنجایی که روند تجزیه و تغییر ترکیب عناصر غذایی موجود در لاشبرگ به عنوان عامل اصلی تداوم حاصلخیزی رویشگاه جنگلی، از اهمیت ویژهای برخوردار میباشد، از این رو با اطلاع از نحوه تجزیه و پویایی عناصر غذایی میتوان راهکار مناسبتری برای مدیریت تودههای جنگلی ارائه نمود. هدف این پژوهش بررسی تأثیر ترکیب لاشبرگ دو گونه Pinus brutia Tenore و Quercus castanefolia C.A.Mey. و مزیت رویشگاه بر روی میزان و روند تجزیه لاشبرگ آنها میباشد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه: بهمنظور انجام این تحقیق، تودههای پهنبرگ بلوط (Quercus castanefolia C.A.Mey.) و سوزنیبرگ کاجبروسیا (Pinus brutia Tenore) واقع در پارسل 39 جنگل آموزشی پژوهشی دانشکده منابع طبیعی ساری (جنگل دارابکلا) انتخاب شدند (شکل 1).
شکل 1- موقعیت تودههای بلندمازو و بروسیا در پارسل 39 سری یک طرح جنگلداری دارابکلا
جهت عمومی منطقه شمال و شمال غربی و متوسط شیب در پارسل 39-40 درصد می باشد. متوسط ارتفاع از سطح دریا در این منطقه 360 متر میباشد و میانگین بارندگی به میزان 700 تا 750 میلیمتر در سال و متوسط سالانه درجه حرارت 16 درجه سانتیگراد میباشد. خاک غالب منطقه نسبتاً عمیق تا عمیق همراه با سنگهای ریز و درشت مادری است. بافت خاک اغلب رسی، کمی سنگین (Clay loam) تا سنگین (Silty clay) و اسیدیته خاک بین 7/5 تا 9/7 میباشد. سازمان وقت جنگلها و مراتع کشور در سال 1366، نسبت به قطع یکسره و انجام عملیات جنگلکاری در سطح دهها هکتار از اراضی جنگلی در منطقه دارابکلا که حالت مخروبه یافته و رو به نابودی بودند، اقدام کرد. مهمترین گونههای مورد استفاده شامل بلندمازو، پلت، توسکا ییلاقی و زربین میباشد. زمان کاشت گونههای بلندمازو و کاج بروسیا در پارسل 39، سال 1370 و فاصله کاشت آنها 2×2 متر بود (2).
جمعآوری لاشبرگ و آمادهسازی کیسه لاشبرگ: برای انجام این تحقیق، لاشبرگ بلوط در پاییز سال 1388 در تودههای مورد نظر، به طور تصادفی و به صورت دستی از کف جنگل جمعآوری شدند؛ سطح جمع آوری لاشبرگها، محدود به سطح توده مورد نظر بود. سوزنهای کاج نیز در همان زمان از روی درختان موجود در سطح توده برداشت شدند. برگها و سوزنهای جمع آوری شده درون کیسه پلاستیکی قرار داده شدند و به آزمایشگاه منتقل و پس از شستشو با آب مقطر به مدت 48 ساعت در داخل آون با دمای 60 درجه سانتیگراد خشک شدند. در این مطالعه از تکنیک کیسه لاشبرگ (Litterbag technique) استفاده شد (12). کیسههای لاشبرگ از جنس نایلون و با ابعاد 20×20 سانتی متر با روزنههای 2 میلیمتری بود و با توجه به هدف مطالعه به صورت یک جیبه برای مطالعه لاشبرگهای انفرادی و مخلوط و دو جیبه برای مطالعه لاشبرگهای ترکیبی تهیه شدند. برای آماده کردن و پر کردن کیسههای لاشبرگ در این تحقیق سه حالت کلی در نظر گرفته شد. در حالت اول 10 گرم لاشبرگ، به صورت انفرادی (خالص تک جیبه)، در حالت دوم 5 گرم لاشبرگ بلوط و 5 گرم سوزن کاج به صورت مخلوط (آمیخته تک جیبه) و در حالت سوم 10 گرم لاشبرگ بلوط در یک جیب و 10 گرم سوزن کاج در جیب دیگر (آمیخته دو جیبه) در نظر گرفته شد. در نهایت 160 عدد کیسه لاشبرگ آماده شد. زمان نصب کیسهها در عرصه، 6 اسفند سال 1388 بود. برای آمادهسازی بستر نصب کیسه های لاشبرگ، لاشبرگهای موجود در عرصه کنار زده شد، تا کیسهها با خاک جنگل در تماس کامل باشند. برای نصب کیسهها در عرصه به منظور جلوگیری از جابه شدن کیسهها و اطمینان از تماس کامل با سطح خاک، از میخ آهنی 15 سانتیمتری استفاده شد. در اجرای این تحقیق، در هر توده 4 تکرار در نظر گرفته شده است. نحوه چیدمان کیسه لاشبرگ در هر تکرار به صورت 5 ردیف و 4 ستون بود. بهطوریکه هر ستون شامل حالتهای مختلف انتخاب شده (خالص بلوط، خالص کاج، آمیخته دوجیبه و آمیخته یک جیبه) و هر ردیف نشان دهنده زمان جمعآوری از عرصه می باشد. فواصل زمانی 60، 120، 180، 240، 360 روز پس از نصب بعنوان زمان برداشت کیسههای لاشبرگ در نظر گرفته شد.
محاسبه درصد کاهش وزن: نمونههای برداشت شده از عرصه، در زمانهای مشخص شده، بلافاصله درون کیسههای پلاستیکی قرار گرفتند و بعد به آزمایشگاه منتقل شدند. وزن محتویات کیسه لاشبرگها محاسبه شد. سپس لاشبرگها برای محاسبه درصد کاهش وزن، درون آون در دمای 65 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت قرار گرفتند. در نهایت درصد وزن خشک آنها از رابطه 1 محاسبه شد:
(1)
محاسبه میزان تجزیه: الف) میزان تجزیه حالت تک گونهای (خالص تک جیبه): برای محاسبه میزان تجزیه لاشبرگ، از رابطه نمایی منفی (رابطه 2) تجزیه استفاده شد (12و 13).
(2)
K: ضریب ثابت تجزیه، : وزن اولیه، : وزن باقی مانده پس از مدت زمان t، : زمان جمعآوری نمونه ها از عرصه (به ماه) میباشد.
ب) میزان تجزیه لاشبرگهای ترکیبی (آمیخته تک جیبه و دو جیبه): برای محاسبه میزان تجزیه لاشبرگ در حالت آمیخته از رابطه 3 استفاده شد.
(3) FMRXPt = [(mAX0 × FMRAt) + ( mBX0 × FMRBt)] / mAX0 + mBX0
در فرمول بالا، mAX0: وزن اولیه لاشبرگ گونه A، mBX0: وزن اولیه لاشبرگ گونه B، FMRAt : وزن باقی مانده لاشبرگ گونه A در زمان t (ماه)، FMRBt: وزن باقی مانده لاشبرگ گونه B در زمان t (ماه) است.
محاسبه شاخص تجزیه لاشبرگ در رویشگاه خود: برای مطالعه در مورد شاخص HFA از روابط 4 و 5 استفاده شده است (9).
HFAI = [(QRMLq + PRMLp × 2 (× (QRMLp + BRMLa × 2)] × 100-100 (4)
PRMLp = ( Pp × Qp + Pp) × 100 ، QRMLq = ( Qq × Qq + Pq) × 100 (5)
PRMLq = ( Pq × Qq + Pq) × 100 ، QRMLp = ( Qp × Qp + Pp) × 100
HFAI: شاخص مزیت تجزیه لاشبرگ در رویشگاه خود
QRMLq: تجزیه نسبی لاشبرگ گونه بلوط در رویشگاه بلوط
Pq و Qq: درصد تجزیه لاشبرگ دو گونه بلوط و کاج در رویشگاه بلوط
PRMLp: تجزیه نسبی گونه کاج در رویشگاه کاج
Pp و Qp: درصد تجزیه لاشبرگ دو گونه بلوط و کاج در رویشگاه کاج
QRMLp: : تجزیه نسبی لاشبرگ گونه بلوط در رویشگاه کاج
PRMLq: تجزیه نسبی لاشبرگ گونه کاج در رویشگاه بلوط
تجزیه و تحلیل آماری: در این تحقیق برای تجزیه و تحلیل و مقایسه دادهها ابتدا نرمال بودن دادهها با آزمون کولموگروف – اسمیرنوف بررسی شد. همگنی واریانس دادهها با استفاده از آزمون لون انجام شد. به منظور مقایسه میزان تجزیه و درصد وزن باقیمانده لاشبرگ در یک توده از آنالیز واریانس یکطرفه استفاده شد. آزمون دانکن نیز به منظور مقایسه چندگانه بکار گرفته شد. برای مقایسه میزان تجزیه و درصد وزن باقیمانده بین دو توده از آزمون t استفاده شد. آنالیز آماری دادهها با استفاده از نرمافزار SPSS 16 انجام شد و برای رسم نمودارها از نرم افزار Excel 2007 استفاده شد.
نتایج
درصد وزن باقیمانده: روند تغییرات درصد وزن باقیمانده لاشبرگ بلوط و سوزن کاج در دو توده و در حالتهای مختلف طی دوره یکساله و در فواصل زمانی معین در شکل های 1، 2 و3 آورده شده است. نتایج نشان داد که درصد وزن باقیمانده لاشبرگ در حالتهای خالص و آمیخته، با گذشت زمان کاهش مییابد.
طی دوره یکساله، در توده کاج درصد کاهش وزن سوزن کاج نسبت به لاشبرگ بلوط بیشتر بوده و در توده بلوط نیز کاهش وزن لاشبرگ بلوط نسبت به سوزن کاج بیشتر بوده است. اختلاف میانگین درصد کاهش وزن بین لاشبرگ بلوط و سوزن کاج در هر دو توده معنیدار بوده است (P<05/0). نتایج نشان داد که سوزن کاج در هر دو توده، پس از 120 روز حدود 50 درصد از وزن اولیه آن کاهش یافت و پس از آن روند کاهش وزن با سرعت خیلی کم ادامه پیدا کرد. لاشبرگ بلوط در توده کاج پس از 120 روز حدود 30 درصد از وزن اولیه خود را از دست میدهد و پس از آن روند کاهش وزن با سرعت کمتری ادامه مییابد، درحالیکه برگ بلوط در توده بلوط پس از 120 روز حدود 30 درصد از وزن اولیه خود را از دست میدهد ولی روند کاهش وزن با همان سرعت اولیه ادامه مییابد (شکل 2).
شکل 2- روند تغییرات درصد وزن باقی لاشبرگ بلوط و سوزن کاج طی دوره یکساله در حالت خالص
در حالت آمیخته تک جیبه، درصد کاهش وزن در توده کاج بیشتر از توده بلوط بوده است و اختلاف میانگین درصد کاهش وزن در دو توده معنیدار بود (P<05/0). نتایج نشان داد که در حالت آمیخته تک جیبه، روند کاهش وزن در توده بلوط سرعت کمتری نسبت به توده کاج دارد، بهگونهای که در 120 روز اول در توده بلوط حدود 30 درصد از وزن اولیه کاهش مییابد. در حالیکه در توده کاج حدود 40 درصد وزن اولیه کاهش مییابد. همچنین در هر توده مشاهده میشود که پس از 120 روز، روند کاهش وزن با سرعت خیلی کم ادامه مییابد (شکل 3).
نتایج این تحقیق نشان داد که کاهش وزن در حالت آمیخته دوجیبه در هر دو توده، برای لاشبرگ بلوط نسبت به حالت خالص کمتر است و برای سوزن کاج نسبت به حالت خالص بیشتر است و اختلاف میانگین درصد کاهش وزن در دو توده معنیدار بود (P<05/0). روند کاهش وزن برگ بلوط در مجاورت با سوزن کاج در توده بلوط نسبت به توده کاج، سرعت کمتری دارد و پس از 120 روز تقریباً یکنواخت میشود، درحالیکه در توده کاج روند کاهش وزن پس از 120 روز همچنان ادامه دارد. روند کاهش وزن برای سوزن کاج در هر دو توده مشابه میباشد، به گونهای که پس از 120 روز، حدود 60 درصد وزن سوزن کاهش مییابد و پس از آن روند کاهش وزن با سرعت کمتری ادامه مییابد (شکل 4).
نتایج این تحقیق نشان داد که اختلاف میانگین درصد کاهش وزن در حالت تک جیبه و دو جیبه در زمانهای مختلف در سطح 95 درصد در توده کاج و بلوط تفاوت معنیدار نداشت.
میزان تجزیه:
خالص تک جیبه و آمیخته تک جیبه: متوسط میزان تجزیه سالانه لاشبرگ بلوط در توده کاج نسبت به حالت آمیخته و سوزن کاج بیشتر بود و در توده بلوط، در حالت آمیخته نسبت به دو حالت دیگر بیشتر بوده است.
مقایسه میانگین میزان تجزیه بین دو توده در حالتهای مختلف نشان داد که در سطح 95 درصد تفاوتها معنیدار بود. مقایسه میانگین درون توده کاج برای زمانهای مختلف نشان داد که در سطح 95 درصد در 120 روز اول تفاوتها معنیدار نبود، ولی پس از آن تفاوتها معنیدار بود. مقایسه میانگین در توده بلوط در زمانهای مختلف نشان داد که در سطح 95 درصد در 180 روز اول تفاوتها معنیدار نبود ولی پس از آن تفاوتها معنیدار بود (جدول 1).
شکل 3 - روند تغییرات درصد وزن باقی مانده لاشبرگ برگ بلوط و سوزن کاج در حالت آمیخته یک جیبه
شکل 4 - روند تغییرات درصد وزن باقیمانده لاشبرگ برگ بلوط و سوزن کاج طی دوره یکساله در حالت آمیخته دو جیبه
جدول 1 – میزان تجزیه حالت تک گونهای طی دوره یکساله
متوسط سالیانه |
زمان (روز) |
|||||||
360 |
240 |
180 |
120 |
60 |
نوع لاشبرگ |
توده |
||
01/4 |
60/4 a |
31/4 ab |
05/4 b |
68/3 c |
44/3 c |
سوزن کاج |
کاج |
|
60/4 |
22/5 a |
85/4 b |
61/4 c |
36/4 d |
98/3 d |
برگ بلوط |
||
43/4 |
94/4 a |
59/4 ab |
48/4 b |
26/4 c |
91/3 c |
آمیخته یک جیبه |
||
18/4 |
92/4 a |
52/4 b |
25/4 c |
85/3 d |
36/3 d |
سوزن کاج |
بلوط |
|
58/4 |
77/5 a |
33/5 b |
43/4 c |
37/4 c |
00/4 c |
برگ بلوط |
||
41/4 |
71/4 a |
60/4 ab |
56/4 b |
38/4 c |
79/3 c |
آمیخته یک جیبه |
حروف لاتین غیر مشابه، نشاندهنده اختلاف معنیداری بین زمانهای مختلف در هر نوع لاشبرگ در سطح 95 درصد با کمک آزمون دانکن میباشد
آمیخته دو جیبه: نتایج نشان داد که در توده بلوط و کاج، متوسط میزان تجزیه لاشبرگ در حالت آمیخته بیشتر از حالت خالص بود و متوسط میزان تجزیه در توده بلوط بیشتر از توده کاج بود. مقایسه میانگینها بین دو توده در زمانهای مختلف نشان داد که در سطح 95 درصد در 240 روز اول اختلافها معنیدار نبود ولی پس از آن اختلافها معنیدار (05/0 P < ) بود. مقایسه میانگینها درون هر توده نشان داد که در توده کاج بین تمام زمانها در سطح 95 درصد تفاوتها معنیدار میباشد ولی در توده بلوط در 120 روز اول تفاوتها معنیدار نبود ولی پس از آن تفاوتها معنیدار میباشد. در توده کاج تفاوتها در تمام زمانها معنیدار بود (جدول 2).
جدول 2 – میزان تجزیه حالت آمیخته دو جیبه طی دوره یکساله
زمان (روز) |
|||||||
متوسط سالیانه |
360 |
240 |
180 |
120 |
60 |
توده |
|
97/4 |
44/3 e |
26/4 d |
43/4 c |
19/5 b |
54/7 a |
کاج |
|
51/5 |
52/4 b |
97/4 b |
14/5* b |
69/6 a |
27/7 a |
بلوط |
*: معنیداری در سطح 95 درصد
نتایج این تحقیق نشان داد که مقایسه میانگینها بین میزان تجزیه در حالت آمیخته تک جیبه و دوجیبه در سطح 95 درصد معنیدار نبود.
شاخص مزیت تجزیه در رویشگاه: این شاخص نشان دهنده تغییرات سرعت تجزیه لاشبرگ در رویشگاه اصلی نسبت به سایر روشگاهها میباشد. محاسبه شاخص مزیت تجزیه در رویشگاه برای لاشبرگ بلوط و سوزن کاج در تودههای مورد نظر نشان داد که این شاخص در 120 روز اول منفی بوده است و با گذشت زمان این شاخص افزایش یافت و تجزیه لاشبرگها در رویشگاه اصلی سریعتر انجام شده است (شکل 5).
بحث
در این تحقیق میزان تجزیه لاشبرگ بلوط و سوزن کاج طی یکسال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که تفاوت معنیداری بین میزان تجزیه لاشبرگ بلوط و سوزن کاج وجود دارد. با توجه به یکسان بودن شرایط اقلیمی، علت اصلی تفاوت در میزان تجزیه لاشبرگ بلوط و سوزن کاج مربوط به تفاوت در غلظت نیتروژن و مقدار C/N و مقدار لیگنین در آنها میباشد (7، 37). گونههای با غلظت نیتروژن بیشتر و به عبارتی C/N کمتر و همچنین مقدار لیگنین کمتر با سرعت بیشتری تجزیه می شوند (37). لاشبرگ بلوط به دلیل داشتن مقادیر زیاد نیتروژن موجب افزایش جمعیت موجودات خاکزی و افزایش سرعت معدنی شدن عناصر میشود (32). مطالعات نشان دادند که درختان پهنبرگ در مقایسه با سوزنی برگان، مقدار نیتروژن بیشتر و مقدار کربن کمتری دارند و در نتیجه سرعت تجزیه در پهنبرگان بیشتر از سوزنیبرگان میباشد (32).
نتایج این تحقیق نشان داد که میزان درصد وزن باقیمانده لاشبرگ در حالتهای خالص و آمیخته، با گذشت زمان کاهش مییابد. در 120 روز اول، سرعت تجزیه بالا میباشد و پس از این زمان سرعت تجزیه کاهش مییابد، به عبارت دیگر میتوان بیان کرد که تجزیه طی دو مرحله انجام شده است. نتایج این تحقیق مطابق با نتایج حسینی و همکاران (3 و4) میباشد. Bergو McClaugherty (12) بیان کردند که تجزیه لاشبرگ در دو مرحله انجام میشود. در مرحله اول تجزیه (3 ماه اول)، مولکولهای کوچک انحلالپذیر کربن، مثل آمینواسیدها و نشاسهها، نسبت به لیگنین سریعتر تجزیه میشوند و از دست میروند. در مرحله بعد، تجزیه لیگینین انجام میشود و ازآنجایی که لیگنین شامل مولکولهای درشت و پیچیده میباشد، تجزیه آن مدت زمان بیشتری به طول میانجامد. در نتیجه کاهش سریع وزن در مراحل اولیه تجزیه و کاهش وزن کمتر در مدت زمان بیشتر طی مرحله دوم، منحنی حاصل برای روند تجزیه به صورت نمایی میباشد. مطالعات Taylor و همکاران (35) نشان داد که در مراحل اولیه تجزیه، غلظت نیتروژن عامل کنترل میزان تجزیه است و در مراحل بعدی مقدار لیگنین، یا به عبارت دیگر نسبت لیگنین به نیتروژن عامل کنترل کننده میباشد.
شکل 5 – شاخص مزیت تجزیه در رویشگاه برای لاشبرگ بلوط و سوزن کاج طی دوره یکساله
نتایج این بررسی نشان داد که تجزیه لاشبرگ در رویشگاه اصلی با سرعت بیشتری انجام میشود. محاسبه شاخص مزیت تجزیه در رویشگاه برای لاشبرگ بلوط و سوزن کاج در تودههای مورد نظر نشان داد که این شاخص در مرحله اول تجزیه منفی بوده است و با گذشت زمان این شاخص افزایش یافت. این شاخص در واقع نشاندهنده تغییرات سرعت تجزیه لاشبرگ در رویشگاه اصلی نسبت به سایر روشگاهها میباشد. اگر عدد این شاخص مثبت باشد، به این مفهوم است که سرعت تجزیه در رویشگاه اصلی بیشتر است و اگر عدد این شاخص منفی باشد نشان دهنده این امر میباشد که سرعت تجزیه در رویشگاه اصلی کمتر از سایر رویشگاهها میباشد. بنابراین، پس از 120 روز، سرعت تجزیه در رویشگاه اصلی، برای هر دو گونه افزایش یافته است. در مرحله اول تجزیه (120 روز اول) سرعت روند کاهش وزن برگ بلوط و سوزن کاج در حالت خالص در هر دو توده یکسان میباشد. ولی در مرحله دوم (پس از 120 روز)، سرعت این روند برای برگ بلوط در توده کاج کاهش مییابد و با سرعت کم ادامه مییابد، در حالیکه در توده بلوط سرعت آن کاهش نمییابد و با همان سرعت اولیه ادامه مییابد. در مرحله دوم، سرعت روند کاهش وزن سوزن کاج در هر دو توده کاهش مییابد ولی سرعت آن در توده کاج بیشتر از توده بلوط میباشد. با توجه به یکسان بودن ترکیب شیمیایی لاشبرگها در هر دو توده، علت تفاوت در روند کاهش وزن را میتوان تأثیر توده اصلی در روند تجزیه (8) و به عبارت دیگر وجود شرایط ریزاقلیمی متفاوت و حضور تجزیهکنندگان متفاوت در دو توده بیان کرد (30). Ayresو همکاران (9) طی مطالعات خود، بیان کردند که به طور متوسط، سرعت تجزیه لاشبرگها در رویشگاه اصلی حدود 8% بیشتر میباشد. لاشبرگ گیاهان گونههای مختلف، به طور قابل ملاحظهای در خصوصیات فیزیکی و ترکیبات شیمیایی باهم متفاوت هستند و این خصوصیات روی تجزیه آنها تأثیر دارد (9، 20). همچنین، این تفاوتها همانند سایر صفات گیاهان (شکل رویش، تأثیر روی ساختار خاک) (1) موجب تغییر در نوع جوامع موجود در خاک میشود (8). جمعیت میکروبی خاک با تجزیه بقایایی آلی انرژی و مواد مغذی مورد نیاز خود را تأمین میکنند. از این رو نوعی رقابت انتخابی بین موجودات زنده خاک برای تجزیه لاشبرگ گونهای خاص به صورت تخصصی ایجاد می شود (9). نظر به اینکه تجزیه اجزای مختلف لاشبرگ، به آنزیمهای متفاوتی نیاز دارد (9)، از این رو برخی از میکروارگانیزمها توانایی تولید آنزیم مخصوص برای تجزیه برخی از اجزا را ندارند (31). از طرفی دیگر میتوان به توانایی میکروارگانیزمها برای تجزیه شکل خاصی از لاشبرگ، با ضخامت معین (23.) و یا سازگاری میکروارگانیزمها با نوع خاصی از لاشبرگ را در یک منطقه اشاره کرد. به عبارت دیگر تمایل چندانی برای استفاده از لاشبرگ گونهای که از رویشگاه یا توده دیگر به آن توده انتقال یافته به عنوان منبع غذایی از طرف میکروارگانیزم ها وجود ندارند (9).
نتایج این بررسی نشان داد که سرعت روند کاهش وزن سوزن کاج در حالت آمیخته دوجیبه در هر دو توده در مرحله اول و دوم تجزیه، بیشتر از حالت خالص میباشد، به عبارت دیگر میتوان بیان کرد که برای سوزن کاج، تأثیر آمیختگی لاشبرگ بیشتر از تأثیر نوع توده روی روند تجزیه بوده است. سرعت روند کاهش وزن برگ بلوط در مرحله اول در هر دو توده کمتر از حالت خالص میباشد ولی در مرحله دوم، برگ بلوط در توده کاج با سرعت بیشتری و در توده بلوط با سرعت کمتری نسبت به حالت خالص تجزیه میشود. روند کاهش وزن در حالت آمیخته یک جیبه در هر توده و در هر دو مرحله تجزیه، تقریباً مشابه بود. در مرحله اول، سرعت کاهش وزن در توده کاج بیشتر از توده بلوط بود و در مرحله دوم، روند کاهش وزن در هر دو توده با سرعت کمتری ادامه مییابد. لاشبرگهای با غلظت عناصر غذایی بالا، میتوانند سرعت تجزیه لاشبرگهای با کیفیت پایین را افزایش دهند (10، 23 و 34). با توجه به اینکه لاشبرگ گونههای پهنبرگ از نظر غلظت عناصر نیتروژن و فسفر غنیتر از لاشبرگ گونه های سوزنیبرگ می باشد (5، 10، 26 و 28)، از این رو سرعت تجزیه سوزنهای کاج در حالت آمیخته تحت تأثیر عناصر غذایی آزاد شده از لاشبرگهای در حال تجزیه بلوط قرار گرفته است. در واقع عناصر مغذی بین لاشبرگها از طریق انتشار و به کمک میسیلیم و هیفهای قارچها مبادله میگردد (28). تحقیقات نشان دادند که بیمهرهگان خاک، ازجمله کرم خاکی و هزارپایان، از طریق قطعه قطعه کردن لاشبرگها نقش مهمی در مهیا کردن شرایط برای تجزیه آنها ایفا می کنند (11 و 33). تأثیر مثبت آمیختگی لاشبرگها روی تنوع، فراوانی و فعالیت میکروارگانیزمهای خاک در مطالعات متعددی گزارش شده است (17).
نتایج نشان داد که سرعت تجزیه برگ بلوط در مجاورت با سوزن کاج در توده بلوط کاهش مییابد. Seastedt (34) بیان کرد که مخلوط شدن لاشبرگهای با کیفیت بالا با لاشبرگهای با کیفیت پایین منجر به افزایش سرعت تجزیه در لاشبرگ با کیفیت پایین میشود، از طرفی، میتواند منجر به کاهش سرعت تجزیه در لاشبرگ با کیفیت بالا هم شود. علت افزایش سرعت تجزیه لاشبرگ بلوط در حالت آمیخته با سوزن در توده کاج، نسبت به حالت خالص را میتوان در توانایی جذب رطوبت توسط سوزن کاج بیان کرد که میتواند منجر به افزایش سرعت تجزیه شود (36، 37). با توجه به اختلاف در روند تجزیه حالت آمیخته تک جیبه و دو جیبه، در این تحقیق، تفاوت معنیداری بین این دو نوع آمیختگی وجود نداشت. علت آن را میتوان در یکی بودن نسبت آمیختگی (نسبت یک به یک) دانست (36، 25). این نتایج همسو با نتایج King و همکاران (27) بود.
بهطور کلی، تجزیه لاشبرگ به صورت آمیخته، منجر به افزایش سرعت تجزیه لاشبرگ و به عبارت دیگر، افزایش سرعت بازگشت مواد غذایی به خاک میشود. به منظور انتخاب گونههای مناسب برای ایجاد جنگلکاریهای آمیخته و مناسب، مطالعه و کسب اطلاعات بیشتر در زمینه نحوه تجزیه لاشبرگ گونههای مختلف جنگلی به صورت آمیخته، لازم و ضروری میباشد. با توجه به اینکه تأثیر نسبتهای مختلف آمیختگی و نوع آمیختگی در ارتباط با گونههای بومی در روند تجزیه لاشبرگ آنها، کاملا شناخته شده نمیباشد، لازم است در مطالعات به این موارد نیز توجه شود.