بخشی از مقاله
چکیده
امروزه استفاده از پساب ها برای آبیاری در بسیاری از کشورها به ویژه در نواحی گرم و نیمه خشک، به دلیل کمبود منابع آب متداول و رو به افزایش است. این پژوهش به منظور بررسی تأثیر آبیاری با پساب شهری شهرکرد بر مقدار سدیم، کلسیم و منیزیم قابل استفاده خاک در دو نوع بافت خاک تحت کشت لوبیا قرمز - رقم درخشان - بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی به صورت آزمایش گلدانی در تابستان سال 1389 در دانشگاه شهرکرد صورت گرفت. فاکتورهای آزمایش عبارتند از: نسبت اختلاط پساب با آب چاه در 5 سطح شامل 0، 25، 50، 75 و 100 درصد به ترتیب تیمارهای - W5,W4,W3,W2,W1 - ، تیمار کودی در دو سطح بدون کود - F0 - و با کود - F1 - و تیمار نوع خاک شامل بافت لوم رسی - S1 - و لوم رسی شنی . - S2 - جهت آماده نمودن گلدان ها کف هر گلدان تا ارتفاع 2 سانتیمتر سنگریزه ریخته شد. سپس با خاک عبور داده شده از الک 6 میلی متری پر گردید و 5 عدد بذر لوبیا در هر گلدان کاشته شد که 3 بوته تا پایان فصل رشد نگه داشته شد. در پایان دوره رشد، از خاک هر گلدان تیمار شده جهت تعیین مقدار سدیم، کلسیم و منیزیم قابل استفاده نمونهبرداری گردید. نتایج نشان داد سدیم قابل استفاده خاک تحت تأثیر آبیاری با نسبت های مختلف پساب افزایش معنی دار یافت. به طوری که بیشترین مقدار - 187/09 - سدیم قابل استفاده خاک در تیمار W5 و کمترین مقدار - 81/75 - سدیم قابل استفاده خاک در تیمار W1 مشاهده شد. درحالیکه پساب اثر معنیداری بر کلسیم و منیزیم قابل استفاده خاک نداشته است.
واژههای کلیدی : آبیاری، پساب شهری، خصوصیات شیمیایی.
مقدمه
افزایش روز افزون جمعیت و نیاز فزاینده به افزایش سطح زیر کشت، موجبات نیاز روز افزون به آب را فراهم آورده است. به طوریکه انسانها را مجبور به استفاده بیشتر از منابع آب نموده است. تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از آن بهعنوان یکی از راه حل های اصلی رفع تنگناهای کمبود آب مطرح می باشد. کمبود شدید آب بهخصوص در کشورهای گرم و خشک همچون ایران، اهمیت استفاده مجدد از فاضلاب را برای مقاصدی که نیاز به کیفیت بالایی از آب ندارند، دو چندان کرده است. استفاده از فاضلاب های شهری در امر آبیاری و تولید محولات کشاورزی و فضای سبز به عنوان منبع عظیم و سرشار از آب و عناصر کودی مورد نیاز گیاه، از دیرباز در بسیاری از نقاط دنیا رواج داشته است - دانش پور و دهانزاده، . - 1389
پساب - Waste Water - محلول رقیقی است که 99/9 درصد آن را آب و فقط 0/1 درصد آن را مواد جامد آلی و معدنی نظیر پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدراتها، مواد پاککننده، املاح معدنی و عوامل بیولوژیک از جمله باکتریها - بیماریزا و غیر بیماری زا - شامل می شود. املاح معدنی پساب بهمراتب کمتر از آب اقیانوسها و دریاها است. در حقیقت پساب در زمرهی آب های شیرین ولی آلوده محسوب می شود. استفاده مجدد از پساب تصفیه شده و کاربرد آنها برای آبیاری در کشاورزی بسیار آسانتر و کم هزینهتر از شیرین کردن آب شور دریاها است - عابدی و نجفی، . - 1380
در شهرکرد، مرکز استان چهارمحال و بختیاری، با جمعیتی حدود 143 هزار نفر، با احتساب مصرف روزانه 170 لیتر به ازاء هر نفر و ضریب تبدیل 70 درصد، حجم پساب تولیدی بالغ بر هفده هزار مترمکعب در روز میباشد - علیمحمدی، . - 1380 این رقم معادل دبی متوسط 197 لیتر در ثانیه است. حجم پساب تصفیه شده در تصفیهخانه شهرکرد در ایام مختلف سال یکسان نمی باشد بلکه در زمان های بحرانی سال که تقاضای آب جهت مصرف در کشاورزی بالاست این رقم به شدت رشد دارد. لذا استفاده و بهره گیری از پساب تصفیهخانه فاضلاب، یکی از سودمندترین راههای جلوگیری از آلودگی محیط زیست و تأمین کنندهی درصدی از نیازهای آبی اراضی در شهرکرد بهنظر میرسد - مرادمند، . - 1387
سدیم بهصورت یونی جذب گیاه میشود. جذب سدیم توسط چغندر، مقاومت آن را در برابر خشکی میافزاید. زیادی سدیم مسأله ساز است. سدیم می تواند در بعضی از گیاهان مبتلا به کمبود پتاسیم، بهجای پتاسیم جذب شود. در بین یونهایی که برای گیاه ایجاد مسمومیت می نمایند، اثرات سمی یونهای سدیم، کلر و بور از همه مشهودتر است؛ از علایم عادی مسمومیت میتوان تغییر رنگ، سوختگی برگها و خشک شدن حاشیه آنها را نام برد.
کلسیم و منیزیم از فراوانترین عناصر آب های طبیعی هستند. این عناصر در سنگ ها به مقدار بیشتری وجود دارد که خود باعث افزایش میزان آن در آب ها می شوند و از عناصر غذایی بسیار مهم مورد نیاز ارگانیسم ها هستند. فاضلاب ها و پساب های صنعتی از منابع مهم کلسیم و منیزیم هستند. کلسیم در دیواره سلولها و تقسیمات سلولی شرکت میکند و وظیفه آن متصل ساختن یاخته ها به یکدیگر است. کمبود آن باعث کمبود رشد، کلروزه شدن حاشیه و پیچیدگی برگ ها و قهوهای شدن ریشه می شود. این ماده به علت غیرقابل انتقال بودنش درون بافت ها باید پیوسته در دسترس گیاه قرار گیرد. گرچه میزان کلسیم اغلب در خاک ها به مراتب از پتاسیم کمتر است ولی برعکس پتاسیم قابلیت جذب آن برای گیاه خیلی زیادتر می باشد. همچنین کاتیونهای کلسیم و منیزیم بر مقدار پتاسیم موجود در محلول خاک مؤثر میباشد - فعلی و فصولی، . - 1382
کلسیم به صورت کاتیون دو ظرفیتی - Ca2+ - جذب گیاه می شود و گیاه این عمل را به وسیله تبادل تماسی انجام میدهد. منشأ کلسیم موجود در خاکها، سنگها و کانیهای تشکیل دهنده خاک هستند. کلسیم در خاکهای آهکی یکی از فراوانترین عناصر است. در خاکهای ایران، کربنات کلسیم بهعنوان یک بافر قوی تبادلات شیمیایی خاک را کنترل میکند.
توزیع منیزیم در خاک را می توان به شکل کانی، تبادلی و محلول تقسیم کرد. بخش قابل توجه منیزیم خاک، بخش غیرتبادلی است که در ساختمان شبکه کانی ها وجود دارد. مجموع منیزیم محلول و تبادلی خاک، منیزیم قابل استفاده گیاه را تشکیل می دهند. نقش منیزیم در پر شدن دانه به اندازه اهمیت آن به عنوان هسته کلروفیل مهم است. این امر بیانگر این حقیقت است که خاک های رسی ظرفیت تامپونی بالایی دارند. افزایش سطوح پتاسیم در خاک یا محلول منجر به کاهش جذب منیزیم و کلسیم می شود - ملکوتی و همکاران، . - 1387 منیزیم در تولید سبزینه - کلروفیل - به کار می رود و در نتیجه در عمل فتوسنتز مؤثر می باشد. از علایم کمبود آن در گیاه زردی بین رگبرگ هاستدر. خاک منیزیم نسبتاً سریع شسته شده و از دسترس گیاه خارج میگردد - فعلی و فصولی، . - 1382
لوبیا - Common Bean - گیاهی یکساله دارای یک ریشه اصلی عمیق - حدود یک متر - و چندین ریشه جانبی بوده که تا عمق 15 تا 20 سانتیمتری خاک توسعه می یابد. ساقه آن باریک، بند بند و زاویه دار است. برگ ها مرکب و از سه برگچه با دمبرگ بلند تشکیل شده اند که بهصورت متناوب روی ساقه میرویند کنار هر برگچه یک عدد گوشوارک وجود دارد. برگچهها کرکدار - کرک ها زبر و خشن و قابل لمس - ، پهن و در انتها به یک راس باریک ختم میشوند. رنگ گلها سفید، ارغوانی و صورتی مایل به بنفش است.
ارزیابی پیامد آبیاری بلندمدت با پساب نشان داد که پس از مدت زمان 3 سال، هدایت الکتریکی، سدیم محلول، فسفر و پتاسیم قابل استفاده خاک های آبیاری شده با پساب بیش از خاک های آبیاری شده با آب چاه بوده است. در هر حال این پژوهشگران تأثیر آبیاری با پساب را بر کیفیت خاک مفید ارزیابی کردهاند - عرفانی و همکاران، . - 1387
آبیاری با پساب شهری سبب افزایش کاتیون های محلو ل پتاسیم، سدیم، کلسیم و منیزیم و آنیون های محلول کلر و بیکربنات و کاتیون های تبادلی پتاسیم و سدیم گردید، در حالیکه بر غلظت کاتیون های تبادلی کلسیم و منیزیم و همچنین آنیون سولفات تأثیر معنی داری نداشت. همچنین نتایج نشان داد که پساب شهری مورد استفاده از لحاظ پتاسیم، کلسیم، منیزیم و فسفر غنی بوده و استفاده از آن در بخش کشاورزی توصیه گردید - الماسیان و همکاران، . - 1384
طی پژوهشی دوساله اثر آبیاری با پساب تصفیه شده بر خصوصیات خاک و کیفیت روغن زیتون بررسی شد. آبیاری با پساب تصفیه شده باعث افزایش معنیداری در غلظت پتاسیم و فسفر در خاک باغ آبیاری شده با پساب در مقایسه با باغ مرجع شد. مقدار شوری و سدیم پساب بسیار بیشتر از آب تازه بود، در حالی که تفاوت معنی داری بین pH دو نوع آب وجود نداشت - الشدیفات و همکاران، . - 2009 روحانی شهرکی و همکاران - 1384 - در مقایسه تأثیرپساب فاضلاب و آب چاه بر خاک منطقه شمال اصفهان نشان دادند که هدایت الکتریکی، pH و نسبت جذب سدیم با شوری آب مصرفی ارتباط نزدیکی داشت.
تخلخل خاک، خصوصاً توزیع اندازه ذرات خاک، فاکتور کنترل کننده مهمی در نفوذپذیری، هدایت هیدرولیکی و نگهداری آب در خاک است. طی آزمایشی دو ساله جهت بررسی اثر پساب شهری بر تخلخل خاکی با بافت لومی سه کرت آزمایشی جهت کشت ذرت و آفتابگردان انتخاب شد. تیمارهای آبیاری شامل: آبیاری با تیمار پساب خانگی، آبیاری با آب زیرزمینی سدیک، و بدون آبیاری و کشت - شاهد - ، انتخاب گردید. نتایج نشان داد که آبیاری با تیمارهای پساب و آب زیرزمینی منجر به کاهش تخلخل گردید - تخلخل در کلاس 0/2 تا 50 میکرومتر قرار گرفت - ؛ از طرف دیگر، افزایش معنی داری در تخلخل های پنهان - کمتر از 0/2 میکرومتر - در سرتاسر پروفیل خاک تشخیص داده شد. در واقع حضور یون سدیم در هر دو آب و نقش این یون در توزیع اندازه ذرات و مقدار رطوبت خاک - نگهداری آب بیشتر - تأیید شد - آلساندرا و همکاران، . - 2010
الجالود و همکاران - 1993 - طی آزمایش گلدانی اثر پساب را بر رشد گیاه و خصوصیات خاک مورد بررسی قرار دادند. میانگین عملکرد گیاه ذرت 159 تا 210 گرم در گلدان و برای سورگوم 165 تا 212 گرم در گلدان، در تیمارهای متفاوت شوری آب بود. در واقع با افزایش شوری آب، افزایش در میانگین عملکرد گیاه مشاهده شد. این امر به دلیل حضور عناصر غذایی موجود، خصوصاً نیتروژن پساب بود. اما عملکرد گیاه در شوری 3/64 دسی زیمنس بر متر، کمی کاهش یافت، که این امر دلالت بر این دارد که شوری آب سودمندی عناصر غذایی موجود در پساب را خنثی کرده است. به نسبت افزایش شوری و سدیمی بودن پساب، شور و سدیمی بودن خاک نیز افزایش یافت. اما شور و سدیمی بودن خاک تحت کشت ذرت نسبت به سورگوم بیشتر بود. با توجه به این نتایج میتوان گفت پساب جهت کشت ذرت و سورگوم و گیاهان علوفهای موفقیتآمیز است. بیورا و همکاران - 1987 -
در یک آزمایش مداوم 5 ساله تأثیرآبیاری با پساب را بر روی سبزی هایی که به صورت خام مصرف می شوند، مورد مطالعه قرار دادند و دریافتند که بین کیفیت محصولات تولیدی با پساب در مقایسه با آب معمولی اختلاف معنی داری ملاحظه نگردید. همچنین تحقیقات دانش و همکاران - 1370 - نشان داد که استفاده از فاضلاب تصفیه شده خانگی هیچگونه تأثیر سوئی در رابطه با جذب عناصر کم مصرف در چغندر قند و چغندرعلوفهای نداشته است. در حالیکه جنکینز و همکاران - 1994 - دریافتند که محصول غلات در بخش های آبیاری شده با فاضلاب در مورد ذرت خوشهای 2/5 برابر و در مورد علوفه و سبزی ها 3 برابر بیشتر از محصول به دست آمده از طریق آبیاری با آب چاه بود. تباری و صالحی - - 2009 نیز بیان کردند در اثر کاربرد پساب شهری، نسبت به آب معمولی رشد اقاقیای سیاه افزایش یافت. میزان تجمع عناصر غذایی نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، سدیم و عناصر کم مصرف آهن، منگنز، روی و مس، در برگ درختانی که با پساب شهری آبیاری شدند بیشتر از درختانی بود که با آب معمولی آبیاری شدند.
آبیاری با پساب شهری سبب افزایش کاتیون های محلو ل پتاسیم، سدیم، کلسیم و منیزیم و آنیون های محلول کلر و بیکربنات و کاتیون های تبادلی پتاسیم و سدیم گردید، در حالیکه بر غلظت کاتیون های تبادلی کلسیم و منیزیم و همچنین آنیون سولفات تأثیر معنی داری نداشت. همچنین نتایج نشان داد که پساب شهری مورد استفاده از لحاظ پتاسیم، کلسیم، منیزیم و فسفر غنی بوده و استفاده از آن در بخش کشاورزی توصیه گردید - الماسیان و همکاران، - 1384، اما در پژوهش دیگری نتیجه ای متفاوت حاصل شد؛ پساب شهری مورد نظر بهدلیل دارا بودن مقدار کل و قابل دسترس عناصر مس و روی بیش از حد استانداردهای کنترل چین جهت استفاده در کشاورزی توصیه نشد - وانگ و همکاران، . - 2006
بیورا و همکاران - 1987 - در یک آزمایش مداوم 5 ساله تأثیرآبیاری با پساب را بر روی سبزی هایی که به صورت خام مصرف می شوند، مورد مطالعه قرار دادند و دریافتند که بین کیفیت محصولات تولیدی با پساب در مقایسه با آب معمولی اختلاف معنی داری ملاحظه نگردید. همچنین تحقیقات دانش و همکاران - 1370 - نشان داد که استفاده از فاضلاب تصفیه شده خانگی هیچگونه تأثیر سوئی در رابطه با جذب عناصر کم مصرف در چغندر قند و چغندرعلوفه ای نداشته است. در حالیکه جنکینز و همکاران - 1994 - دریافتند که محصول غلات در بخش های آبیاری شده با فاضلاب در مورد ذرت خوشهای 2/5 برابر و در مورد علوفه و سبزی ها 3 برابر بیشتر از محصول به دست آمده از طریق آبیاری با آب چاه بود. تباری و صالحی - 2009 - نیز بیان
