جنگل ها از مهمترین اکوسیستم های خشکی محسوب می شوند. خاکدانه ها نقش بنیادینی در چرخه نیتروژن خاک ایفا نموده، همانند راکتورهای ببوشیمیایی عمل کرده و فرآیندهای تثبیت و نیتریفیکاسیون نیتروژن خاک را تنظیم می کنند. تغییرات درازمدت در الگوهای دما و بارندگی، به همراه تفاوت در کیفیت و ترکیب ماده آلی خاک و ویژگی های فیزیکی خاکدانه ها، تأثیر قابل توجهی بر فرآیندهای اکوسیستم خاکی ایفا میکنند. فرضیه این پژوهش تفاوت پاسخ چرخه نیتروژن خاک به تغییرات اقلیمی شبیه سازی شده در اندازه های مختلف خاکدانه است. به منظور بررسی این فرضیه، نمونه های مرکب از دو نوع خاک جنگلی با مقادیر متفاوتی از ماده آلی برداشت شد. سپس تغییرات معدنیشدن خالص نیتروژن و نیتروژن زیستتوده میکروبی در خاک دانه هایی با اندازه های 8-4 میلی متر، 4-2 میلی متر و کمتر از 2 میلی متر، تحت تیمارهای چرخه های تر و خشک شدن در سه سطح دمایی شامل 7، 25 و 45 درجه سلسیوس به مدت 60 روز مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل داده ها با استفاده از آزمایش فاکتوریل با چهار فاکتور شامل دما (در سه سطح 7، 25 و 45 درجه سلسیوس)، اندازه خاک دانه (در سه سطح 8-4 میلی متر، 4-2 میلی متر و کمتر از 2 میلی متر)، چرخه های تر و خشک شدن (در سه سطح 5،1و10) و در طی شش زمان اندازه گیری، بودند. نتایج نشان داد که زمان، دما، اندازه خاکدانه و چرخه های تر و خشک شدن اثر معنی داری در سطح احتمال یک درصد بر میزان معدنی شدن خالص نیتروژن و نیتروژن زیستتوده میکروبی در خاکهای با ماده آلی زیاد و کم داشتند. در خاک های جنگلی با ماده آلی زیاد، روند معدنی شدن نیتروژن طی 60 روز با افزایش دما و تعداد چرخه های تر و خشک شدن به طور قابل توجهی افزایش یافت. بیشترین میزان معدنی شدن خالص نیتروژن در دمای 45 درجه سلسیوس و با اندازه خاکدانه های 2 تا 4 میلی متر در پایان دوره مشاهده شد. همچنین، افزایش تعداد چرخه های تر و خشک شدن، به ویژه در چرخه دهم، باعث افزایش چشمگیر معدنی شدن خالص نیتروژن نسبت به چرخه اول شد. در خاک هایی که ماده آلی کم داشتند، تأثیر دما برجسته تر بود و بیشترین معدنی شدن نیتروژن در دمای 45 درجه سلسیوس و خاکدانه های 4 تا 8 میلی متر رخ داد. برهمکنش بین دما و اندازه خاکدانه نشان داد که خاکدانه های کوچک تر (کمتر از 2 میلی متر) در دمای پایین (7 درجه سلسیوس) معدنی شدن کمتری نسبت به خاکدانه های درشت تر داشتند، اما در دمای بالا (45 درجه سلسیوس) فعالیت میکروبی در این خاکدانه ها افزایش یافت. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان می دهد که معدنی شدن خالص نیتروژن و نیتروژن زیست توده میکروبی تحت تأثیر پارامترهای اقلیمی شبیه سازیشده و اندازه خاکدانه ها است. بنابراین، بررسی چرخه نیتروژن در مقیاس خاکدانه می تواند دانستههای ارزشمندی برای درک بهتر ارتباط بین عوامل اقلیمی و ویژگی های خاک در چرخه نیتروژن اکوسیستم های خشک فراهم کند.
واژگان کلیدی: چرخه های تر و خشک شدن، دما، اندازه خاکدانه، نیتروژن زیست توده میکروبی، معدنی شدن خالص نیتروژن