نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه شهرکرد
2 عضو هیئت علمی دانشگاه شهرکرد
3 دانشجوی دکتری علوم مرتع دانشگاه شهرکرد
4 دانشجوی دکتری دانشگاه شهرکرد
چکیده
تحقیق حاضر با هدف مطالعه تاثیر گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار در اصلاح برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک بر اثر تجزیه سرگین گاو در مرتع تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد در قالب یک طرح کاملا تصادفی انجام گرفت. بدین منظور توریهای با اندازه سوراخهای بزرگ و کوچک و کود دامی گاو در هفت حالت مختلف به علاوه یک حالت شاهد هر کدام با با سه تکرار به عنوان تیمارهای مطالعه انتخاب شدند. درصد رس در حالت شاهد کمتر از کلیه حالتها بود و بیشترین میزان مربوط به حالتهای 1 و 3 بود، در مورد سیلت حالت 7 کمتر از کلیه حالتها بود و بیشترین میزان مربوط به حالت 5 بود و در رابطه با شن حالت 3 کمتر از کلیه حالتها بود و بیشترین میزان حالت شاهد بود. در رابطه با فسفر و پتاسیم حالت شاهد از کلیه میزان کمتری و بیشترین میزان این عناصر مربوط به حالت 2 و 3 بود. در مورد منگنز بیشترین و کمترین میزان حالت 1 و 3بود و در مورد عنصر مس بیشترین و کمترین حالت 7 و 1 بود و در رابطه با عناصر روی و آهنبیشترین میزان این عناصر حالت 1 و 3 بود و کمترین میزان هر کدام از این عناصر حالت شاهد بود. بیشترین و کمترین میزان این کلسیم بهترتیب مربوط به حالت 4 و 3 بود در رابطه با عنصر منیزیم بیشترین و کمترین میزان مربوط به حالت 6 و 2 بود و در مورد عنصر سدیم بیشترین میزان حالت 2 و کمترین میزان این عنصر حالت شاهد بود.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Role of Dung Beetles in modifying soil physical and chemical properties in the semi steppe rangelands Shahrekord
نویسندگان [English]
2 Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, University of Sharekord
چکیده [English]
The present study aimed to investigate the effect of functional groups dung beetles in modifying some features of soil physical and chemical Decomposition of cattle dung on pasture University Shahrekord in a randomized complete block design. In order to Grid with holes the size of large and small cattle manure in seven different modes, plus a control state with three replications each was selected as treatments. The results showed that soil physical properties Clay percentage control less than all states and greatest amount related to states 1 and 3 in the silt state 7 was lower than all states and greatest amount related to case 5 and in conjunction with sand state 3was lower than all states and most of related to controls Also the chemical properties of soil obtained different results in a manner that controls in relation to phosphorus and potassiumof all states were lower and greatest amount of the elements related to states 2 and 3 In the state of manganese, and iron results showed that most of the elements related to states 1 and 3 and the amount of each of the elements of the controls The results of elemental calcium showed the highest and lowest levels of the element related to states 4 and 3 in conjunction with magnesium highest and lowest rates of 6 states 2 and the sodium element greatest amount related to mode 2and the lowest element of the controls
کلیدواژهها [English]
نقش سوسکهای سرگینخوار در اصلاح ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک در مراتع نیمهاستپی شهرکرد
مژده دوستانی1*، پژمان طهماسبی1، ایرج رحیمی1والهام امیدزاده3
1 شهرکرد، دانشگاه شهرکرد، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، گروه مرتعداری
2 زابل، دانشگاه زابل، دانشکده آبوخاک، گروه مرتعداری
بلژیک، دانشگاه گنت، گروه مرتعداری
تاریخ دریافت: 3/10/94 تاریخ پذیرش: 26/2/95
چکیده
تحقیق حاضر باهدف مطالعه تأثیر گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار در اصلاح برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک قسمتی از مرتع تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد براثر تجزیه سرگین گاو در قالب یک طرح کاملاً تصادفی انجام گرفت. بدین منظور توریهایی با اندازه سوراخهای بزرگ و کوچک و سرگین دامی گاو در هفت حالت مختلف بهعلاوه یک حالت شاهد هرکدام با سه تکرار بهعنوان تیمارهای مطالعه انتخاب شدند. نتایج ویژگیهای فیزیکی بافت خاکنشان داد درصد رس در حالت شاهد (23 درصد) کمتر از کلیه حالتها بود و بیشترین میزان مربوط به حالتهای 1 و 3 (هرکدام 83/32 درصد) بود که در حالت اول همه گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار حضور داشتند و در حالت سوم احتمال حضور سوسکهای اقامتگر، تونلگرهای بزرگ و کوچک و همچنین حضور غلتانگرهای کوچک و عدم حضور غلتانگرهای بزرگ وجود داشت، در مورد درصد سیلت در حالت 7 (عدم حضور کلیه گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار و فقط وجود سرگین دامی) کمتر از کلیه حالتها بود (83/32 درصد) و بیشترین میزان مربوط به حالت 5 (احتمال حضور سوسکهای اقامتگر، عدم حضور تونلگرهای بزرگ و حضور تونلگرهای کوچک و همچنین عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و کوچک) بود (50/38 درصد) و در رابطه با درصد شن حالت 3 (66/29 درصد) کمتر از کلیه حالتها و بیشترین میزان مربوط به حالت شاهد (33/42 درصد) بود. همچنین در مورد ویژگیهای شیمیایی خاک نتایج متفاوتی بدست آمد به گونهای که در رابطه با فسفر و پتاسیم حالت شاهد (بهترتیب 55/17 و 460 میلیگرم بر کیلوگرم) از کلیه حالتها میزان کمتری داشتند و بیشترین میزان این عناصر مربوط به حالتهای 2 (احتمال حضور سوسکهای اقامتگر، حضور تونلگرهای بزرگ و کوچک و همچنین عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و کوچک) و 3 (بهترتیب 38/40 و 770 میلیگرم بر کیلوگرم) بود. در مورد منگنز بیشترین و کمترین میزان این عنصر بهترتیب مربوط به حالتهای 1 و 3 بود (44/9 و 32/6 میلیگرم بر کیلوگرم)، و در مورد عنصر مس بیشترین و کمترین میزان بهترتیب مربوط به حالتهای 7 و 1 بود (35/1 و 06/1 میلیگرم بر کیلوگرم) و در رابطه با عناصر روی و آهن نتایج نشان دادند بیشترین میزان این عناصر مربوط به حالتهای 1 و 3 (بهترتیب 87/0 و 74/6 میلیگرم بر کیلوگرم) بود و کمترین میزان هرکدام از این عناصر مربوط به حالت شاهد (بهترتیب 72/0 و 80/4 میلیگرم بر کیلوگرم) بود. همچنین نتایج مربوط به عنصر کلسیم نشان داد بیشترین و کمترین میزان این عنصر بهترتیب مربوط به حالتهای 4 (احتمال حضور سوسکهای اقامتگر، عدم حضور تونلگرهای بزرگ و حضور تونلگرهای کوچک و همچنین حضور غلتانگرهای بزرگ و کوچک) و 3 هرکدام 79/7 و 24/6 میلیاکوان بر لیتر بود در رابطه با عنصر منیزیم بیشترین و کمترین میزان مربوط به حالتهای 6 (احتمال حضور سوسکهای اقامتگر، عدم حضور تونلگرهای بزرگ و حضور تونلگرهای کوچک و همچنین عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و حضور غلتانگرهای کوچک) و حالت 2 (بهترتیب 51/3 و 77/2 میلیاکوان بر لیتر) بود و در مورد عنصر سدیم بیشترین میزان مربوط به حالت 2 (66/1 میلیاکوان بر لیتر) و کمترین میزان این عنصر مربوط به حالت شاهد (60/0 میلیاکوان بر لیتر) بود. نتایج حاصل نشان میدهد این حشرات از طریق تجزیه سرگین برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک را نسبت به منطقه شاهد با تغییرات اساسی روبرو میکنند که با توجه به عملکرد متفاوت این حشرات نسبت به سرگین دامهای مختلف، نوع متفاوت خاکها و ساختار زیستگاه تأکید میشود مطالعات بیشتری در این زمینه در اکوسیستمهای طبیعی مختلف کشور صورت گیرد.
واژههای کلیدی: فروپاشی سرگین، ویژگیهای ساختاری خاک، مواد آلی، حشرات سرگینخوار
* نویسنده مسئول، تلفن: 09165811281 ، پست الکترونیکی: doustani.m@gmail.com
مقدمه
بندپایان بیشماری معمولاً در سرگینی که بوسیله پستانداران بر روی زمین انداخته میشود سکنی میگزینند (20). سوسکهای سرگینخوار گروه غالبی از این بندپایان هستند که شامل گونههای ویژهای با رفتار کاملاً پیچیدهای هستند و در فروپاشی سرگین، چرخه دوباره مواد آلی و مواد غذایی گیاهی که سرگین آنها را شامل میشود یک نقش اساسی ایفا میکنند (18) و اغلب در سه گروه عملکردی متفاوت شامل غلتانگرها (Rollers) که از سرگین گلوله میسازند و آنها را بهسوی دیگری جابهجا کرده و بهمنظور آشیانهسازی دفن میکنند، تونلگرها (Tunnellers) که تونلهایی را بهطور مستقیم یا مورب زیر سرگین ایجاد میکنند و سرگین را برای استفاده در آشیانههای زیرزمینی جمعآوری میکنند و اقامتگرها (Dwellers) که بهمنظور آشیانه و غذا در درون سرگین زندگی میکنند تقسیم میشوند (15). ثابتشده است که تنوع گونهای، پراکندگی و ترکیب جوامع حشرات ساکن در سرگین بوسیله عوامل مختلفی همچون نوع سرگین، کیفیت سرگین، فلور اطراف، نوع زیستگاه همچنین شرایط محیطی از تشعشع خورشیدی، درجه حرارت، نوع خاک، pH خاک و اقلیم متأثر میشود (26) با توجه به اینکه سوسکهای سرگینخوار به خصوصیات زیستگاههایی که در آن زندگی میکنند حساس هستند عملکرد آنها از ویژگیهای اکوسیستم متأثر میشود. همچنین نقشهای اکولوژیکی این حشرات با تغییرات فصلی رابطه قوی دارد، درنتیجه بر رفتار آنها در دفن سرگین اثر میگذارد (22) نقش این حشرات در تجزیه و برداشت مدفوع حیوانات از دیگر عوامل مانند فرسایش، مورچهها، موریانهها و کرمهای خاکی سریعتر و مؤثرتر میباشد (10).
سوسکهای سرگینخوار با برگرداندن سرگین بهدرون خاک بهعنوان یک عنصر کلیدی در پویایی اکوسیستم نقش مهمی ایفا میکنند (15) و موجب ورود مواد آلی به درون خاک میشوند (30) و از این طریق موجب تغییرات فیزیکی (9) و شیمیایی در خاک میگردند (28) این عملکرد حشرات برای تداوم چرخه مواد غذایی و سلامتی گیاهان در اکوسیستمهای مرتعی حیاتی میباشد (7). در مورد اثرات تجزیه سرگین بر روی ویژگیهای خاک و همچنین از اثرات بیمهرگان بزرگ خاک جهت ایجاد و پایداری ساختار خاک در اکوسیستمهای مرتعی اطلاعات خیلی اندکی وجود دارد (16) و این کمبود اطلاعات در اکوسیستمهای مرتعی ایران خیلی بیشتر است.
مطالعه حاضر باهدف بررسی نقش گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار در اصلاح برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک براثر تجزیه سرگین دام در قسمتی از مراتع نیمهاستپی شهرکرد انجام شد تا مشخص گردد آیا سوسکهای سرگینخوار از طریق تجزیه سرگین قادر بهتاثیر در ویژگیهای خاک مراتع میباشند و آیا گروههای عملکردی این حشرات هرکدام میتوانند اثرات متفاوتی بر خصوصیات مختلف خاک داشته باشند.
مواد و روشها
خصوصیات منطقه موردمطالعه: تحقیق موردنظر در مرتع
تحقیقاتی حوزه بالادست دانشگاه شهرکرد با موقعیت جغرافیایی ˝ 55 ΄46 °50 و ˝ 54 ΄55 °50 طول شرقی و ˝35 ΄19 °32 و ˝ 01 ΄26 °32 عرض شمالی انجام شد. ازنظر مختصات متریک در زون 39 و به مساحت 608354025 هکتار در 20 کیلومتری جاده سامان در استان چهارمحال و بختیاری واقع گردیده است. ارتفاع متوسط منطقه از سطح دریا 2385 متر، میانگین بارندگی سالیانه 8/284 میلیمتر و میانگین حداقل و حداکثر دمای سالیانه بهترتیب 2 و 20 درجه سلسیوس میباشد. طبق روش آمبرژه اقلیم حوزه بالادست دانشگاه شهرکرد نیمهخشک سرد، طبق روش دومارتن نیمهخشک و طبق روش کوپن استپی (سرد و خشک) میباشد. خاک مرتع مورد مطالعه دارای بافت لومی میباشد، وضعیت مرتع که شامل شش تیپ گیاهی و عمدتاً از گیاهان چندساله و مهاجم میباشد، طبق روش مشاهده و تخمین، چهار فاکتوره و مقایسه با کلیماکس یک مرتع فقیر است (3).
آمادهسازی تیمارها: بهمنظور مطالعه نقش سوسکهای سرگینخوار در تغییر برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک مراتع مساحتی از مرتع تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد بهوسعت 400 مترمربع در فصل بهار بهمدت 60 روز حصارکشی شد تا از ورود دام جلوگیری شود. سپس جهت بررسی راحتتر عملکرد این دسته از حشرات، گیاهان سطح حصارشده کف بر و خاک کاملاً از گیاهان پاکسازی شد (8). جهت بررسی عملکرد سوسکها نسبت به تجزیه سرگین دام هفت حالت متفاوت مطابق جدول 1 موردبررسی قرارگرفت که در حالتهای موردبررسی برای هرکدام از تیمارها، سرگین دامی گاو با وزن خشک اولیه 9/144 گرم به مقدار مساوی در کلیه حالتهای موردبررسی جاسازی شدند. حالتهای 1 تا 6 جهت تعیین اثرات تیمارهای مختلف در رابطه با عملکرد سوسکهای سرگینخوار نسبت به تجزیه سرگین و تأثیر در برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک انجام شد، بهطوریکه طراحی این حالتها با توجه به حضور و عدمحضور گونههای مختلف سوسک بهترین حالتی را که در آن سوسکها بیشترین عملکرد را نمایان سازند، انجام شد. علاوه بر موارد مذکور، این حالتها در مقایسه با یکدیگر نقش گروههای مختلف سوسکهای سرگینخوار و تأثیر تنوع گروههای عملکردی در تغییر برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک را با توجه به حضور و عدم حضور گروههای عملکردی تعیین میکند (جدول 1) (27). در بین هفت حالت مورد مطالعه، حالت هفتم بهعنوان حالتی که هیچ سوسکی وارد نشود و فقط در آن سرگین دام وجود داشت در نظر گرفته شد تا نقش طبیعی قرارگیری سرگین بر روی خاک بر تغییر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک از عملکرد سوسکها تفکیک گردد. همچنین قسمتی از خاک بیرون از منطقه را که در آن هیچگونه تیماری اعمال نگردیده بود و سرگینی در آن وجود نداشت بهعنوان شاهد (بدون سوسک و سرگین)، نسبت به حالتهای مختلف مورد بررسی جهت ارزیابی نقش گروههای عملکردی سوسکهای سرگین خوار در اصلاح ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک و نسبت به حالتی که فقط سرگین دام در آن حضور داشت (حالت 7) در نظر گرفته شد. برای هر تیمار سه تکرار در نظر گرفته شد. با توجه به طبقهبندی سوسکهای سرگینخوار به گروههای بزرگ (حدود یک سانتیمتر یا بزرگتر) و کوچک (کمتر از یک سانتیمتر)، جهت تفکیک عملکرد و نقش متفاوت گروههای مختلف از همدیگر، در حالتهای مختلف مورد بررسی، شبکههای توری در اندازههای بزرگ (1 سانتیمتری) و کوچک (1 میلیمتری) جهت بررسی عملکرد گروههای سوسکهای تونلگر، غلتانگر و اقامتگر بهصورت مربعی (هرکدام به ارتفاع تقریباً 15 و طول و عرض 30 سانتیمتر)، به شکل کاملاً تصادفی و کددار در محدوده حصارکشی نصب شدند (4).
همزمان بعد از گذشت دو ماه از قرارگیری سرگین دام در عرصه، خاک زیر تیمارهای مورد بررسی از هر نمونه از عمقهای 30-0 سانتیمتر برداشت شد، سپس نمونههای خاک هرکدام را جداگانه درون کیسهها ریخته، برچسبگذاری و به آزمایشگاه ارسال و پس از هوا خشک شدن برای اندازهگیری ویژگیهای موردنظر از الک 2 میلیمتری عبور داده شد (1) سپس پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک به شرح جدول 2 اندازهگیری شد.
جدول 1- کلیه حالتها و تیمارها جهت بررسی عملکرد گروههای متفاوت سوسکهای سرگینخوار
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
حالتها
|
|
|
|
|
|
|
|
|
گروههای سوسک |
حضور اقامتگرها، حضور تونلگرهای بزرگ و کوچک، حضور غلتانگرهای بزرگ و کوچک |
حضور اقامتگرها، حضور تونلگرهای بزرگ و کوچک، عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و کوچک |
حضور اقامتگرها، حضور تونلگرهای بزرگ و کوچک، عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و حضور غلتان گرهای کوچک |
حضور اقامتگرها، عدم حضور
|
حضور اقامتگرها، عدم حضور تونلگرهای بزرگ و حضور تونلگرهای کوچک،عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و کوچک |
حضور اقامتگرها، عدم حضور تونلگرهای بزرگ و حضور تونلگرهای کوچک، عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و حضور غلتانگرهای کوچک |
عدم حضور اقامتگرها، عدم حضور تونلگرهای بزرگ و کوچک، عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و کوچک |
||
|
علامت
|
D+T+t+R+r+ |
D+T+t+R-r- |
D+T+t+R-r+ |
D+T-t+R+r+ |
D+T-t+R-r- |
D+T-t+R-r+ |
D-T-t-R-r- |
|
*D= اقامتگرها، T= تونلگرهای بزرگ، t= تونلگرهای کوچک، R= غلتانگرهای بزرگ، r= غلتانگرهای کوچک
علامت مثبت و منفی بهترتیب نشاندهنده حضور و عدم حضور گروههای عملکردی است.
جدول2- پارامترهای فیزیکی و شیمیایی مورداندازهگیری و روش مورداستفاده
|
فاکتور مورداندازهگیری |
روش اندازهگیری |
|
||||||
بافت خاک
|
رس |
|
|
|
|
||||
سیلت |
(13) |
روش هیدرومتری |
|
|
|||||
شن |
|
|
|
|
|||||
فسفر |
(23) |
با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر |
|
||||||
|
|
||||||||
پتاسیم |
(24) |
با استفاده از دستگاه فلیمفتومتر |
|
||||||
سدیم |
|
|
|||||||
کلسیم |
|
کمپلکس متری (تیتراسیون) |
|
||||||
منیزیم |
(1) |
|
|
||||||
مس |
|
روش جذب اتمیک
|
|
||||||
روی |
|
||||||||
آهن |
|
||||||||
منگنز |
|
||||||||
تجزیهوتحلیل دادهها: پس از حصول اطمینان از نرمال بودن دادهها (آزمون Kolmogorov-Smirnov) و همگنی واریانسها (آزمون Levene) دادهها مورد تجزیه واریانس یکطرفه در قالب طرح کاملاً تصادفی (سه تکرار) با استفاده از نرمافزار 18SPSS قرار گرفتند (3). بهمنظور مقایسه میانگینها از آزمون دانکن استفاده شد و رسم نمودارها در نرمافزار Excel انجام گرفت.
نتایج
اثرات سوسکهای سرگینخوار بر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک: مقایسه حالتهای موردبررسی بر ویژگیهای فیزیکی بافت خاکنشان داد (جدول 3) درصد رس در حالت شاهد (23 درصد) کمتر از کلیه حالتها بود و تفاوت معنیداری با سایر حالتها داشت و بیشترین میزان درصد رس مربوط به حالتهای 1 و 3 (هرکدام 83/32 درصد) بود که حالت اول نشاندهنده حضور همه گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار میباشد و حالت سوم نشاندهنده سوسکهای اقامتگر، حضور تونلگرهای بزرگ و کوچک و همچنین عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و حضور غلتانگرهای کوچک در مرتع مورد بررسی بود (شکل 1). در مورد درصد سیلت حالت 7 (83/32 درصد) و حالت 5 (50/38 درصد) کمترین و بیشترین درصد سیلت را داشتند که حالت هفتم نشاندهنده عدم حضور کلیه گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار میباشد و حالت پنجم نشاندهنده سوسکهای اقامتگر، عدم حضور تونلگرهای بزرگ و حضور تونلگرهای کوچک و همچنین عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و کوچک در مرتع مورد بررسی بود و میان کلیه حالتها تفاوت معنیداری وجود نداشت (شکل 2) و در رابطه با درصد شن حالت 3 (66/29 درصد) و حالت شاهد (33/42 درصد) کمترین و بیشترین میزان را داشتند و میان کلیه حالتها تفاوت معنیداری وجود داشت (05/0=P) (شکل 3).
شکل 1- میزان درصد رس در حالت شاهد و در حالتهای مختلف موردبررسی توسط سوسکهای سرگینخوار (میانگین±خطای معیار).
شکل 2- میزان درصد سیلت در حالت شاهد و در حالتهای مختلف مورد بررسی توسط سوسکهای سرگینخوار (میانگین±خطای معیار).
شکل 3- میزان درصد شن در حالت شاهد و در حالتهای مختلف موردبررسی توسط سوسکهای سرگینخوار (میانگین±خطای معیار).
مقایسه حالتهای موردبررسی بر میزان فسفر و پتاسیم خاکنشان داد (جدول 3) برای هرکدام از عناصر حالت شاهد (بهترتیب 55/17 و 460 میلیگرم بر کیلوگرم) (بدون سوسک و سرگین) از کلیه حالتها میزان کمتری داشتند و بیشترین میزان این عناصر مربوط به حالتهای 2 و 3 (بهترتیب 38/40 و 770 میلیگرم بر کیلوگرم) بود که حالت دوم نشاندهنده سوسکهای اقامتگر، حضور تونلگرهای بزرگ و کوچک و همچنین عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و کوچک در مرتع مورد بررسی بود و میان کلیه حالتها تفاوت معنیداری بود (01/0P<) (شکل های 4 و 5).
شکل 4- میزان فسفر در حالت شاهد و در حالتهای مختلف موردبررسی توسط سوسکهای سرگینخوار (میانگین±خطای معیار).
شکل 5- میزان پتاسیم در حالت شاهد و در حالتهای مختلف مورد بررسی توسط سوسکهای سرگینخوار (میانگین±خطای معیار).
مقایسه حالتهای مورد بررسی بر میزان منگنز نشان داد (جدول 3) بیشترین و کمترین میزان این عنصر بهترتیب مربوط به حالتهای 1 و 3 (44/9 و 32/6 میلیگرم بر کیلوگرم) بود که حالت اول نشاندهنده حضور همه گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار میباشد و حالت سوم نشاندهنده سوسکهای اقامتگر، حضور تونلگرهای بزرگ و کوچک و همچنین عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و حضور غلتانگرهای کوچک در مرتع مورد بررسی بود و میان کلیه حالتها تفاوت معنیداری وجود نداشت (0.01P<) (شکل 6). و در مورد عنصر مس مقایسه حالتهای مورد بررسی نشان داد بیشترین و کمترین میزان بهترتیب مربوط به حالتهای 7 و 1 (35/1 و 06/1 میلیگرم بر کیلوگرم) بود که حالت هفتم نشاندهنده عدم حضور کلیه گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار میباشد و حالت اول نشاندهنده حضور همه گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار میباشد و میان کلیه حالتها تفاوت معنیداری وجود نداشت (0.01P<) (شکل 7). در رابطه با عناصر روی و آهن نتایج نشان دادند بیشترین میزان این عناصر مربوط به حالتهای 1 و 3 (بهترتیب 87/0 و 74/6 میلیگرم بر کیلوگرم) بود و کمترین میزان هرکدام از این عناصر مربوط به حالت شاهد (بهترتیب 72/0 و 80/4 میلیگرم بر کیلوگرم) بود و میان کلیه حالتها تفاوت معنیداری وجود نداشت (0.01P<) (شکل های 8 و 9).
شکل 6- میزان منگنز در حالت شاهد و در حالتهای مختلف مورد بررسی توسط سوسکهای سرگینخوار (میانگین±خطای معیار).
شکل 7- میزان مس در حالت شاهد و در حالتهای مختلف مورد بررسی توسط سوسکهای سرگینخوار (میانگین±خطای معیار).
شکل 8- میزان روی در حالت شاهد و در حالتهای مختلف مورد بررسی توسط سوسکهای سرگینخوار (میانگین±خطای معیار).
شکل 9- میزان آهن در حالت شاهد و در حالتهای مختلف مورد بررسی توسط سوسکهای سرگینخوار (میانگین±خطای معیار).
نتایج مربوط به عنصر کلسیم نشان داد (جدول 3) بیشترین و کمترین میزان این عنصر بهترتیب مربوط به حالتهای 4 و 3 (79/7 و 24/6 میلیاکوان بر لیتر) بود که حالت چهارم نشاندهنده سوسکهای اقامتگر، عدم حضور تونلگرهای بزرگ و حضور تونلگرهای کوچک و همچنین حضور غلتانگرهای بزرگ و کوچک در مرتع مورد بررسی بود و میان کلیه حالتها تفاوت معنیداری وجود نداشت (0.01P<) (شکل 10). در رابطه با عنصر منیزیم بیشترین و کمترین میزان مربوط به حالتهای 6 و 2 (بهترتیب 51/3 و 77/2 میلیاکوان بر لیتر) بود که حالت ششم نشاندهنده سوسکهای اقامتگر، عدم حضور تونلگرهای بزرگ و حضور تونلگرهای کوچک و همچنین عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و حضور غلتانگرهای کوچک بود و حالت دوم نشاندهنده سوسکهای اقامتگر، حضور تونلگرهای بزرگ و کوچک و همچنین عدم حضور غلتانگرهای بزرگ و کوچک بود در مرتع مورد بررسی بود و میان کلیه حالتها تفاوت معنیداری وجود نداشت (0.01P<) (شکل 11).
شکل 10- میزان کلسیم در حالت شاهد و در حالتهای مختلف مورد بررسی توسط سوسکهای سرگینخوار (میانگین±خطای معیار).
شکل 11- میزان منیزیم در حالت شاهد و در حالتهای مختلف مورد بررسی توسط سوسکهای سرگینخوار (میانگین±خطای معیار).
شکل 12- میزان سدیم در حالت شاهد و در حالتهای مختلف مورد بررسی توسط سوسکهای سرگینخوار (میانگین±خطای معیار).
جدول3- نتایج تجزیه واریانس پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک مرتع نیمهاستپی شهرستان شهرکرد از کلیه حالتهای مورد بررسی
متغیرها |
|
|
میانگین |
|
|
|||||
|
|
|||||||||
|
No dung and beetle |
D-T-t-R-r- |
D+T-t+R-r+ |
D+T-t+R-r- |
D+T-t+R+r+ |
D+T+t+R-r+ |
D+T+t+R-r- |
D+T+t+R+r+ |
||
رس |
b96/3±30/2 |
a40/3±17/3 |
a48/4±92/2 |
a84/2±17/3 |
a50/2±25/3 |
a44/1±28/3 |
a46/2±08/3 |
a46/2±28/3 |
||
سیلت |
a05/3±47/3 |
a36/2±28/3 |
a64/2±70/3 |
a12/3±85/3 |
a73/1±70/3 |
a17/2±75/3 |
a01/3±72/3 |
a00/5±62/3 |
||
شن |
a33/6±23/4 |
b75/3±98/2 |
ab07/7±38/3 |
b20/5±98/2 |
b09/4±05/3 |
b61/3±97/2 |
b40/5±20/3 |
b46/7±10/3 |
||
فسفر |
b05/2±76/1 |
ab91/4±62/2 |
a16/6±98/3 |
a08/14±73/3 |
a06/14±98/3 |
ab06/9±02/3 |
a90/10±04/4 |
ab18/13±16/3 |
||
پتاسیم |
c16/122±60/4 |
b46/69±50/6 |
ab32/49±33/7 |
ab68/39±00/7 |
ab33/50±62/7 |
a20/52±70/7 |
ab81/20±53/7 |
ab40/10±67/6 |
||
سدیم |
b13/0±60/0 |
ab31/0±26/1 |
ab28/0±26/1 |
ab10/0±17/1 |
a35/0±35/1 |
ab34/0±30/1 |
a78/0±66/1 |
a34/0±36/1 |
||
کلسیم |
a04/2±56/6 |
a72/1±02/7 |
a28/2±78/7 |
a93/0±94/6 |
a40/0±79/7 |
a11/1±24/6 |
a28/1±93/6 |
a39/2±32/7 |
||
منیزیم |
a64/0±98/2 |
a71/0±03/3 |
a73/0±51/3 |
a59/0±27/3 |
a19/0±06/3 |
a47/0±91/2 |
a57/0±78/2 |
a89/0±92/2 |
||
مس |
a26/0±28/1 |
a26/0±35/1 |
a27/0±22/1 |
a10/0±20/1 |
a03/0±27/1 |
a34/0±21/1 |
a20/0±21/1 |
a01/0±06/1 |
||
روی |
a07/0±72/0 |
a03/0±78/0 |
a25/0±82/0 |
a20/0±82/0 |
a08/0±81/0 |
a14/0±78/0 |
a14/0±85/0 |
a19/0±87/0 |
||
آهن |
a55/0±80/4 |
a74/1±96/5 |
a89/1±92/5 |
a72/1±74/6 |
a58/1±73/5 |
a25/1±74/6 |
a12/1±71/6 |
a42/0±93/5 |
||
منگنز |
a40/2±39/8 |
a57/2±30/9 |
a32/2±49/7 |
a04/3±79/7 |
a93/1±37/6 |
a34/0±33/6 |
a97/3±94/8 |
a59/4±45/9 |
||
مقایسه میانگینها توسط آزمون دانکن و در سطح احتمال 5 درصد انجامگرفته است (میانگین±انحراف معیار).
در هر ردیف تفاوت دو میانگین که دارای حروف مشترک هستند ازلحاظ آماری معنیدار نیست.
بحث و نتیجهگیری
نتایج بهدستآمده از تحقیق حاضر در مورد ویژگیهای فیزیکی خاک نشان داد، درصد رس، سیلت و شن بهترتیب در حالتهای 1 و 3، 5 و شاهد بیشترین میزان بود که با توجه به مقایسه این حالتها با مواردی که در آنها سوسکهای سرگینخوار حضور دارند و باحالت هفتم (فقط وجود سرگین گاوی) همچنین باحالت شاهد (بدون سوسک و سرگین) میتوان نتیجه گرفت این حشرات موجب تغییر در ویژگیهای فیزیکی (درصد رس، سیلت و شن) خاک میشوند (16، 11) هرچند که میزان این تغییرات بسیار جزئی بوده است (شکلهای 1، 2 و 3). از طرفی بافت خاک منطقه شاهد در مرتع مورد بررسی (همانند منطقه موردمطالعه) لومی بوده است اما نتایج نشان میدهند بهغیراز حالت سوم، بافت خاک منطقه موردنظر در کلیه حالتها به لومی-رسی تغییر پیداکرده است، دلیل این امر میتواند مربوط به ورود مواد آلی (19) ازجمله کودهای حیوانی به درون خاک باشد (6) که نتیجه اثرات متقابل میان مواد آلی (سرگین) و عملکردهای سوسکهای سرگینخوار میباشد (21). وجود مواد آلی در لایههای سطحی خاک باقابلیت جذب و نگهداری آب باعث افزایش ذخیره رطوبتی در خاک میشود و شرایط فیزیکی خاک را بهبود میبخشد بهطوریکه در تشکیل ساختمان خاک مؤثر بوده، نفوذپذیری را مناسب و تهویه آن را متعادل و از فرسایش ذرات خاک جلوگیری همچنین اثر بسزایی روی نوع گونههای گیاهی میگذارد (2).
هورگان در سال 2001 در مطالعه روی نقش سوسکهای سرگینخوار در دفن سرگین گاو از سایتهای السالوادور در امریکاى مرکزى نشان داد که این حشرات از طریق ایجاد تونل و ورود سرگین گاو در خاک مراتع باعث کاهش اثرات فشردگی خاک، افزایش حاصلخیزی و کیفیت خاک مراتع میشوند. هریک و لای و همکاران در سال 1995 در مطالعه روی اثرات تجزیه سرگین بر تغییرات ویژگیهای فیزیکی خاک در یک مرتع گرمسیری در ایالت آرگوستول (Argiustoll) امریکا به این نتیجه رسیدند که فعالیت بیمهرگان در تجزیه سرگین نقش مهمی در کاهش فشردگی سطحی خاکها ایفا میکند و ایجاد سوراخهایی در خاک توسط سوسکهایی که از سرگین تغذیه میکنند با ورود سرگین به درون خاک منجر به ایجاد تغییراتی بر روی ویژگیهای فیزیکی خاک میشوند. کرمهای خاکی نیز میتوانند خاک را سوراخ کرده و باعث نرمی آن میشوند و با جابهجایی مواد آلی به درون خاک و نیز آوردن تعداد زیادی از خاکدانههای ریز به سطح خاک باعث افزایش نفوذپذیری خاک در هنگام بارندگی میشوند (5). نتایج مطالعه حاضر همچنین در مورد ویژگیهای شیمیایی خاک نتایج کاملاً متفاوتی را نشان داده بهطوریکه در رابطه با فسفر و پتاسیم خاک بهترتیب حالتهای 2 و 3 بیشترین میزان این عناصر را شامل بودند. با توجه به اینکه در حالت دوم گروههای عملکردی غلتانگر بزرگ و کوچک حضور ندارند و بیشترین میزان افزایش فسفر در این حالت اتفاق افتاده است میتوان نتیجه گرفت در صورت حذف این گروه سایر گروهها (اقامتگرها و تونلگرهای بزرگ و کوچک) عملکردشان افزایش مییابد و در افزایش فسفر خاک نقش مهمتری ایفا میکنند (شکل 4) و با توجه به افزایش میزان پتاسیم در حالت سوم میتوان نتیجه گرفت گروه عملکردی غلتانگرهای بزرگ در صورت حذف، سایر گروهها عملکردشان افزایش مییابد و بر نقش کمتر این گروههای عملکردی نسبت به سایر گروهها در افزایش پتاسیم خاک تأکید میکند (شکل 5) در مورد میزان منگنز نتایج نشان داد بیشترین میزان این عنصر مربوط به حالت 1 بود که با توجه به اینکه در حالت اول همه گروههای عملکردی (اقامتگرها، تونلگرهای بزرگ و کوچک همچنین غلتانگرهای بزرگ و کوچک) حضور دارند و بیشترین میزان افزایش منگنز در این حالت اتفاق افتاده است میتوان نتیجه گرفت نقش همه گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار در میزان افزایش این عنصر مهم میباشد (شکل 6). شهابالدین در سال 2008 در مطالعه روی نقش سوسکهای سرگینخوار Coprophagou بر روی تجزیه سرگین گاو و افزایش حاصلخیزی خاک در یک آزمایش تجربی نشان داد که فعالیتهای دفن سرگین بوسیله این سوسکها باعث افزایش حجم مواد غذایی خاک (نیتروژن، فسفر، پتاسیم) میشود و گونههای بزرگتر سوسکهای سرگینخوار نسبت به گونههای کوچکتر سرگین بیشتری را دفن میکنند اما ازلحاظ عملکرد برای تجزیه سرگین گونههای کوچکتر مهمتر هستند بنابراین حجم مواد غذایی خاک با درصد برداشت سرگین همبستگی مثبت داشته و اهمیت بالایی از دفن مدفوع توسط سوسکهای سرگینخوار جهت حاصلخیزی خاک را شامل میشوند. همچنین در مورد عنصر مس نتایج نشان داد بیشترین میزان این عنصر مربوط به حالت هفتم بود که با توجه به اینکه در این حالت فقط سرگین وجود دارد میتوان نتیجه گرفت سایر گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار نقش مهمی در افزایش این عنصر در خاک ندارند (شکل 7). در رابطه با عناصر روی و آهن نتایج نشان دادند بیشترین میزان این عناصر بهترتیب مربوط به حالتهای 1 و 3 بود که در مورد عنصر روی نشان میدهد نقش کلیه گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار در میزان افزایش این عنصر در خاک مهم میباشد (شکل 8) و با توجه به افزایش میزان عنصر آهن در حالت سوم میتوان نتیجه گرفت گروه عملکردی غلتانگرهای بزرگ نقش کمتری نسبت به سایر گروههای عملکردی در افزایش آهن خاکدارند (شکل 9) نتایج مربوط به عنصر کلسیم نشان داد بیشترین میزان این عنصر مربوط به حالت 4 بود که با توجه به اینکه در این حالت فقط گروه عملکردی تونلگرهای بزرگ حضور ندارند میتوان نتیجه گرفت این گونهها نقش کمتری نسبت به سایر گروههای عملکردی (اقامتگر، تونلگرهای کوچک همچنین غلتانگرهای بزرگ و کوچک) در افزایش کلسیم خاکدارند (شکل 10) در رابطه با عنصر منیزیم بیشترین میزان این عنصر مربوط به حالت 6 بود که با توجه به اینکه در این حالت گروههای عملکردی تونلگرها و غلتانگرهای بزرگ حضور ندارند و سایر گروهها حضور دارند (اقامتگر، تونلگرها و غلتانگرهای کوچک) میتوان نتیجه گرفت گونههای کوچکتر تونلگرها و غلتانگرهای و همچنین اقامتگرها نقش مهمتری در افزایش عنصر منیزیم در خاک دارند (شکل 11) همچنین در مورد عنصر سدیم نتایج نشان داد بیشترین میزان این عنصر مربوط به حالت 2 بود که با توجه به اینکه در این حالت گروههای عملکردی غلتانگر بزرگ و کوچک حضور ندارند و بیشترین میزان افزایش سدیم در این حالت اتفاق افتاده است میتوان نتیجه گرفت در صورت حذف این گروه سایر گروهها (اقامتگرها و تونلگرهای بزرگ و کوچک) عملکردشان افزایش مییابد و در افزایش سدیم خاک نقش مهمتری از گروههای عملکردی غلتانگر بزرگ و کوچک ایفا میکنند (شکل 12). حنفی و السعید و همکاران در سال 2008 در مطالعه روی اثرات سوسکهای سرگینخوار بر مواد غذایی خاک در دانشکده کشاورزی آین شمس قاهره مصر دریافتند که فعالیت این حشرات از طریق مخلوط کردن خاک با سرگین مواد غذایی خاک شامل نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم و منیزیم را افزایش میدهند. ثابتشده است که سوسکهای سرگینخوار به انواع مختلف سرگین عکسالعمل متفاوت نشان میدهند (29) و اگرچه این حشرات خدمات متفاوتی را برای اکوسیستمها انجام میدهند اما اثرات آنها بر ویژگیهای مختلف خاکها بهطور کامل هنوز بررسی نشده است این در حالی است که سوسکهای سرگینخوار قادر هستند سرگینی را که توسط دامها در سطح خاک ریخته میشود را برداشت، تجزیه و به درون خاک وارد سازند و از این طریق ویژگیهای هیدرولوژیکی خاک را بهبود ببخشند (9). نتایج مطالعه روی گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار در تأثیر روی برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاکنشان میدهد این ویژگیها توسط عملکرد این حشرات دچار تغییرات میشوند که میتواند مربوط به عملکرد آنها در رابطه با ایجاد تونل و ورود سرگین (گروههای عملکردی تونلگر و غلتانگر) بهدرون خاک یا بر اساس تجزیه سرگین در سطح خاک (گروههای عملکردی اقامتگر) باشد که با اضافه کردن مواد غذایی سرگین بهعنوان یک ماده آلی به درون و سطح خاک صورت میگیرد، هرچند این حشرات جهت تغذیه و ماده آشیانهسازی سرگین را تجزیه و وارد خاک میکنند اما از این طریق باعث تغییرات شگرفی در خصوصیات مختلف خاکها میشوند اما در این زمینه تاکنون مطالعهای در داخل کشور صورت نگرفته است و در این تحقیق که در قسمتی از خاک مراتع نیمهاستپی شهرکرد واقع در استان چهارمحال و بختیاری انجام شد، سعی بر مطالعه نقش گروههای عملکردی سوسکهای سرگینخوار در تغییر برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک مرتع براثر تجزیه سرگین گاو شد، اما با توجه به عملکرد متفاوت این حشرات نسبت به سرگین دامهای متفاوت (6) نوع متفاوت خاکها و ساختار زیستگاه (12) نیاز به مطالعات بیشتر در نقاط گوناگون با سرگین دامهای متفاوت و با نوع خاکهای متفاوت میباشد تا بتوان ارزیابی دقیقتری از عملکرد این حشرات در رابطه با این مناطق داشت. و میتوان به نقش این حشرات در مدیریت اکوسیستمهای طبیعی بیشتر توجه نمود و استفاده از حاصلخیز کنندههای شیمیایی را در این مناطق با توجه به خطراتی که برای اکوسیستمها دارند کاهش داد و حتی میتوان گونههای با عملکرد مهمتر و بیشتر در این زمینه را معرفی نمود.