تأثیر اصلاح‌کننده‌های مختلف روی برخی خصوصیات خاک، زیست‌توده و محتوای عنصری ذرت تحت آبیاری با پساب صنعتی

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران

چکیده

هدف مطالعه حاضر بررسی تأثیر اصلاح‌کننده‌های مختلف بر برخی خصوصیات شیمیایی خاک، ماده خشک و محتوای عنصری گیاه ذرت (Zea mays) کشت شده در خاک آبیاری شده با پساب صنعتی بود. آزمایش گلدانی با کاربرد تیمارهای گچ، اسید سیتریک، کود دامی و کمپوست، جداگانه و به‌صورت ترکیبی در قالب طرح کاملاً تصادفی و با 4 تکرار در گلخانه پردیس دانشگاه بوعلی‌سینا در سال 1392 انجام شد. نتایج نشان داد که کاربرد اصلاح‌کننده‌های مختلف در خاک تحت آبیاری با پساب، سبب تغییرات معنی‌دار pH، قابلیت هدایت الکتریکی، ظرفیت تبادل کاتیونی، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل و کاتیون‌های محلول خاک شد. حداکثر و حداقل وزن‌تر )به‌ترتیب 50/350 و 75/42 میلی‌گرم بر کیلوگرم) در تیمار کود دامی و این مقادیر برای وزن‌خشک ذرت (به‌ترتیب 87/74 و 54/10 میلی‌گرم‌ بر کیلوگرم) در تیمار شاهد مشاهده شد. با مقایسه میانگین غلظت فلزات سنگین اندام هوایی ذرت با حدود معمول و بحرانی عناصر سنگین در گیاه مشخص شد که غلظت کلیه فلزات سنگین در ماده خشک اندام هوایی ذرت در حد مجاز بود. اما در ریشه ذرت غلظت همه فلزات به‌جز روی و کادمیوم بیشتر از حدمجاز این عناصر بود. به‌طور‌کلی بیش‌ترین غلظت مشاهده شده در گیاه ذرت (اندام هوایی + ریشه) مربوط به آهن و کم‌ترین غلظت مشاهده شده مربوط به کادمیوم بود. کاربرد توأم فاضلاب تصفیه شده و اصلاح‌کننده‌ها (به‌خصوص کود کمپوست) در خاک نه تنها از طریق تغذیه مناسب گیاه باعث افزایش وزن‌تر و خشک ذرت شد، بلکه از شور و سدیمی شدن خاک در درازمدت نیز جلوگیری می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effect of Different Amendments on some Soil Properties, Biomass and Accumulation of Elements in Corn under Industrial Wastewater Irrigation

نویسندگان [English]

  • Ghasem Rahimi 1
  • Sepideh Yegane Shali 2
1 Assistant Professor, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 MSc Graduated Student, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
چکیده [English]

The aim of this study was to investigate the effect of different amendments on soil properties, mass and accumulation of elements in corn (Zea mays) grown on irrigated soil with wastewater of Bu-Ali industrial region. The green house experiment was conducted with treatments of Gypsum, Citric Acid, farmyard manure and compost separately and as complex, in a completely randomized design with four replicates in Bu-Ali Sina University at 2013. Obtained results showed that the applied different amendments under wastewater irrigated, changed significantly chemical characteristics in the studied soil i.e. pH, EC, CEC, organic matter, CCE, soluble cations. The results also showed that the applied different amendments increased significantly dry and wet mass of corn, in which the maximum and minimum (350.50 and 42.75mg/kg respectively) was in farmyard manure treatment and those amount (74.87 and 10.54mg/kg respectively) observed for control treatment. Applied amendments on irrigated soil with wastewater was effected on heavy metal concentration of shoot corn plants, however it was much less than background in which was not adverse effect on plants. But on root corn plant concentration of Zn and Cd was above background in which was adverse effect on plants. The results showed that maximum and minimum heavy metal concentration in corn plant (root + aerial part) was related to Fe and Cd, respectively. The application of amendments (particularly compost and farmyard manure) and wastewater in soil coincidently, not only increased dry and wet mass of corn via nutrition of plant but also prevented salt and sodic conditions in soil for longer time.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Compost
  • Farmyard manure
  • Citric acid
  • Gypsum

ابراهیمیان، ص. و نهتانی، م. 1392. بررسی بحران کم‌آبی در حال حاضر ناشی از چالش عدم‌مدیریت بهینه منابع آب در بخش کشاورزی در راستای تحقق توسعه پایدار کشاورزی. اولین همایش ملی چالش‌های منابع آب و کشاورزی. بهمن 94.

عرفانی آگاه، ع. 1378. بررسی کارآیی فاضلاب تصفیه شده خانگی در آبیاری زراعت کاهو و گوجه‌فرنگی. همایش جنبه­های زیست‌محیطی استفاده از پساب در آبیاری، وزارت نیرو، کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. صفحات 79-61.

عنایتی، ک.، روستا، م. وکیلی، آ. 1390. بررسی آثار جداگانه و توأم مواد آلی و معدنی بر اندازه خاکدانه‌ها در یک خاک شور و سدیمی با بافت سیلت لوم. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، 15 (56): 178-169.

ملاحسینی، ح.، هراتی، م.، اکبری، غ. و حریری، ن. 1384. تجمع فلزات سنگین در اندام‌های ذرت علوفه‌­ای تحت آبیاری با فاضلاب، مجموعه مقالات نهمین کنگره علوم خاک ایران.

میرزایی تالارپشتی، ر.، کامبوزیا، ج.، صباحی، ح. و مهدوی دامغانی، ع. 1388. اثر کاربرد کودهای آلی بر خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاک و تولید محصول و ماده خشک گوجه‌فرنگی(Lesculentum lycoper). مجله پژوهش‌های زراعی ایران، 7 (1): 268-257.

نادی، ز.، رییسی، ف. و حسین پور، ع. 1391. اثر پساب‌های صنعتی خام و تصفیه شده بر فعالیت آنزیمی یک خاک رس سیلتی در شرایط آزمایشگاهی. مجله آب و فاضلاب، 23 (1): 100-93

ناصری، س.، صادقی، ط.، واعظی، ف. و ندافی، ک. 1391. بررسی کیفیت پساب تصفیه خانه فاضلاب اردبیل به‌منظور استفاده مجدد در کشاورزی. مجله سلامت و بهداشت، 3 (3): 80-73

همایی، م. 1381. واکنش گیاهان به شوری. کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. 97 صفحه.

Agarwal, S. K. 2002. Pollution Management: Water Pollution. A P H Publishers New Delhi, Pp. 384.

Allaway, B. J. 1990. Heavy Metals in Soils. London: Blackie and sonltd, Glassgow, Pp. 368.

Beheiry, G. and Soliman, A. A. 2005. Wheat productivity in previously organic treated calcareous soil irrigated with saline water. Egyptian Journal of Basic and Applied Sciences, 20: 363-376.

Bohn, H. L., Mcneal, R. J. and Oconner, G. A. 1985. Soil chemistry. 2nd. Ed. John Wiley and Sons, New York, Pp 118.

Brenner, A., Shandalov, S., Messalem, R., Yakirevich, A., Oron, G. and Rebhun, M. 2000. Wastewater reclamation for agricultural reuse in Israel:trends and experimental results. Water Air Soil Pollution, 123: 167-182.

Cheng, H., Xu, W., Liu, J., Zhao, Q., He, Y. and Chen, G. 2007. Application of composted sewagesludge (CSS) as a soil amendment for Turfgrassgrowth. Ecological Engineering, 29: 96-104.

Eraslan, F., Inal, A., Savasturk, O. and Gunes, A. 2007. Changes in antioxidative system and membrance damage of lettuce in response to salinity and boron toxicity. Scientia Horticulturae Journal, 114: 5-10.

Fernandes, S. A. P., Bettiol, W. and Clementi Cerri, C. 2005. Effect of sewage sludge on microbial biomass, basal respiration, metabolic quotient and soil enzymatic activity. Applied Soil Ecology, 30: 65-77.

Hayssam, M. A., Sayed, M. M., Fatma, A. H. and Mohamed, A. T. 2011. Usage of sewage effluent in irrigation of some woody tree seedlings. part3: Swietenia mahagoni (L.) Jacq. Saudi Journal of Biological Sciences, 18: 201-207.

Jang, T. I., Kim, H. K., Seong, C. H., Lee, E. J. and Park, S. W. 2012. Assessing nutrient losses of reclaimed wastewater irrigation in paddy fields for sustainable agriculture. Agricultural Water Management, 104: 235-243.

Jian, X., Laosheng, W., Andrew, C. C. and Yuan, Z. 2010. Impact of long term reclaimed wastewater irrigation on agricultural soils: A preliminary Assessment. Journal of Hazardous Materials, 183: 780-786.

Kabata-Pendias, A. and Pendias, H. 1992. Trace Element in Soils and Plants. CRC press. Distance between Boca Raton and Ann Arbor. London.

Kalavrouziotis, I. K., Robolas, P., Koukoulakis, P. H. and Papadopoulos, A. H. 2008. Effects of municipal reclaimed wastewater on the macro- and micro- elements status of soil and of Brassica oleracea var. Italica, and B. oleracea var. Gemmifera. Agricultural Water Management, 95: 419-426.

Kaouther, Z., Mariem, B. F., Fardaous, M. and Cherif, H., 2012. Impact of salt stress (NaCl) on growth, chlorophyll content and fluorescence of Tunisian cultivars of chili pepper (Capsicum frutescens L.). Journal of Stress Physiology and Biochemistry, 8 (4): 236-252.

Kaya, C., Tuna, A. L., Ashraf, M. and Altunlu, H. 2007. Improved salt tolerance of melon (Cucumis melo L.) by the addition of proline and potassium nitrate. Environmental and Experimental Botany Journal, 60: 397-403.

Metcalf, A. and Eddy, C. 2003. Wastewater Engineering, Treatment and Reuse 4th ed. McGraw-Hill International Editions, New York, Pp 250.

Moraetis, D., Stamati, F. E., Nikolaidis, N. P. and Kalogerakis, N. 2011. Olive mill wastewater irrigation of maize: impacts on soil and groundwater. Agricaltural Water Management, 98: 1125-1132.

Moustafa, F. A. F. 2005. Studies on reclamation of saline sodic soils. PhD Thesis, Faculty of Agriculture at Moshtohor, Benha University, Egypt, Pp 35-60.

Pedrero, F., Allende, A., Gil, M. I. and Alarcon, J. J. 2012. Soil chemical properties, leaf mineral status and crop production in a lemon tree orchard irrigated with two types of wastewater. Agricultural Water Management, 109: 54- 60.

Pescod, M. B. 1992. Wastewater treatment and use in agriculture-FAO irrigation and drainage Paper 47. Food and Agriculture Organization of The United Nations, Rome.

Qadir, M., Noble, A. D., Oster, J. D., Schubert, S. and Ghafoor, A. 2005. Driving forces for sodium removal during phytoremediation of calcareous sodic and saline-sodic soils: A Review, Soil Use and Management, 21 (2): 173-180.

Roades, J. D. 1996. Salinity: Electrical Conductivity and and Total Dissolved Solids. Method of Soil Analysis, Parss: Chemical Methods. Madison. Wisconsin, USA, PP: 417-436.

Rowell, D. L. 1994. Soil science methods and Applications. Longman Group Harlow, Pp. 345.

Samecka-Cymerman, A. and Kempers, A. J. 2001. Concentrations of heavy metals and plant nutrients in water, sediments and aquatic macrophytes of anthropogenic lakes (former open cut brown coal mines) differing in stage of acidification. Science of the Total Environment Journal, 5: 56-68.

Sekhon, B. S. and Bejawa, M. S. 1993. Effect of organic matter andgypsum in controlling soil sodicity in rice- wheat- maize systemirrigated with sodic water. Indian Agricultural Water Management, 24: 15-25.

Shaimaa, H., Abd El-rahman, M. A. M., Mostafa, T. A., Taha, M. A. O. and Elsharawy, M. A. 2012. Effect of different amendments on soil chemical characteristics, grain yield and elemental content of wheat plants grown on salt affected soil irrigated with low quality water. Annals of Agricultural Science, 57 (2): 175-182.

Sims, J. T. 1996. Lime requirement method of soil analysis, parts: chemical methods. Madison, Wisconsin. USA, Pp. 491.

Singh, S. P., Takkar, P. N. and Nayyar, V. K. 1989. Effect of Cd on wheatas influenced by lime and manure and its toxic level in plant and soil. International Journal of Environmental Studies, 33: 59-66.

Thomas, G. W. 1996. Soil pH and Soil Acidity in Methods of Soil Analysis. Klute, A. (ed). Part 3. Chemical Methods. Madison, Wisconsen, USA, Pp: 475-490.

Tillaman, R. W. and Surapaneni, A. 2002. Some soil-related issues in the disposal of effluent on land. Australian Journal of Experimental Agriculture, 42: 225-235.

Walkey, 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 Journal, 37: 29-38.