رابطه بین برخی از ویژگی‌های خاک و تولید صمغ کتیرا در رویشگاه‌های گون سفید (Astragalus gossypinus Fischer) تحت چرای دام

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل

2 'گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل

3 کارشناس ارشد مرتعداری، اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان اصفهان

چکیده

سابقه و هدف: حضور، تردد و چرای مداوم دام‌ها در رویشگاه‌ گونه‌های غیرعلوفه‌ای مراتع مانند گون‌زارها و آنغوزه‌زار‌ها، می‌تواند از طریق اثر بر ویژگی‌های خاک، بر رشد و نمو گیاهان و تولید محصولات غیرعلوفه‌ای (محصولات فرعی) مرتع اثر گذارد. بیشتر مطالعات انجام شده در مراتع، به رابطه بین خصوصیات مختلف خاک و تولید علوفه پرداخته‌اند و اطلاعات اندکی درباره ارتباط بین تغییرات ویژگی‌های مختلف خاک و مقدار تولید محصولات غیرعلوفه‌ای (مانند کتیرا، اسانس، ترنجبین، باریجه و غیره) در مراتع وجود دارد. دانستن اثر چرای دام بر ویژگی‌های خاک در این رویشگاه‌ها و رابطه بین تغییرات خاک با مقدار تولید محصولات فرعی در تعیین شدت چرای مناسب جهت حفاظت از منابع خاک و گیاه و تولید حداکثر محصولات فرعی مرتع حائز اهمیت است. هدف این مطالعه، تعیین اثر شدت چرای دام بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک رویشگاه گون سفید (Astragalus gossypinus) و بررسی رابطه بین خصوصیات خاک و تولید صمغ کتیرا در این رویشگاه‌ها بود.
مواد و روش‌ها: این مطالعه در رویشگاههای گون سفید در مراتع شهرستان گلپایگان، استان اصفهان انجام شد. تیمارهای تحقیق شامل سه شدت چرای سبک، متوسط و سنگین با سه تکرار در رویشگاه‌های گون سفید بود. نمونه‌برداری خاک و پایه‌های گون (صمغ کتیرا) برروی ترانسکت به طول 100 متر و به فاصله 100 متر از یکدیگر در تابستان سال 1392 انجام شد. ویژگی‌های خاک شامل سرعت نفوذپذیری، وزن مخصوص ظاهری، تخلخل، pH، EC، کربن آلی، فسفر و ازت قابل جذب با روش‌های استاندارد اندازه‌گیری شدند. رابطه بین ویژگی‌های خاک با مقدار تولید صمغ کتیرا با همبستگی پیرسون بررسی شد.
یافته‌ها: بیشترین و کمترین مقدار تولید صمغ کتیرا به ترتیب در رویشگاه‌های گون سفید تحت شدت‌ چرای سبک و سنگین مشاهده شد. نفوذ‌پذیری خاک در شدت‌ چرای متوسط و سبک به ترتیب 15/40 و 17/32 درصد کمتر از شدت چرای سنگین بود (05/0 > (P. مقدار متوسط EC خاک در گون‌زار‌های چرا شده با شدت‌ سبک کمتر از شدت‌های چرای متوسط و سنگین بود (05/0 > P). متوسط مقدارکربن آلی خاک در رویشگاه چرا شده با شدت متوسط 38 درصد بیشتر از خاک رویشگاه تحت شدت چرای سبک و سنگین بود (05/0 > P). بیشترین و کمترین مقادیر فسفر به ترتیب در شدت چرای سنگین و متوسط بود. مقدار ازت قابل جذب در گون‌زار چرا شده با شدت متوسط بیشتر از رویشگاه‌های تحت شدت چرای سبک و سنگین بود (05/0 > P). در شدت‌های مختلف چرا، بین وزن مخصوص ظاهری خاک و تولید صمغ کتیرا رابطه معکوس، ولی بین تخلخل و سرعت نفوذپذیری خاک با تولید کتیرا رابطه مثبت وجود داشت. همه متغییرهای شیمیایی خاک، به جز EC، رابطه مستقیم با تولید کتیرا داشتند. در بین متغیرهای شیمیایی خاک، بیشترین همبستگی مثبت بین مقدار کربن آلی و ازت قابل جذب خاک با تولید کتیرا در گون‌زارهای تحت چرای متوسط (05/0 > P) و کمترین همبستگی بین مقدار فسفر خاک و مقدار کتیرا در رویشگاه تحت چرای سبک مشاهده شد (05/0 < P). در شدت چرای متوسط، ویژگی‌های شیمیایی خاک قوی‌ترین همبستگی را با تولید کتیرا در مقایسه با شدت چرای سبک و سنگین داشتند. در رویشگاه‌های تحت شدت چرای متوسط، مقدار کربن آلی و ازت قابل جذب خاک با تولید صمغ کتیرا رابطه معنی‌دار مثبت و قوی داشتند (05/0 > r = 0.74 ; P).
نتیجه‌گیری: همبستگی بین ویژگی‌های شیمیایی خاک و تولید صمغ کتیرا در رویشگاه گون سفید قوی‌تر از همبستگی بین ویژگی‌های فیزیکی خاک و مقدار تولید کتیرا بود. این مطالعه گزارش می‌کند در صورتی که چرای دام در رویشگاه‌های گون سفید غیرقابل اجتناب باشد برای حصول مقدار بیشتر صمغ کتیرا از گون سفید و هم‌چنین جهت حفظ و بهبود کیفیت منابع خاک و گیاه رویشگاه، شدت چرای دام نباید از حد متوسط بیشتر باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Relationship between soil properties and gum tragacanth production in Astragalus gossypinus Fischer habitats under animal grazing

نویسندگان [English]

  • Omolbanin Firouzi 1
  • Majid Ajorlo 2
  • Alireza Shahmohammadi 3
1 Dept. of Rangeland and Watershed Management, Faculty of Soil and Water, University of Zabol, Iran
2 Department of Range and Watershed Management, Faculty of Soil and Water, University of Zabol
3 Senior expert in range management, General Directorate of Natural Resources and Watershed Management, Esfahan, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Continuous grazing and treading of animal in non-forage plant species habitats e.g. Astragalus gossypinus and Ferula assa-foetida can considerably affect plant growth and non-forage products (by-products) such as gum tragacanth yield through alteration of soil characteristics. Most studies in rangelands have addressed the relationship between different soil characteristics and forage production, and there is little information on the relationship between changes in soil properties and the amount of non-forage products (such as gum, essential oil, tangerine, assa-foetida, etc.) in rangelands. Knowing the effect of grazing on soil properties in these habitats and the relationship between soil changes and the amount of by-products is important in determining the optimal grazing intensity for soil and plant conservation and the production of maximum products. This study aimed to investigate the relationship between soil physico-chemical characteristics and gum tragacanth production in Astragalus gossypinus habitats.
Materials and methods: This study was carried out in A. gossypinus habitats at the rangelands of Golpayegan, Isfahan Province, Iran. Treatments included lenient, moderate and heavy grazing intensities in A. gossypinus habitats. Soil and plant (gum tragacanth) sampling were carried out on transect with 100 m length and 100m space from each other in summer 2013. The quantity of gum tragacanth was measured on five randomly selected individual plants on transect lines. Soil physico-chemical variables, i.e., bulk density, porosity, infiltration rate, pH, EC, OC, available P and N were measured with standard methods. Relationship between soil variables and gum tragacanth production was investigated with the Pearson correlation coefficient.
Results: The highest and lowest amount of gum production was observed in habitat with light and heavy grazing, respectively. Soil infiltration rate in moderate and lenient grazing intensities was 40.15 and 32.17 percent, respectively, lower than that in the habitats under heavy grazing intensity (P < 0.05). Mean value of soil EC in habitat with light grazing was lower than that in the habitats with moderate and heavy grazing intensities (P < 0.05). Mean value of soil organic carbon in moderately grazed habitat was 38 percent greater than that in lightly and heavily grazed habitats (P < 0.05). The highest and the lowest values of P were in heavily and moderately grazed habitats, respectively. Available N in moderately grazed habitat was greater that in lightly and heavily grazed habitats (P < 0.05). In different grazing intensities, there was a negative correlation between soil bulk density and gum production, but there was a positive correlation between soil porosity and infiltration rate with gum production (P > 0.05). All soil chemical variables, except EC, had a direct relation to gum production. Among soil chemical variables, the strongest positive correlation was found between the amount of organic carbon and soil available nitrogen with gum production in moderate grazing (P < 0.05) and the lowest correlation between the amount of available phosphorus and gum production in the light grazing (P > 0.05). In moderately grazed habitats, soil chemical properties had the strongest correlation with the gum production in comparison with light and heavy grazing intensities. In moderately grazed habitats, the amount of soil organic carbon and available nitrogen were significantly and positively correlated with gum production (r = 0.74; P < 0.05).
Conclusion: The correlation between soil chemical properties and gum production was stronger than the correlation between soil physical properties and gum production in A. gossypinus habitats. This study reports that if the livestock grazing is inevitable in A. gossypinus habitats, the stocking rate should not be higher than moderate intensity to obtain more gum as well as maintain soil and plant health.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Livestock grazing
  • Soil physico-chemical properties
  • gum tragacanth
  • Rangeland by-products
1.Afrah, H., Barani, H., Bahremand, A., and Sheikh, V. 2010. Comparison of soil physical properties in micro terraces and inter-micro terraces on rangelands (Case study: Baba Shamlak Ranch). J. Water Soil Cons. 17: 2. 141-152. (In Persian)
2.Ajorlo, M., Abdullah, R., Mohd Hanif, A.H., Halim, R., and Yusoff, M.K.2011. Impacts of livestock grazing on selected soil chemical properties in intensively managed pastures of Peninsular Malaysia. Pertanika J. Trop. Agric. Sci. 34: 1. 109-121.
3.Ajorlo, M., Firozi, O., and Shahmohammadi, A. 2014. Effect of livestock grazing on the yield of gum tragacanth in Astragalus gossypinus Fischer habitats. Rangeland. 8: 4. 363-373.
4.Walkley, A., and Black, I.A. 1934. An Examination of the Degtjareff Method for Determining Soil Organic Matter and a Proposed Modification of the Chromic Acid Titration Method. Soil Science,37: 29-38.
5.Asadian, G.H., Kolahchi, N., and Sadeghimanesh, M.R. 2010. Application of regression model for estimating gum tracaganth production in astragalus gossypinus. Watershed Management Researches (Pajouhesh-Va-Sazandegi). 23: 1. 2-7. (In Persian)
6.Bezkorowajnyj, P.G., Gordon, A.M., and McBride, R.A. 1993. The effect of cattle foot traffic on soil compaction in a silvo-pastoral system. Agroforestry Systems. 21: 1-10.
7.Bilotta, G.S., Brazier, R.E., and Haygarth, P.M. 2007. The impacts of grazing animals on the quality of soils, vegetation and surface waters in intensively managed grasslands. Advances in Agronomy. 94: 237-280.
8.Page, A.L., Miller, R.H., and Keeney, D.R. 1982. Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, Madison, WI. Pp: 1379-1396.
9.Blanco Sepúlveda, R., and Nieuwenhuyse, A. 2011. Influence of topographic and edaphic factors on vulnerability to soil degradation due to cattle grazing in humid tropical mountains in northern Honduras. CATENA. 86: 2. 130-137.
10.Chaichi, M.R., Mohseni Saravi, M., and Malekian, A. 2004. Trampling effects of livestock grazing on soil physical properties and range vegetation cover. Iran. J. Natur. Resour. 56: 4. 491-506.
11.Dwyer, D.D., Buckhous, J.C., and William S.H. 2003. Impacts of grazing intensity and specialized grazing system on the use and value of rangeland: Summary and recommendations. In Natural Resources council/ Natural Academy Science Developing strategies for Rangeland management. West view press, Boulder, Colorado. Pp: 867-884
12.Fatahi B., Jafari, M., Aghabeygi, A., Salehi, S., Karimi, M., and Karami Azad, A. 2017. The effect of different intensities of grazing on soil chemical properties. J. Range Water. Manage.70: 4. 941-951 (In Persian)
13.Ghomeshi Bozorg, P., Vahabi, M.R., and Fazilati, M. 2012. Quality survey on gum tragacanth from Astragalus gossypinus fischer in west region of Isfahan province. Iran. J. Med. Arom. Plant. 27: 4. 668-680. (In Persian)
14.Javadi, S.A., Jafari, M., Azarnivand, H., and Zahedi, Gh. 2005. Investigation on grazing effects upon soil parameters at Lar Summer Rangeland. J. Agric. Sci. 11: 4. 71-78. (In Persian)
15.Klute, A. 1986. Methods of soil analysis, Part 1, physical and mineralogical methods (2nd edition), American Society of Agronomy, Agronomy Monographs9: 1. Madison, Wisconsin,
16.Kohandel, A., Arzani, H., and Hosseini Tavassol, M. 2011. Effect of grazing intensity on soil and vegetation characteristics using Principal Components Analysis. Iran. J. Range Des. Res. 17: 4. 518-526. (In Persian)
17.Martınez, L.J., and Zinck, J.A. 2004. Temporal variation of soil compaction and deterioration of soil quality in pasture areas of Colombian Amazonia. Soil and Tillage Research. 75: 3-17.
18.Masoumi, A. 2005. Astragalus of Iran. 5th Volume, Research Institute for Range and Forest press. Tehran. (In Persian)
19.Moradi, H.R., Mirnia, S.K., and Faragzadeh, M. 2008. Effect of grazing intensities on the soil physical properties and vegetation cover of Charandoo summer rangelands in Kurdistan Province. Iran. J. Range Des. Res.15: 3. 378-369. (In Persian)
20.Norouzi Mahyari, R., Kiani, F., and Habashi, H. 2014. Study on the effect of forest degradation and planting on some soil quality factors in the Shastkalate watershed, Golestan Province. J. Water Soil Cons. 21: 4. 159-177. (In Persian)
21.Olsen, S.R., Cole, C.V., Watanable, F. S. and Dean, L.A. 1954. Estimation of Available Phosphorus in soils by Extraction with sodium bicarbonate. U.S. Department of Agriculture circular, 939: 19-39.
22.Peth, S., and Horn, R. 2006. Consequences of grazing on soil physical and mechanical properties in forest and tundra environments. Ecological Studies. 184: 217-243.
23.Proffitt, A.P.B., Bendotti, S., Howell, M.R., and Eastham, J. 1993. The effect of sheep trampling on soil physical properties and pasture growth for ared-brown earth. Austr. J. Agric. Res.44: 317-331.
24.Rezaei, S.A., Gilkes, R.J., and Andrews, S.S. 2006. A minimum data set for assessing soil quality in rangelands. Geoderma. 136: 229-234.
25.Rhoades, J.D. 1996. Salinity: Electrical conductivity and total dissolved solids. Methods of Soil Analysis. Chemical Methods. ASA/SSSA. Madison, Wisconsin, Pp: 417-436.
26.Sadeghi, M. 2004. Utilization ofgum tragacanth in Golpayegan. Natural Resources and Watershed Management Office, Golpayegan, 42p. (In Persian)
27.Sarparast, M., Asgari, H.R., and Ajami M. 2014. An assessment of Haloxylon succession on some Surface soil quality indicators in Taybad sandy lands, Khorasan Province. J. Water Soil Cons. 21: 4. 283-289.
28.Thomas, G.W. 1996. Soil pH andsoil acidity. In: Klute, A. (Ed.),Methods of Soil Analysis. Part 3, Chemical Methods. SSSA/ASA, Madison, Wisconsin, Pp: 475-490.
29.Vahabi, M.R. 2005. Determination of habitat effective indices for utilization of Astragalus gossipinus and Astragalus verus in Esfahan Province, PhD dissertation, University of Tehran.(In Persian)
30.Vahabi, M.R., Basiri, M., Moghadam, M.R., and Masoumi, A.A. 2007. Determination of the most effective habitat indices for evaluation of tragacanth sites in Esfahan Province.J. Iran. Natur. Resour. 59: 1013-1029. (In Persian)