اثرات تنوع‌بخشی در باغ‌های زیتون بر انتشار گازهای گلخانه‌ای و عوامل مؤثر بر آن

هدف: در سال‌های اخیر، کشت مخلوط در باغ‌های زیتون به عنوان یک روش پایدار برای کاهش تغییرات اقلیمی مطرح شده است. از این رو، هدف این مطالعه تعیین این بود که آیا تنوع‌بخشی به کشت در باغ‌های زیتون دیم، انتشار دی‌اکسید کربن، اکسید نیتروژن و متان و ویژگی‌های شیمیایی و آنزیمی کلیدی خاک را در کوتاه‌مدت تغییر می‌دهد یا خیر.
مواد و روش‌ها: یک آزمایش میدانی در شرایط نیمه‌خشک مدیترانه‌ای با استفاده از چهار تیمار انجام شد: کشت تک‌محصولی زیتون به عنوان تیمار شاهد و سه سامانهٔ تنوع‌بخشی به کشت شامل زعفران، یولاف و ماشک، و اسطوخودوس دورگه. انتشار دی‌اکسید کربن، اکسید نیتروژن و متان به صورت دوره‌ای با استفاده از تکنیک محفظهٔ بستهٔ ایستا اندازه‌گیری شد. همزمان، نمونه‌های خاک برای تعیین پارامترهای فیزیکوشیمیایی شامل اسیدیته، نیتروژن کل، کربن آلی کل، فسفر قابل دسترس، پتاسیم و آهن و نیز فعالیت‌های آنزیمی شامل بتا-یک-چهار-گلوکوزیداز، لوسین آمینوپپتیداز، ان-استیل‌گلوکزآمینیداز، آریل‌سولفاتاز، فسفاتاز و دهیدروژناز تجزیه و تحلیل شدند تا ارتباط میان ویژگی‌های خاک و شار گازها ارزیابی شود.
نتایج و بحث: نتایج نشان داد که انتشار دی‌اکسید کربن در تیمار زعفران و تیمار یولاف و ماشک به طور معنی‌داری بیشتر از تیمار شاهد بود که به افزایش فعالیت میکروبی و ریشه‌ای ناشی از پوشش گیاهی نسبت داده شد. در مقابل، شار اکسید نیتروژن و متان تفاوت معنی‌داری بین همهٔ تیمارها نشان نداد که احتمالاً به دلیل شرایط نیمه‌خشک حاکم بود. تیمار یولاف و ماشک مقادیر بالاتری از فسفر قابل دسترس، آهن و نیتروژن کل داشت، در حالی که تیمار زعفران و تیمار اسطوخودوس دورگه از نظر مقادیر بالاتر پتاسیم و کربن آلی کل در مقایسه با تیمار شاهد برجسته بودند. فعالیت‌های آنزیمی به ویژه در تیمار زعفران و تیمار یولاف و ماشک بالاتر بود، به ویژه بتا-یک-چهار-گلوکوزیداز، لوسین آمینوپپتیداز و آریل‌سولفاتاز. علاوه بر این، همبستگی مثبت و معنی‌داری بین انباشت دی‌اکسید کربن و چندین پارامتر خاک مشاهده شد: در تیمار زعفران با کربن آلی ذره‌ای، روی کل، سدیم تبادلی، مس کل و فعالیت بتا-یک-چهار-گلوکوزیداز، لوسین آمینوپپتیداز و آریل‌سولفاتاز؛ و در تیمار اسطوخودوس دورگه با کربن آلی ذره‌ای، سدیم تبادلی، منگنز کل، فسفر قابل دسترس، نیتروژن کل و فعالیت لوسین آمینوپپتیداز و آریل‌سولفاتاز، که نشان می‌دهد این شاخص‌ها به تنظیم انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کنند.
نتیجه‌گیری: نتیجه گرفته شد که تنوع‌بخشی به کشت در باغ‌های زیتون دیم، انتشار دی‌اکسید کربن را در کوتاه‌مدت به دلیل تشدید فعالیت زیستی افزایش می‌دهد، اما همزمان باروری خاک و کارکرد زیست‌شیمیایی را بهبود می‌بخشد. با این حال، پایش بلندمدت برای تعیین اینکه آیا این سامانه‌ها به پایدارسازی کربن و ترسیب خالص کمک می‌کنند یا خیر، ضروری است تا بتوان پتانسیل آن‌ها را به عنوان راهکارهای پایدار برای کاهش تغییرات اقلیمی در بوم‌سامانه‌های کشاورزی مدیترانه‌ای تضمین کرد.

Purpose In recent years, intercropping in olive groves has become a sustainable practice for mitigating climate change. Therefore, the objective of this study was to determine whether crop diversification in rainfed olive groves modifies carbon dioxide (CO2), nitrous oxide (N2O), and methane (CH4) emissions and key chemical and enzymatic properties of the soil in the short term.
Materials and methods A field experiment was conducted under semi-arid Mediterranean conditions using four treatments: a conventional olive monocrop (CP) and three crop diversification systems: saffron (Crocus sativus) (D-S), oats and vetch (Vicia sativa and Avena sativa) (D-O) and lavandin (Lavandula × intermedia) (D-L). CO2, N2O, and CH4 emissions were measured periodically using closed static chamber techniques. Simultaneously, soil samples were analyzed to determine physicochemical parameters (pH, total nitrogen (TN), total organic carbon (TOC), P available, K, and Fe) and enzymatic activities (β-1,4-glucosidase (BG), leucine aminopeptidase (LA), N-acetylglucosaminidase (NAG), Arylsulfatase (AS) and phosphatase (AP) and dehydrogenase (DH)) in order to evaluate the interactions between soil properties and gas fluxes.
Results and discussion The results showed that CO2 emissions were significantly higher in D-S (385.2 mg CO2 m-2 h-1) and D-O (335.2 mg CO2 m-2 h-1) compared to CP, which was attributed to increased microbial and root activity promoted by the vegetation cover. In contrast, N2O fluxes (0.002 mg N2O m-2 h-1 in CP, 0.007 in D-S, 0.001 in D-O, and −0.002 in D-L) and CH4 (–0.2 mg CH4 m-2 h-1 in CP, 0.1 in D-S, 0.2 in D-O, and 0.2 in D-L) did not show significant differences between all treatments (p>0.05), probably due to the prevailing semi-arid conditions. D-O had higher values of P available, Fe, and TN, while D-S and D-L stood out for higher values of K and TOC, both compared to CP. Enzymatic activities were particularly higher in D-S and D-O, specifically BG, LA, and AS. In addition, positive and significant correlations were observed between CO₂ accumulation and several soil parameters: in D-S, with POC, total Zn, exchangeable Na, total Cu, and BG, LA, and AS activities; and in D-L, with POC, exchangeable Na, total Mn, P available, TN, and LA and AS activities, highlighting that these indicators contribute to the regulation of greenhouse gas (GHG) emissions.
Conclusion It was concluded that crop diversification in rainfed olive groves increases CO2 emissions in the short term due to intensified biological activity, but at the same time improves soil fertility and biochemical functionality. However, longterm monitoring is required to determine whether these systems contribute to carbon stabilization and net sequestration, ensuring their potential as sustainable strategies for climate change mitigation in Mediterranean agroecosystems.