دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان مجله تولید گیاهان زراعی 2008-739X 11 1 2018 05 22 Evaluation of carbon allocation coefficients and net primary production for major crops in Khorasan-e Razavi Province ارزیابی ضرایب تخصیص کربن و تولید خالص اولیه گیاهان عمده زراعی در استان خراسان رضوی 141 152 4131 10.22069/ejcp.2018.13021.2011 FA سرور خرم دل عضو هیات علمی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد پرویز رضوانی مقدم عضو هیات علمی فاطمه معلم دانشجوی دکتری دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article 2017 03 19 Extended abstract <br /> Introduction<br /> Increases in the concentration of CO2 in the atmosphere have prompted renewed interest in increasing the soil stocks of carbon in the agroecosystems to mitigate climate change and also improve quality of soil (14, 25). <br /> Predicting the changes in carbon stocks of soil, therefore, depends on reliable estimates of net primary production (NPP) and the proportion of the NPP returned to the soil. <br /> NPP defined as the increase in plant mass (biomass) plus losses (such as mortality, leaf abscission, herbivory, etc.), summed for both above- ground and below-ground tissues per unit area of land per unit of time. The annual NPP in agroecosystems and the distribution of carbon in for both above- ground and below-ground tissues of plant, is usually calculated from agricultural yield (3, 8, 17).<br /> Our purposes were to estimate a set of coefficients for calculating below-ground NPP, above- ground NPP, total annual NPP, relative coefficients of carbon allocation, allocated carbon content and annual carbon inputs to soil for major agricultural crops in Khorasan-Razavi province. <br /> <br /> Materials and methods<br /> Shoot and root biomasses for major agricultural crops in Khorasan-e Razavi province such as wheat, barley, corn, cotton, sugar beet, alfalfa and chickpea at plant maturity during two years 2015 and 2016 were measured. The crops in all studied fields were usually fertilized according to local recommendations. The numbers of sub-samples taken for shoot and root biomass measurements from 10 fields (which were subsequently averaged) were four. Roots by using cylinders roots (below ground biomass) were manually separated from the soil (10, 23, 29). After harvesting, shoots and root samples were separately dried to constant weight and expressed on a dry matter basis. Carbon content in each crop into four fractions including seed (CP), shoots (CS), roots (CR) and extra-roots (CE) were calculated in units of biomass carbon per unit area per unit of time (g C m-2 yr-1) (3, 9).<br /> <br /> Results and discussion<br /> The results showed that relative coefficients of carbon allocation to different tissues, above-ground NPP, below-ground NPP and total annual NPP were significantly affected by different crop species. The highest contents of allocated carbon to above-ground and below ground tissues including seed (CP), shoot (CS), root (CR) and extra-root (CE) were observed for barley (4452.78 g C m-2 yr-1), alfalfa (8602.56 g C m-2 yr-1), alfalfa (2929.39 g C m-2 yr-1) and alfalfa (1904.11 g C m-2 yr-1), respectively. The maximum above-ground and below-ground NPP were calculated for barley and alfalfa with 12626.28 and 4833.5 g C m-2 yr-1, respectively.<br /> <br /> Conclusion<br /> Relative coefficients of carbon allocation among different tissues of each crop is a useful approach for evaluation of soil carbon changes in agricultural systems. Indeed, carbon input and NPP are the most important variables for predicting the net rate of soil carbon changes. مقدمه<br /> افزایش غلظت دی اکسید کربن در اتمسفر، موجب افزایش توجه به بهبود ذخایر کربن خاک در اگرواکوسیستم‌ها به منظور تخفیف اثرات تغییر اقلیم و بهبود کیفیت خاک شده است(14و 25). پیش‌بینی تغییرات در مخازن کربن خاک به برآورد تولید خالص اولیه (NPP) و نسبت NPP برگردانیده شده به خاک وابسته می‌باشد. <br /> NPP، افزایش مجموع زیست‌توده گیاهی و تلفات آن (نظیر خشک شدن، ریزش برگ‌ها و مرگ گیاه، گیاهخواری و ...) و به عبارت دیگر، مجموع زیست‌توده اندام‌های هوایی و زیرمینی به ازای واحد سطح زمین در واحد زمان می‌باشد. میزان تولید خالص اولیه سالانه در اگرواکوسیستم‌ها و توزیع کربن در اندام‌های هوایی و زیرزمینی گیاه معمولاً از طریق عملکرد محاسبه می‌شود(3، 8 و 17). <br /> اهداف این مطالعه برآورد ضرایب تولید خالص اولیه اندام‌های زیرزمینی و هوایی، تولید خالص اولیه کل، ضرایب نسبی تسهیم کربن، میزان کربن تسهیم یافته و کل کربن اضافه شده به خاک برای محصولات مهم استان خراسان رضوی بود.<br /> <br /> مواد و روش‌ها<br /> زیست‌توده اندام‌های هوایی و زیرزمینی محصولات عمده در استان خراسان رضوی شامل گندم، جو، ذرت، پنبه، چغندرقند، یونجه و نخود در مرحله رسیدگی در سال‌های 1394 و 1395 اندازه‌گیری شد. این گونه‌های گیاهی در تمام مزارع مورد مطالعه بر اساس توصیه کودی بر مبنای عرف کود دهی شدند. تعداد نمونه‌های برداشت شده از زیست‌توده اندام‌های هوایی و زیرزمینی از 10 مزرعه چهار نمونه بود (که به طور میانگین نشاندهنده کل بوته‌های مزرعه بود). ریشه‌ها (زیست‌توده اندام‌های زیرزمینی) با استفاده از سیلندرهایی به طور دستی از خاک جدا شدند(10، 23 و 29). اندام‌های هوایی و ریشه‌ها پس از برداشت، برای رسیدن به وزن ثابت خشک شدند و وزن خشک آنها تعیین شد. محتوی کربن گیاه در چهار بخش شامل اندام-های هوایی (CS)، دانه (CP)، ریشه (CR) و تراوه‌های ریشه‌ای (CE) به ازای واحد زیست‌توده گیاهی در واحد سطح و زمان (گرم کربن در متر مربع در سال) محاسبه شد(3و 9). <br /> <br /> نتایج<br /> نتایج نشان داد که ضرایب نسبی تسهیم کربن به اندام‌های مختلف، تولید خالص اولیه اندام‌های هوایی و زیرزمینی و تولید خالص اولیه کل به طور معنی‌داری تحت تأثیر نوع گونه گیاهی قرار گرفت. بیشترین میزان کربن تسهیم یافته به اندام‌های مختلف هوایی و زیرزمینی شامل بذر (CP)، اندام‌های هوایی (CS)، ریشه (CR) و ترشحات و بقایای ریشه‌ای در خاک (CE) به ترتیب برای جو (78/4452 گرم کربن بر متر مربع در سال زراعی)، یونجه (56/8602 گرم کربن بر متر مربع در سال زراعی)، یونجه (39/2929 گرم کربن بر متر مربع در سال زراعی) و یونجه (11/1904 گرم کربن بر متر مربع در سال زراعی) بدست آمد. بیشترین تولید خالص اندام‌های هوایی و زیرزمینی به ترتیب برای جو و یونجه با 28/12626 و 5/4833 گرم کربن بر متر مربع در سال زراعی بدست آمد.<br /> <br /> نتیجه‌گیری<br /> ضرایب تسهیم نسبی کربن به اندام‌های مختلف برای ارزیابی تغییرات کربن خاک در اگرواکوسیستم‌ها مهم می‌باشد. در حقیقت، کربن و تولید خالص اولیه مهمترین متغیرها برای پیش‌بینی سرعت خالص تغییرات کربن در خاک هستند. https://ejcp.gau.ac.ir/article_4131_1fa6c094f44d8b429f551bcb460a53b1.pdf