อิทธิพลของระบบการปลูกพืชเชิงอนุรักษ์ต่อดัชนีคุณภาพคาร์บอนอินทรีย์ในดินบนพื้นที่ลาดชัน
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทคัดย่อ
คุณภาพของคาร์บอนอินทรีย์ในดินเป็นดัชนีความอุดมสมบูรณ์และสามารถใช้ประเมินความยั่งยืนของระบบปลูกพืชในพื้นที่ลาดชัน การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลของระบบปลูกพืชเชิงอนุรักษ์และการจัดการดินต่อดัชนีคุณภาพคาร์บอนอินทรีย์ในดินบนพื้นที่ลาดชันในภาคตะวันตกของประเทศไทย โดยศึกษาอิทธิพลของระบบปลูกพืชเชิงอนุรักษ์ในแปลงทดลองเป็นระยะเวลา 3 ปีเพาะปลูก ผลการศึกษาพบว่าระบบการปลูกพืชเชิงอนุรักษ์ทำให้ดินมีปริมาณโพแทสเซียมที่เป็นประโยชน์และร้อยละความอิ่มตัวเบสของดินแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิต รวมทั้งทำให้ค่าพีเอช ปริมาณไนโตรเจนทั้งหมด ฟอสฟอรัสที่เป็นประโยชน์ และอินทรียวัตถุลดลงตามระยะเวลาอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ นอกจากนี้ระบบปลูกพืชมีผลทำให้ค่าความจุแลกเปลี่ยนแคตไอออนและค่าเฉลี่ยเม็ดดินเสถียรน้ำเพิ่มขึ้น ผลของระบบปลูกพืชเชิงอนุรักษ์ต่อปริมาณและดัชนีคุณภาพคาร์บอนอินทรีย์พบว่าดัชนีคุณภาพคาร์บอนอินทรีย์ระหว่างระบบปลูกพืชเชิงอนุรักษ์ไม่แตกต่างกันทางสถิติ ยกเว้นคาร์บอนในรูปพาร์ทิคูเลท ระบบการปลูกพืชแซมร่วมกับการใช้แถบกระถินทำให้ปริมาณคาร์บอนอินทรีย์รูปพาร์ทิคูเลทและร้อยละเม็ดดินเสถียรน้ำมีค่าสูงสุดอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระบบปลูกพืชแซมร่วมกับการใช้แถบกระถินสามารถเพิ่มคาร์บอนอินทรีย์ในรูปพาร์ทิคูเลทหรือคาร์บอนในเม็ดดินขนาดใหญ่ซึ่งช่วยสร้างเม็ดดินที่คงทน ส่วนอิทธิพลของระยะเวลาที่ใช้ระบบปลูกพืชมีผลทำให้ปริมาณคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมดลดลงตามเวลาอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ยกเว้นคาร์บอนอินทรีย์ที่อยู่ในรูปที่ย่อยสลายได้ง่ายมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาการใช้ระบบปลูกพืช
คำสำคัญ : การเก็บกับคาร์บอน; การหมุนเวียนคาร์บอน; คาร์บอนอินทรีย์; พื้นที่ลาดชัน; ระบบการปลูกพืชเชิงอนุรักษ์
Article Details
เอกสารอ้างอิง
[2] Chan, K.Y., 2001, Soil Organic Carbon and Soil Structure: Implications for the Soil Health of Agrosystems, pp. 126-133, In Lines-Kelly, R. (Ed.), Soil Health, The Foundation of Sustainable Agriculture of a Workshop on the Importance of Soil Health in Agriculture, Wollongbar Agricultural Institute, New South Wales.
[3] Karlen, D.L., Mausbach, M.J., Doran, J.W., Cline, R.T., Harris, R.F. and Schuman, G.E., 1997, Soil quality: A concept definition and framework for evaluation, Soil Sci. Soc. Am. J. 90: 644-650.
[4] Grant, R.F., Juma, N.G., Robertson, J.A., Izaurralde, R.C. and Mcgill, W.B., 2001, Long-term changes in soil carbon under different fertilizer, manure and rotation: Testing the mathematical model ecosystem with data from the Breton plots, Soil Sci. Soc. Am. J. 65: 205-214.
[5] Murty, D., Kirschbaum, M.U.F., McMurtrie, R.E. and McGilvray, A., 2002, Does conversion of forest to agricultural land change soil carbon and nitrogen: A review of the literature, Glob. Change Biol. 8: 105-123.
[6] Baldock, J.A., Oades, J.M., Waters, A.G., Peng, X., Vassallo, A.M. and Wilson, M.A., 1992, Aspects of the chemical structure of soil organic materials as revealed by solid-state 13C NNR spectroscopy, Biogeo chemistry 16: 1-42.
[7] Schulten, H.R., Leinweber, P. and Sorge, C., 1993, Composition of organic matter in particle-size fractions of an agricultural soil, Soil Sci. 44: 677-691.
[8] Virto, I., Barré, P. and Chenu, C., 2008, Microaggregation and organic matter storage at the silt-size scale, Geoderma 146: 326-335.
[9] Dormarr, J.F. and Carefoot, J.M., 1996, Implications of crop residue management and conservation tillage on soil organic matter, Can. J. Plant Sci. 76: 627-634.
[10] Martens, D.A., 2000, Plant residue biochemistry regulates soil carbon cycling and carbon sequestration, Soil Biol. Biochem. 32: 361-369.
[11] Reicosky, D.C., Kemper, W.D., Langdale, G.W., Douglas, C.L.Jr. and Rasmussen, P.E., 1995, Soil organic matter changes resulting from tillage and biomass production, J. Soil Water Conserv. 50: 253-261.
[12] Guerra, A., 1994, The effect of organic matter content on soil erosion in simulated rainfall experiments in W. Sussex, UK., Soil Use Manage. 10: 60-64.
[13] Gregorich, E.G., Monreal, C.M., Schnitzer, M. and Schulten, H.R., 1995, Transfor mation of plant residues into soil organic matter: Chemical characterization of plant tissue, isolated soil fractions, and whole soils, Soil Sci. 161: 680-693.
[14] Rhoton, F.E., Shipitalo, M.J., and Lindbo D.L., 2002, Runoff and soil loss from midwestern and southeastern US silt loam soils as affected by tillage practice and soil organic matter content, Soil Tillage Res. 66: 1-11.
[15] Elliott, E.T., 1986, Aggregate structure and carbon, nitrogen, and phosphorus in native and cultivated soils, Soil Sci. Soc. Am. J. 50: 627-633.
[16] Kemper, W.D. and Rosenau, R.C., 1986, Aggregate Stability and Size Distribution, pp. 425-442, In Klute, A. (Ed.), Methods of Soil Analysis, Part I: Physical and Mineralogical Methods, No.9, Agronomy, SSSA, Madison.
[17] Thomas, G.W., 1987, Exchangeable Acidity, pp. 161-163, In Black, C.A. (Ed.), Methods of Soil Analysis, Part II: Chemical and Microbiological Properties, American Society of Agronomy, Inc., Madison.
[18] National Soil Survey Center, 1996, Soil Survey Laboratory Method Manual, Soil Survey Investigation, Report No. 42, Version 3.0, National Resources Conservation Service, Department of Agriculture, USA.
[19] Jackson, M.L., 1965, Soil Chemical Analysis-Advanced Course, Department of Soils, University of Wisconsin, USA.
[20] Bray, R.A. and Kurtz, L.T., 1945, Determination of total organic and available forms of phosphorus in soil, Soil Sci. 59: 39-46.
[21] Watanabe, F.S. and Olsen, S.R., 1965, Test of an ascorbic acid method for determining phosphorus in water and NaHCO3 extracts from soils, Soil Sci. Soc. Am. Proc. 29: 677-678.
[22] Pratt, P.E., 1965, Potassium, pp. 1023-1031, In Black, C.A. (Ed.), Method of Soil Analysis, Part II: Chemical and Microbiological Properties, Agron. No. 9, American Society of Agronomy, Inc., Madison.
[23] Peech, M., 1945, Determination of exchangeable cation and exchange capacity of soil rapid micromethod utilizing centrifuge and spectrophoto meter, Soil Sci. 59: 25-28.
[24] Walkley, A. and Black, C.A., 1934, An examination of Degtjareff method for determining soil organic matter: A proposed modification of the chromic acid titration method, Soil Sci. 37: 29-35
[25] Nelson, D.W. and Sommers, L.E., 1982, Total carbon, organic carbon and organic matter, pp. 539-579, In Black, C.A. (Ed.), Method of Soil Analysis, Part II: Method of Soil Analysis, Part II: Chemical and Microbiological Properties, Agron. No. 9, American Society of Agronomy, Inc., Madison.
[26] Chapman, H.D., 1965, Cation exchange capacity, pp. 891-901, In Black, C.A. (Ed.), Method of Soil Analysis, Part II: Method of Soil Analysis, Part II: Chemical and Microbiological Properties, Agron. No. 9, American Society of Agronomy, Inc., Madison.
[27] Cambardella, C.A. and Elliott, E.T., 1992, Particulate organic matter across a grassland cultivation sequence, Soil Sci. Soc. Am. J. 56: 777-783.
[28] Ghani, A., Dexter, M. and Perrott, K.W., 2003, Hot-water extractable carbon in soils: A sensitive measurement for determining impacts of fertilisation, grazing and cultivation, Soil Biol. Biochem. 35: 1231-1243.
[29] Blair, G.J., Lefroy, R.D.B and Lisle, L., 1995, Soil carbon fractions based on their degree of oxidation, and the development of a carbon management index for agricultural systems, Aust. J. Agric. Res. 46: 1459-1466.
[30] Aumtong, S., Magid, J., Bruun, S. and de Neergaard, A., 2009, Relating soil carbon fractions to land use in sloping uplands in northern Thailand, Agr. Ecosyst. Environ. 131: 229-239.
[31] Rovira, P. and Vallejo, V.R., 2000, Examination of thermal and acid hydrolysis procedures in characterization of soil organic matter, Commun. Soil Sci. Plant Anal. 31: 81-100.
[32] Shirato, Y. and Yokozawa M., 2006, Acid hydrolysis to partition plant material into decomposable and resistant fractions for use in the Rothamsted carbon model, Soil Biol. Biochem. 38: 812-816.
[33] Dahmardeh, M., Ghanbari, A., Syahsar, B.A. and Ramrodi, M., 2010, The role of intercropping maize (Zea mays L.) and Cowpea (Vigna unguiculata L.) on yield and soil chemical properties, Afr. J. Agric. Res. 5: 631-636.
[34] Bahrami, A., Emadodin, I., Ranjbor Atashi, M., Bork, H.R., 2010, Land-use change and soil degradation: A case study, North Iran. Agric. Biol. J. North Am. 1: 600-605.
[35] Peter, P.C., 2008, Assessment of Structural Stability in Nkpologu Sandy Clay Loam Soil, M.Sc. Thesisi, Department of Soil Science, University of Nigeria, Nsukka.
[36] Hernanz, J.L., Lo´pez, R., Navarrete, L. and Sa´nchez-Giro´n, V., 2002, Long-term effects of tillage systems and rotations on soil structural stability and organic carbon stratification in semiarid central Spain, Soil. Till. Res. 66: 129-141.
[37] Oades, J.M., 1984, Soil organic matter and structural stability: Mechanisms and implication for management, Plant Soil. 76: 319-337.
[38] สิริกานดา วัชราไทย, 2551, การศึกษาสมดุลคาร์บอนและการกักเก็บคาร์บอนในดินของสบู่ดำที่ปลูกใน ดินเหนียวและดินร่วนปนทราย, วิทยานิพนธ์ปริญญาโท, มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ.
[39] Cheng, W., Zhang, Q., Coleman, D.C., Carroll, C.R. and Hoffman, C.A., 1996. Is available carbon limiting microbial respiration in the rhizosphere, Soil Biol. Biochem. 28: 1283-1288.
[40] Ashagrie, Y., Zech, W., Guggenberger, G. and Mamo, T., 2007, Soil aggregation and total particulate organic matter following conversion of native forests to continuouse cultivation in Ethiopia, Soil. Till. Res. 94: 101-108.
[41] Franzluebbres, A.J., 2002, Soil organic matter stratification ratio as an indicator of soil quality, Soil. Till. Res. 66: 95-106.
[42] Boyer, J.N. and Groffman, P.M., 1996, Bioavailabilty of water extracable organic carbon fractions in forest and agricultural soil profiles, Soil. Biol. Biochem. 28: 783-790.
[43] Leinweber, P., Schulten, H.R., Kalbitz, K., Meiner, R. and Jancke, H., 2001, Fulvic acid composition in degraded fenlands, J. Plant. Nutr. Soil. Sci. 164: 371-379.
[44] Gregorich, E.G., Beare, M.H., Stoklas, U. and St-George, P., 2003, Biodegradability of soluble organic matter in maize-cropped soil, Geoderma 113: 237-252.
[45] Schnitzer, M. and Khan, S.U., 1972, Humic Substances in the Environment, Marcel Dekker, New York.
[46] Schnitzer, M. and Preston, C.M., 1983, Effects of acid hydrolysis on the 13C NMR spectra of humic substances, Plant Soil. Environ. 75: 201-211.
[47] Rovira, P. and Vallejo, V.R., 2002, Labile and recalcitrant pools of carbon and nitrogen in organic matter decomposing at different depths in soil: An acid hydrolysis approach, Geoderma 107: 109-141.
[48] Preston, C.M. and Schnitzer, M., 1984, Effects of chemical modifications and extractants on the carbon-13 NMR spectra of humic materials, Soil Sci. Soc. Am. J. 48: 305-311.
[49] Paul, E.A., Follet, R.F., Leavitt, S.W., Halvorson, A., Peterson, G.A. and Lyon, D.J., 1997, Radiocarbon dating for determination of soil organic matter pool sizes and dynamics, Soil Sci. Soc. Am. J. 61: 1058-1067.
[50] Rovira, P. and Vallejo, V.R., 2002, Labile and recalcitrant pools of carbon and nitrogen in organic matter decomposing at different depths in soil: An acid hydrolysis approach, Geoderma 107: 109-141.
[51] ศุภธิดา อ่ำทอง, พิทวัส สุสิงสา และกนกกาญจณ์ กันทะวงษ์, 2554, ความสัมพันธ์ระหว่างคาร์บอนที่ถูกออกซิไดซ์ด้วยเพอร์แมงกาเนตและคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมดในดินชนิดต่าง ๆ, ว.วิจัยและส่งเสริมวิชาการเกษตร 28(2): 33-38.
[52] กมล ยศอิ, ศุภธิดา อ่ำทอง และตวงสิต ปัญญา, 2557, ผลการจัดการน้ำและชนิดดินต่อปริมาณคาร์บอนที่ถูกออกซิไดซ์ ด้วยเพอร์แมงกาเนตและคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมดในดินปลูกข้าว, แก่นเกษตร 42(2): 322-330.
[53] Weil, R.R., Islm, K.R., Stine, M.A., Gruver, J.B. and Samson-Liebig, S.E., 2003, Estimating active carbon for soil quality assessment: A simplified method for laboratory and field use, Am. J. Alternative Agric. 18: 3-17.
[54] Berger, C., Schulze, M., Rieke-Zapp, D. and Schlunegger, F., 2010, Rill development and soil erosion: A laboratory study of slope and rainfall intensity, Earth Surf. Proc. Land. 35: 1456-1467.