بخشی از مقاله
چکیده
بهبود تغذیه گیاهان، یکی از راههای افزایش تحمل تنش خشکی در گیاهان میباشد. با توجه به کمبود مواد آلی در اغلب خاکهای مناطق خشک و نیمهخشک ایران، مصرف پسماندهای آلی مانند لجن فاضلاب میتواند ظرفیت نگهداری آب در خاک را افزایش داده و تغذیه گیاهان را بهبود بخشد. لذا، در این پژوهش اثر متقابل رطوبت خاک و لجن فاضلاب شهری بر وزن تر و غلظت فلزات سنگین علوفه یونجه - Medicago sativa L. - رقم قرهیونجه در شرایط گلخانهای بررسی گردید. آزمایش بهصورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار شامل رطوبت خاک در سه سطح 0.34FC-0.50FC - ، 0.56FC-0.75FC و - 0.81FC-FC و لجن فاضلاب در چهار سطح 0 - ، 15، 30 و 60 گرم بر کیلوگرم خاک - انجام شد. نتایج نشان داد که اثرهای اصلی و متقابل لجن فاضلاب و رطوبت خاک بر وزن تر و غلظت آهن، منگنز، روی، مس و کادمیم علوفه یونجه در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود. با کاهش رطوبت خاک، وزن تر و غلظت آهن، منگنز و کادمیم علوفه یونجه کاهش و غلظت روی و مس علوفه بهطور معناداری افزایش یافت. با مصرف لجن فاضلاب تا 30 گرم بر کیلوگرم خاک، وزن تر و غلظت آهن، منگنز، روی، مس و کادمیم علوفه یونجه بهطور معناداری افزایش یافت. با این حال، در تمامی تیمارها غلظت کادمیم از سطح مجاز کمتر بود. در هر سه سطح رطوبت خاک مورد مطالعه در این آزمایش، مصرف 60 گرم لجن فاضلاب بر کیلوگرم خاک نسبت به سطوح 15 و 30 گرم آن بر اثر افزایش شوری محلول خاک وزن تر یونجه را بهطور معناداری کاهش داد. مصرف 15 یا 30 گرم لجن فاضلاب بر کیلوگرم خاک سبب بهبود تغذیه گیاه یونجه و افزایش کیفیت علوفه آن در شرایط با و بدون تنش کمبود آب شد.
کلمات کلیدی: پسماندهای آلی، تنش خشکی، عناصر غذایی کممصرف، یونجه
مقدمه
آهن، منگنز، روی و مس از عناصر کممصرف ضروری برای تغذیه گیاهان بوده و وجود غلظتی مناسب از آنها در گیاهان نهتنها برای رشد مطلوب گیاهان بلکه در زنجیره غذایی برای سلامتی انسان و دام اهمیت زیادی دارد. عاملهای مختلفی از قبیل pH، مواد آلی، شور و غرقاب شدن خاک بر فراهمی این عناصر غذایی در خاک و غلظت آنها در گیاهان اثر دارند - هاولین و همکاران، 2004؛ مارشنر، . - 1995 در این راستا، مصرف لجن فاضلاب شهری، بهعنوان یک پسماند آلی، در خاک برای افزایش غلظت عناصر غذایی و رشد گیاهان و بهداشت محیط زیست اهمیت دارد. همچنین، با توجه به کمبود مواد آلی در اغلب خاکهای ایران، مصرف لجن فاضلاب شهری برای افزایش مواد آلی خاک و بهبود حاصلخیزی خاک و تغذیه گیاهان اهمیت زیادی دارد.
کمبود آب یکی از مهمترین تنشهای غیرزیستی محدودکننده رشد و عملکرد گیاهان در بسیاری از مناطق جهان میباشد
- کرامر و بویر، . - 1995 همچنین، تنش کمبود آب، وضعیت تغذیهای گیاهان مانند غلظت عناصر غذایی کممصرف را در گیاهان
تحت تأثیر قرار میدهد. فراهمی آب یک متغیر مهم کنترل کننده جذب عناصر غذایی توسط گیاه است. کمبود آب جذب عناصر غذایی توسط ریشه و انتقال آنها به شاخساره گیاهان را کاهش میدهد - هوآنگ و همکاران، . - 2007
در میان گیاهان علوفهای، یونجه بهدلیل سطح زیر کشت وسیع و وجود اقلیم مساعد برای کشت آن در اکثر مناطق ایران اهمیت ویژهای دارد. غلظت مطلوب عناصر غذایی کممصرف در علوفه یونجه سبب بهبود کیفیت آن میشود. با توجه به اثرات کمبود آب بر غلظت عناصر غذایی در گیاهان، نقش عناصر غذایی در تحمل کمبود آب و نقش مثبت لجن فاضلاب در تأمین عناصر غذایی گیاه، این پژوهش با هدف بررسی تأثیر لجن فاضلاب شهری بهعنوان پسماند آلی و سطوح رطوبت خاک بر وزن تر و غلظت عناصر غذایی کممصرف و کادمیم در علوفه یونجه در شرایط گلخانهای انجام شد.
مواد و روشها
این پژوهش با کشت گیاه یونجه - Medicago sativa L. - رقم قرهیونجه در شرایط گلخانهای و با استفاده از گلدانهای پلاستیکی حاوی 3 کیلوگرم خاک با بافت لوم رسی انجام گردید. خاک مذکور از عمق 0-30 سانتیمتری نمونهبرداری شد و بعد از هواخشک کردن، کوبیده و از الک دو میلیمتری عبور داده شد. پس از تعیین ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک، آزمایشی بهصورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار و فاکتورهای رطوبت خاک در سه سطح 0.34FC-0.50FC - ، 0.56FC-0.75FC و - 0.81FC-FC و کمپوست لجن فاضلاب در 4 سطح - شاهد، 15، 30 و 60 گرم بر کیلوگرم خاک - انجام شد. انتخاب سطوح رطوبت خاک بر اساس نتایج بررسی مطلبیفرد و همکاران - 2013 - انجام شد و هدف این بود که گیاه در شرایط بدون تنش کمبود آب - 0.81FC-FC - ، تنش ملایم کمبود آب - 0.56FC-0.75FC - و تنش شدید کمبود آب - 0.34FC-0.50FC - رشد نماید. قبل از کشت گیاه، ابتدا کمپوست لجن فاضلاب به خاک افزوده شد و خاک به مدت دو هفته در داخل کیسههای پلاستیکی برای رسیدن به تعادل نسبی، در رطوبت نزدیک ظرفیت مزرعهای - از طریق توزین روزانه - نگه داشته شد. تعداد 20 عدد بذر یونجه انتخاب و در عمق پنج سانتیمتری خاک هر گلدان کاشته شد. قطر داخلی و ارتفاع هر گلدان 20 سانتیمتر بود. بعد از اطمینان از استقرار گیاهچهها - زمانی که به مرحله 3 برگی رسیدند - ، گیاهان به تعداد 10 عدد در هر گلدان تنک شدند و سطوح مختلف رطوبت خاک در مرحله 8 برگی اعمال شد. سطوح مختلف رطوبت خاک با توزین روزانه گلدانها و افزودن آب - یک تا دو بار در روز - ایجاد شد. دمای گلخانه بین 20 تا 31/5 درجه سلسیوس در طول شب و روز نوسان داشت. پس از اینکه حدود 10 درصد گیاهان گل دادند، گیاهان از محل طوقه برداشت شدند. سپس با آب مقطر شسته شده و در دستگاه خشککن نمونههای گیاهی با دمای 70 درجه سلسیوس خشک شده، آسیاب شده و از الک 0/5 میلیمتری عبور داده شدند. سپس نمونههای گیاهی به روش اکسایش تر هضم شده و در عصارههای حاصل، غلظت آهن، روی، مس، منگنز و کادمیم با دستگاه جذب اتمی مدل AA-6300 ساخت شرکت Shimadzu ژاپن تعیین شد - والینگ و همکاران، . - 1989 تجزیه آماری دادهها با استفاده از نرمافزار MSTAT-C و مقایسه میانگینها با آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد انجام شد. نمودارها با استفاده از نرمافزار Excel رسم گردید.
نتایج و بحث
تجزیه واریانس نشان داد که اثرهای اصلی و متقابل لجن فاضلاب و رطوبت خاک بر وزن تر و غلظت آهن، منگنز، روی، مس و کادمیم علوفه یونجه در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود - جدول . - 1 مقایسه میانگینهای صفات مورد مطالعه برای اثر اصلی رطوبت خاک نشان داد که با کاهش رطوبت خاک، وزن تر و غلظت آهن، منگنز و کادمیم علوفه یونجه بهطور معناداری کاهش و غلظت روی و مس علوفه بهطور معناداری افزایش یافت - جدول . - 2 بهنظر میرسد بروز پدیده اثر تغلیظ بر اثر کمتر بودن سرعت رشد شاخساره نسبت به سرعت جذب روی و مس باعث افزایش معنیدار غلظت روی و مس شاخساره یونجه شده است. به عبارت دیگر با کاهش رطوبت خاک، سرعت رشد گیاه کاهش یافته است اما جذب روی و مس با همان سرعت کاهش نیافته و سبب افزایش غلظت روی و مس شاخساره یونجه شده است. به همین ترتیب کاهش غلظت آهن، منگنز و کادمیم را میتوان به کاهش بیشتر سرعت جذب این عناصر نسبت به سرعت رشد گیاه نسبت داد - مارشنر، . - 1995 مقایسه میانگینهای صفات مورد مطالعه برای اثر اصلی لجن فاضلاب نشان داد که با مصرف لجن فاضلاب تا 30 گرم بر کیلوگرم خاک، وزن تر و غلظت آهن، منگنز، روی، مس و کادمیم علوفه یونجه بهطور معناداری افزایش یافت. با این حال، در تمامی تیمارها غلظت کادمیم از سطح مجاز کمتر بود - جدول - 2 و این از مزیتهای لجن فاضلاب مورد استفاده بود. نتایج مشابهی بهوسیله نجفی و همکاران - 1390 - در گیاه آفتابگردان مشاهده شده است. با مصرف لجن فاضلاب ظرفیت نگهداری آب در خاک و فراهمی آهن، منگنز، روی، مس و کادمیم در خاک افزایش یافته و سبب افزایش جذب و در نتیجه غلظت این عناصر در شاخساره یونجه میشود. مقایسه میانگینهای صفات مورد مطالعه برای اثر متقابل لجن فاضلاب و رطوبت خاک نشان داد که نوع اثر متقابل بستگی به سطوح رطوبت خاک و لجن فاضلاب داشت بهطوریکه هر سه نوع اثر متقابل همافزایی، خنثی و ناهمسازی وجود داشت - شکلهای 1 تا . - 6 نتایج نشان داد که در هر سه سطح رطوبت خاک مورد مطالعه در این آزمایش، مصرف 60 گرم لجن فاضلاب بر کیلوگرم خاک نسبت به سطوح 15 و 30 گرم آن بر اثر افزایش شوری محلول خاک وزن تر یونجه را بهطور معناداری کاهش داد - شکل . - 1 شکل 1 نشان میدهد که بیشترین وزن تر علوفه یونجه در شرایط تنش خشکی شدید با مصرف 15 گرم لجن فاضلاب و در شرایط تنش خشکی متوسط با مصرف 30 گرم لجن فاضلاب در کیلوگرم خاک به دست آمد. شکلهای 2 تا 5 نشان میدهد که غلظت آهن، منگنز، روی و مس علوفه یونجه در تمامی تیمارها در گستره مطلوب قرار داشت.
