ویژگی‌های ژئوشیمیایی خاک‌های کشت زعفران کاروا در دره کشمیر، هیمالیای غربی (WH)، هند

کشاورزی به عنوان پایه توسعه اجتماعی-اقتصادی و پایداری اکوسیستم در سراسر هیمالیا عمل می‌کند. با این حال، تغییرات قابل توجه در ترکیب ژئوشیمیایی خاک‌های کشاورزی، ناشی از تغییرات آب و هوایی و فعالیت‌های انسانی، تأثیر قابل توجهی بر تولیدات کشاورزی در منطقه داشته است. دره کشمیر به عنوان یکی از تولیدکنندگان اصلی زعفران (Crocus sativus L.) در جهان شناخته می‌شود، با میانگین تولید 11 تا 12 تن در سال که در خاک‌هایی با ویژگی‌های شیمیایی خاص که در برابر شرایط متغیر آسیب‌پذیر هستند، کشت می‌شود. در این مطالعه، نمونه‌های خاک از مناطق کشت زعفران جمع‌آوری شد تا خواص ژئوشیمیایی آنها ارزیابی شود و منابع اجزای اصلی و کمیاب عناصر تشکیل دهنده آنها مشخص شود.

نمونه‌ها تغییرات مکانی در pH، رسانایی الکتریکی (EC)، کربن آلی (OC) و فلزات سنگین را نشان دادند. pH قلیایی در Khrew، Hafroo و Sambora به تجمع اثر صنعتی نسبت داده شد، در حالی که pH خنثی در Meej، Ladoo، Konibal و Shaar نشان دهنده تأثیر تجزیه مواد آلی (OM) بود. افزایش EC در برخی از مکان‌ها با شسته شدن Ca2+، Mg+ و K+ از منابع انسانی مرتبط است. سطوح پایین‌تر کربن آلی و ماده آلی در نزدیکی مناطق صنعتی به تجمع گرد و غبار نسبت داده شد. در دسترس بودن نیتروژن در مناطق مختلف متفاوت بود و سطوح پایین‌تری در مناطقی که تحت تأثیر تجمع فلزات سنگین قرار داشتند، مشاهده شد. تغییرات مکانی در کاتیون‌ها، به ویژه Ca2+ و Na+، نشان‌دهنده ترکیبات متنوع خاک بود. غلظت فلزات سنگین، تنوع مکانی قابل توجهی را نشان داد و سطوح بالاتری در مناطقی که تحت تأثیر فعالیت‌های صنعتی بودند، مشاهده شد.

شاخص‌های آلودگی، آلودگی متوسط ​​تا شدید را در خاک‌های زعفران نشان دادند که عمدتاً به دلیل ورودی‌های انسانی بود که با تجزیه و تحلیل عاملی غنی‌سازی تأیید شد. نرمال‌سازی ژئوشیمیایی و تعیین مقدار آلودگی نیز منابع انسانی را برای عناصری مانند آرسنیک (As) و کروم (Cr) نشان داد. این مطالعه تهدید مستقیم ناشی از آلودگی صنعتی و آلودگی فلزات سنگین را نه تنها برای کشت زعفران، بلکه برای سایر محصولات کشاورزی در منطقه نیز برجسته می‌کند. همچنین در پی حل چالش‌های اساسی است که مانع کشت محصولات زراعی و در نتیجه، قدرت اقتصادی منطقه می‌شوند.

Agriculture serves as a basis of socio-economic development and ecosystem stability across Himalaya. However, significant modifications in the geochemical composition of agricultural soils, driven by climate change and anthropogenic activities, have considerably impacted the agricultural output in the region. Kashmir Valley stands out as one of the major global saffron producer (Crocus sativus L.), with an average production of 11–12 tonnes/year cultivated in soils with specific chemical characteristics vulnerable to changing conditions. In this study, soil samples were collected from saffron-growing areas to evaluate their geochemical properties and understand the sources of major and trace elemental constituents. The samples exhibited spatial variations in pH, electrical conductivity (EC), organic carbon (OC), and heavy metals.

Alkaline pH at Khrew, Hafroo and Samboora were attributed to the accumulation of industrial effect, while circum-neutral pH at Meej, Ladoo, Konibal and Shaar indicated impact of organic matter (OM) decomposition. Elevated EC at certain sites is associated to leaching of Ca2+, Mg+, and K+ from anthropogenic sources. Lower levels of OC and OM near industrial areas were attributed to dust accumulation. Nitrogen availability varied across sites, with lower levels in areas affected by heavy metal accumulation. Spatial variations in cations, particularly Ca2+ and Na+, reflected diverse soil compositions. Heavy metal concentration showed significant spatial variability, with higher levels in areas influenced by industrial activities.

Pollution indices indicated moderate to severe contamination in saffron soils, primarily due to anthropogenic inputs corroborated by Enrichment factor analysis. Geochemical normalization and quantification of contamination also exhibited anthropogenic sources for elements such as arsenic (As) and chromium (Cr). This study underscores the direct threat posed by industrial pollution and heavy metal contamination not only to saffron cultivation but also to other crops in the region. It also seeks to unravel the underlying challenges impeding crop cultivation and consequently, the economic strength of the region.