بخشی از مقاله
چکیده
پسماندهای مایع صنعتی حاصل از کارخانه روغنکشی زیتون سه فاز، محصولی فرعی، با بار آلایندگی بالا هستند که در طی فرآیند استخراج روغن زیتون تولید میشوند. از آنجائیکه دارای مقدار زیادی آب، مواد آلی و مواد مغذی برای رشد گیاهان است میتوان در باغهای زیتون به عنوان یک راهحل جهت دفع آن استفاده نمود. در این پژوهش، درختان زیتون دو رقم زرد و روغنی محلی - روغنی - با چهار سطح پساب 0 - ، 20،40 و 80 متر مکعب در هکتار - در طی دو سال تیمار شدند.
آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در منطقه منجیل استان گیلان اجرا شد. نتایج نشان داد کاربرد پساب بهخصوص در مقادیر بالا نه تنها تأثیر منفی بر ویژگیهای زیستی خاک تحت کشت دو رقم نداشت بلکه، کربن آلی، تنفس میکروبی، کربن زیست توده میکروبی و فعالیت آنزیم دهیدروژناز خاک را افزایش داد. همچنین ویژگیهای بیولوژیکی خاک تحت کشت دو رقم دارای تفاوت معنیداری بودند.
مقدمه
در کشور ما و در بیشتر کشورهای تولیدکننده روغن زیتون، جهت استخراج روغن بیشتر از سیستم سه فاز استفاده میشود. محصول خروجی این کارخانهها شامل سه فاز روغن، تفاله جامد و فاز آبی می باشد. فاز آبی به همراه آب حاصل از شستشوی میوه، پساب را تشکیل میدهد که محصول جانبی و زائدی است که در طی فرآیند استخراج روغن زیتون تولید میشود. مدیریت صحیح دفع پساب به دلیل ویژگیهای خاص آن مانند اکسیژن مورد نیاز شیمیایی COD و بیولوژیکی BOD، مواد آلی و همچنین مقدار فنل بالا و pH پایین یکی از مشکلات زیست محیطی این صنعت تبدیل شده است .[Roig et al., 2006; Hanafi et al., 2013] استفاده مستقیم از پساب کارخانه روغنکشی زیتون بهعلت غنی بودن از مواد آلی و مواد معدنی، بهویژه پتاسیم، میتواند تأثیر مثبتی بر حاصلخیزی خاک داشته باشد [De
کاربرد پساب به مقدار 50، 100 و 200 متر مکعب در هکتار، در تحقیقی ظرفیت نگهداری آب، کربن آلی، هوموس، نیتروژن کل، فسفر و پتاسیم خاک را افزایش داده است .[Mekki .et al., 2013] نتایج پژوهش دیگری نشان داد، استفاده از پساب تازه در باغهای زیتون 20 ساله تا 420 متر مکعب در هکتار به صورت سطحی، در طی سه سال متوالی، پتاسیم قابل جذب و حاصلخیزی خاک را افزایش داد و هیچگونه اثر منفی در خاک و رفتار گیاه در طول دوره آزمایشی نداشت. همچنین ترکیب آب زهکشی در عمق دو متری نیز تغییر نکرد و هزینه دفع این پسماند بسیار کاهش یافت .[Chartzoulakis et al., 2010] دفع سطحی پساب در خاک نه تنها باعث رشد و تولید سلول و همچنین تغییرات مثبت و موقتی در زیست توده میکروبی خاک شد بلکه هیچ اثر منفی بر عملکرد درخت و فلور خاک نداشت.
مواد و روشها این پژوهش در باغ زیتون مجتمع کشت و صنعت گیلان وابسته به سازمان اتکا در منطقه منجیل انجام شد. این منطقه دارای 396 متر ارتفاع از سطح دریا میباشد. درختان زیتون مورد آزمایش شامل دو رقم زیتون زرد و روغنی محلی - ارقام غالب منطقه - بودند که ده سال سن داشتند و به فاصله 6×8 متر از یکدیگر کاشته شده بودند. آزمایش به صورت فاکتوریل، در قالب طرح بلوک کامل تصادفی و در سه تکرار اجرا شد.
فاکتورها شامل چهار سطح پساب 0 - ، 20، 40 و 80 متر مکعب در هکتار - و دو رقم زیتون - زرد و روغنی - بود . خاک باغ قلیایی، دارای بافت لومی در سطح بالایی - 0-30 - و لومی_رسی در عمق پائینتر - 30-60 - ، از نظر درصد ماده آلی - 0/2-0/5 - و نیتروژن - 0/01-0/2 - بسیار فقیر بود. قبل از شروع آزمایش ویژگیهای شیمیایی پساب مورد استفاده مورد ارزیابی قرار گرفت و مشخص شد که این پسماند حالتی اسیدی داشته و دارای ده درصد ماده خشک بود. همچنین در 100 گرم ماده خشک آن مقادیر قابل توجهی عناصر غذایی غنی پرمصرف وجود داشت.
پساب مورد نیاز برای انجام آزمایش از کارخانه استخراج روغن سه فاز - فرآیند آریا - ، واقع در منطقه منجیل تهیه، در مخازنی جمعآوری و با تراکتور به باغ منتقل شد. قبل از استفاده، پساب درون مخزن بههمزده شد تا از تهنشین شدن مواد جامد آن در مخزن جلوگیری شود.
بسته به نوع تیمار مقادیر متفاوتی پساب در طی دو سال متوالی، در فصل پاییز و در یک مرحله به صورت نواری در زیر منطقهی سایهانداز درختان زیتون دو رقم زرد و روغنی، که از قبل شخم سطحی زده شده بود، به خاک افزوده شد . بهمنظور ارزیابی ویژگیهای زیستی خاک، پس از گذشت چهار ماه از اضافه کردن پساب، از خاک منطقهی سایه-انداز درختان در عمق صفر تا 30 سانتیمتری نمونهبرداری صورت گرفت. نمونههای خاک در محل نمونهبرداری از االک دو میلیمتری عبور داده شدند و تا زمان انجام آزمایش در سردخانه در دمای چهار درجه سانتیگراد نگهداری شدند.
اندازهگیری کربن آلی خاک به روش اکسیداسیون تر با دیکروماتپتاسیم به روش والکی و بلک [Walkley and Black, 1934]، تنفس میکروبی به روش اندرسون و دامش [Anderson and Domsch,1990] و کربن زیست توده میکروبی به روش گازدهی با کلروفرم - تدخین - انکوباسیون - استفاده شد .[Jenkinson and Powlson, 1976] فعالیت آنزیم دهیدروژناز به روش کاسیدا و همکاران [Casida et al. 1964] با کاهش تریفنیلتترازولیومکلراید به تریفنیل-فرمازان اندازهگیری شد. لازم به ذکر است، کربن آلی، کربن زیست توده میکروبی و تنفس میکروبی پس از یک و دو سال تیمار پساب ارزیابی شدند و فعالیت آنزیم دهیدروژناز فقط در دومین سال کاربرد پساب اندازهگیری شد.
تجزیه آماری دادهها با نرم افزار SAS نسخه 9/0 انجام شد. مقایسه میانگینها با آزمون توکی - Tukey - و تفاوت معنیدار بین میانگینها در سطح P<0.05 محاسبه گردید.
نتایج و بحث بر طبق نتایج مقایسه میانگینها، درصد کربن آلی خاک تحت کشت رقم روغنی در اولین سال تیمار 10 درصد بیشتر از رقم زرد بود - جدول . - 1 همچنین سطوح مختلف پساب در اولین سال تیمار بر درصد کربن آلی خاک تأثیر متفاوتی داشتند و مقدار آن در خاکهای تحت تیمار با سطوح مختلف پساب تا حدود پنج برابر نسبت به شاهد افزایش یافت - جدول . - 2 نتایج اثر متقابل تیمارها نشان داد - جدول . - 3 در دومین سال تیمار خاک با پساب، مقدار کربن آلی خاک تحت کشت هر دو رقم زرد و روغنی در تمامی سطوح تیمار پساب نسبت به شاهد افزایش یافت و در تیمار 80 متر مکعب پساب در هکتار نیز خاک تحت کشت رقم روغنی درصد کربن آلی بیشتری نسبت به خاک تحت کشت رقم زرد داشت.
این نتیجه، با نتایج سال اول که نشان داد کربن آلی خاک تحت کشت رقم روغنی بیشتر از رقم زرد است همخوانی داشت. مقدار کل ماده آلی خاک به علت تأثیری که بر ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک دارد، یکی از ویژگی های کلیدی کیفیت خاک است .[Haynes, 2005] این نتیجه با نتایج تحقیقات مهاوش و همکار [Mohawesh et al., 2014]و پیرانوتزی و همکاران [Pierantozzi et al., 2013]، مبنی بر افزایش درصد کربن آلی خاک با افزایش مقدار پساب در خاک، مطابقت دارد. نتایج مقایسه میانگین دادهها نشان داد در اولین سال تیمار، سطوح مختلف پساب بر مقدار کربن زیست توده میکروبی خاک تأثیر متفاوتی داشته است.
مقدار کربن در خاکهای تیمار شده با سطوح مختلف پساب و تحت کشت هر دو رقم زرد و روغنی نسبت به شاهد بیشتر بود - جدول - 3 در دومین سال تیمار، مقدار کربن زیست توده میکروبی خاک تحت کشت دو رقم متفاوت بود و مقدار آن در خاکهای تحت کشت رقم روغنی نسبت به رقم زرد بیشتر بود - جدول . - 1 فعالیتهای متفاوت ریزجانداران در خاک منجر به فعالیتهای آنزیمی مختلف میشود که در نتیجه عوامل متفاوتی از جمله ترکیب ساختار خاک، زیست توده ریشهها و تجزیه آنها حاصل میشود .[Wang et al., 2005] همچنین با افزایش سطح پساب مقدار کربن زیست توده میکروبی خاک بهطور معنیداری افزایش یافت - جدول . - 2 بهطور کلی، کربن آلی خاک با کربن زیستتوده میکروبی خاک همبستگی مثبت دارد .[Haynes, 2005] در این آزمون نیز با افزایش سطوح پساب که افزایش مقدار کربن آلی خاک را به همراه داشت، مقدار کربن زیستتوده میکروبی خاک نیز افزایش یافت. نتایج مقایسه میانگین دادهها نشان داد،
در اولین سال تیمار با افزودن مقدار پساب بیشتر در خاک، تنفس میکروبی خاک نیز بهطور معنیداری افزایش یافت و بیشترین آن متعلق به تیمار 80 متر مکعب پسآب در هکتار بود که 80 درصد تنفس میکروبی بیشتری نسبت به شاهد داشت - جدول . - 2 همچنین، تنفس میکروبی خاک تحت کشت رقم زرد پس از دو سال متوالی کاربرد پساب نسبت به خاک تحت کشت رقم روغنی 28 درصد بیشتر بود - جدول - 1 و کاربرد پساب در سطوح بالاتر 40 - و 80 متر مکعب در هکتار - منجر به افزایش معنیداری در تنفس میکروبی خاک نسبت به شاهد شد، در این سال نیز بالاترین تنفس میکربی خاک متعلق به تیمار 80 متر مکعب پسآب در هکتار بیشتر از شاهد بود - جدول . - 2 افزایش تنفس میکروبی خاک با کاربرد مقدار پساب بیشتر در خاک، بهعنوان پارامتری برای اندازهگیری فعالیتهای میکروبیولوژی خاک استفاده میشود .[Tian et al., 2012] یکی از عوامل تأثیرگذار بر تنفس میکروبی بیشتر در خاک، مناسب بودن شرایط برای فعالیتهای میکروبی از جمله عرضه کافی کربن برای میکروارگانیزمهای خاک است [Kara .and Bolat, 2007] لذا در این آزمایش، پسآب استفاده شده به عنوان منبع کربن آلی منجر به افزایش تنفس میکروبی خاک شده است.
بنابراین با توجه به نتایج این آزمایش می توان گفت کاربرد پساب نه تنها تأثیری منفی بر ویژگیهای زیستی خاک ندارد بلکه با کاربرد سطوح بالاتر تأثیر مثبتی بر ویژگیهای زیستی خاک نسبت به شاهد داشته است.
جدول -1 مقایسه میانگین ویژگیهای بیولوژیکی خاک تحت کشت دو رقم زیتون - زرد و روغنی - در اولین - 1393 - و دومین - 1394 - سال تیمار.
میانگینهای هر ستون با حروف غیر مشابه تفاوت معنیداری در سطح احتمال پنج درصد بر اساس آزمون توکی - - Tukey داشتند.
جدول -2 مقایسه میانگین ویژگیهای بیولوژیکی خاک در اولین - 1393 - و دومین - 1394 - سال تیمار با سطوح پساب.
در هر سال، میانگین های هر ستون با حروف غیر مشابه تفاوت معنیداری در سطح احتمال پنج درصد را نشان میدهد.
