بخشی از مقاله
چکیده
مدیریت مصرف اصلاح کنندههای آلی، برای تضمین کیفیت مطلوب آب لازم است. از این رو، اثر روش جایگذاری ورمی-کمپوست دامی - - SHMV با مقادیر 2 - 5 درصد، بر مقدار و سرعت آبشویی فسفر از یک خاک شنی کوددهی شده با سوپر فسفات تریپل - - TSP بررسی شد. مطالعات آبشویی در ستونهای آبشویی، با اضافه نمودن 50 سیسی آب مقطر در هر روز، و به مدت زمان 31 روز انجام شد. در زهآبهای خروجی pH ، هدایت الکتریکی و غلظت فسفر اولسن اندازهگیری شد. سرعت آبشویی فسفر از خاکها بهکمک معادله توانی تعیین شد. نتایج نشان داد، مقدار آبشویی فسفر در روش کاربرد SHMV به-صورت مخلوط شده با خاک بیشتر از زمانی است که در سطح خاک قرار داده میشود. میانگین سرعت آبشویی فسفر از خاک-های مخلوط شده با 0/49 - SHMV در روز - بیشتر از حالتی بود که در سطح خاک 0/31 - در روز - استفاده شد.
واژههای کلیدی : سرعت آبشویی، فسفر، کود آلی، خاک شنی
مقدمه
در چند دهه اخیر مصرف نهادههای شیمیایی و آلی در اراضی کشاورزی، موجب بروز معضلات زیست محیطی عدیدهای از جمله آلودگی منابع آبی با فسفر و ورود آن به آبهای سطحی و زیرزمینی شده است Sharma, 2002 - ؛. - Szogi et al., 2012 فسفر یکی از عناصر غذایی پرنیاز موجودات زنده است - Illmer and Schinner,1992 - و از نظر اهمیت غذایی در گیاهان پس از نیتروژن مقام دوم را دارد - سالاردینی، . - 1387 فسفر در خاک بیحرکت است اما زمانی که مقدار آن در خاک بیش از ظرفیت ذخیره فسفر خاک باشد، از پروفیل خاک شسته شده و وارد آبهای زیرزمینی میگردد. امروزه فعالیتهای کشاورزی به عمده-ترین منبع ورود فسفر به اکوسیستم های آبی تبدیل شده است . - Jalali and Kolahchi, 2008 - کوددهی بیش از حد فسفر، نه تنها بازده را بهبود نمیبخشد، بلکه باعث از دست دادن بخش عظیمی از فسفر از طریق فرسایش، رواناب و آبشویی میگردد و باعث ایجاد پدیده یوتریفیکاسیون در بسیاری از رودخانهها، دریاچهها، مخازن و آبهای ساحلی میگردد . - Szogi et al., 2012 - با مصرف کود فسفره سوپر فسفات تریپل در خاکهای شنی که به طور طبیعی نفوذپذیری بالایی دارند، آبشویی فسفر گزارش شده است . - Cogger and Duxbury, 1984 - معمولترین عملیات مدیریتی کشاورزی که منجر به حرکت عمودی فسفر به میزان قابل توجهی میشود، استفاده طولانی مدت و به مقدار زیاد از کودهای تجاری، ضایعات معدنی و آلی شامل : جامدات زیستی، پساب فاضلاب، ضایعات کارخانجات، کودهای دامی میباشد - کلاهچی، . - 1390 اگرچه کوددهی فسفر در خاکهای کشاورزی در طی چند دهه گذشته، باعث افزایش عملکرد محصول شده است - Townsend and Porder, 2012 - ،اما - Bai et al.,2013 - در مطالعه بر روی خاکهای چین گزارش نمودند غلظت فسفر قابل دسترس خاک در سال - 2006 به طور متوسط از 20/7 میلیگرم در کیلوگرم - تقریآًب سه برابر بالاتر از مقدار فسفر اولسن در سال 1980 تخمین زده شده است که خطرات ناشی از آن را نیز باید در نظر داشت. از طرفی افزایش تولیدات دام در سراسر جهان باعث افزایش تولید کودهای دامی و در نتیجه افزایش مصرف آنها در مزارع شده است، به طوریکه مصرف این کودها در بین سالهای 1965 و 2007 دو برابر 7/2 - تن - افزایش یافته است . - Sattari et al., 2012 - کودهای دامی غنی از فسفر میباشند و به طور گسترده به عنوان یک منبع مفید و کارآمد فسفر برای محصولات زراعی مورد استفاده قرار میگیرند - 2008 - Garg and Bahl . - Duan et al. 2011 - در مطالعات خودگزارش نمودند مصرف کودهای آلی همراه با کودهای شیمیایی فسفاته افزایش قابلیت دسترسی فسفر را درپی دارد. نتایج - 2012 - Hahn et al نشان داد کاربرد کود دامی به عنوان یک عامل مهم آبشویی فسفر از خاک میباشد. ورمی-کمپوست دامی تهیه شده از کودهای دامی نیز، از جمله کودهای آلی میباشد که امروزه جهت مصرف در اراضی کشاورزی توصیه میشود. هدف از این تحقیق مطالعه اثر نوع جایگذاری - سطحی و یا مخلوط - ورمیکمپوست دامی - SHMV - به عنوان یک نوع کود آلی، بر روی سرعت آبشویی فسفر از یک خاک شنی حاوی کود سوپرفسفات تریپل میباشد.
مواد و روشها
برای انجام این پژوهش یک نمونه خاک شنی، از لایه 0-30 سانتیمتری منطقه نمازگاه شهرستان ملایر در استان همدان با کاربری باغ انگور، جمعآوری و به آزمایشگاه انتقال داده شد. نمونه خاک پس از هوا خشک شدن از الک 2 میلیمتر عبور داده شد. ورمیکمپوست دامی مورد استفاده نیز در دمای 60 درجه سانتی گراد خشک گردید و از الک 0/5 میلیمتری عبور داده شد. برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و ورمیکمپوست دامی با استفاده از روشهای معمول آزمایشگاهی اندازه-گیری شد . - Rowell,1994 - جهت بررسی اثر نوع جایگذاری ورمیکمپوست دامی بر آبشویی فسفر از خاک حاوی سوپرفسفات تریپل، از ستونهای شیشهای با قطر 5 سانتیمتر و ارتفاع 40 سانتیمتر استفاده شد. نمونههای خاک در دو تکرار تا ارتفاع 10 سانتیمتر در داخل ستونها با ضربات آرام پر شدند. جرم مخصوص ظاهری خاک داخل ستونها 1/4 گرم بر سانتیمتر مکعب درنظرگرفته شد. جهت مطالعات آبشویی، ابتدا خاک با کود سوپر فسفات تریپل - - - TSP با %46 فسفر به شکل - P2O5 به مقدار 200 کیلوگرم در هکتار تیمار شد. خاکهای آماده شده به ستونهای آبشویی منتقل شدند. به خاکهای درون ستونهای آبشویی کود ورمیکمپوست دامی با سطوح 2 و 3 و 5 درصد به دو صورت سطحی و مخلوط شده با خاک سطحی اضافه شد. از ستون حاوی خاک بدون استفاده از کود آلی و شیمیایی به عنوان خاک شاهد و خاک تیمار شده با سوپر فسفات تریپل به تنهایی نیز به عنوان نمونههای مورد آزمایش، استفاده شد. ستونهای آبشویی با50 میلیلیتر آب مقطربه مدت 31 روز آبشویی شدند. زهآبهای خروجی در هر دوره جمع آوری و در دمای2 درجه سانتیگراد نگهداری شدند و pH و هدایت الکتریکی زه-آبها به کمک pH متر و EC متر اندازهگیری شد. غلظت فسفر فراهم در زهآبها با استفاده از روش السن - Olsen and etal., 1954 - و با استفاده از روش رنگ سنجی Riley, 1962 - - Murphy, and اندازهگیری گردید. در خاک شاهد و خاک دارای سوپر فسفات تریپل تیمار شده با 3 درصد ورمیکمپوست دامی به صورت سطحی به علت عدم خروج آب، آبشویی تا 24روز انجام شد. جهت بررسی و مقایسه اثر نوع جایگذاری ورمیکمپوست دامی بر شدت آبشویی فسفر از خاک، دادههای حاصل از مقدار فسفر تجمعی آبشویی شده بر معادله توانی برازش داده شدند.
در این معادله y مقدار فسفر کل آبشویی شده بر حسب میلیگرم بر کیلوگرم، a پارامتر تعیین کننده مقدار فسفر فراهم موجود در خاک قبل از آبشویی بر حسب میلیگرم بر کیلوگرم، t زمان بر حسب روز و b ضریبی است که شدت آبشویی فسفر در طی دوره آبشویی را نشان میدهد.
نتایج و بحث خصوصیات خاک و ورمی کمپوست دامی
جدول - 1 - برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک مورد مطالعه را نشان میدهد. مقدار کربن آلی خاک 1/5گرم بر کیلوگرم میباشد. غلظت فسفر اولسن در خاک مورد مطالعه 0/02گرم بر کیلوگرم میباشد. جدول - 2 - خصوصیات شیمیایی ورمیکمپوست دامی را نشان میدهد. مقدار نیتروژن کل و فسفر کل آن به ترتیب برابر با 10/1و 6/6 گرم بر کیلوگرم، نسبت کربن به فسفر 15/0 و نسبت کربن به نیتروژن 9/8 میباشد.
جدول -1 خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک مورد مطالعه
تغییرات pH و قابلیت هدایت الکتریکی با زمان در زهآبها و فسفر تجمعی آبشویی شده pH زهآبهای خارج شده از خاک شاهد و خاکهای تیمار شده در روز اول آبشویی به طور متوسط در دامنه 7/91 - 8/19 و در روز آخر در دامنه 7/99 -8/50 قرار داشت. قابلیت هدایت الکتریکی زهآبهای خارج شده از خاکها در روز آخر در دامنه 0/30 - 0/59 دسی زیمنس بر متر بهدست آمد. در شکل - 1 - مقدار فسفر تجمعی آبشویی شده از خاکها نشان داده شده است. در خاک شاهد مقدار فسفر تجمعی آبشویی شده 3/50 - میلیگرم برکیلوگرم - کمتر از مقدار فسفر تجمغی آبشویی شده از خاک حاوی کود سوپرفسفات تریپل - 4/02 میلیگرم بر کیلوگرم - میباشد. در بین خاکهای تیمار شده،بیشترین مقدار فسفر تجمعی آبشویی شده در خاک حاوی سوپرفسفات تریپل تیمار شده با %5 ورمیکمپوست دامی به صورت مخلوط شده با خاک و کمترین مقدار درخاک حاوی سوپر فسفات تریپل تیمار شده با %5 ورمیکمپوست دامی به صورت سطحی مشاهده شد. - Liu et al .,2012 - در مطالعه آبشویی فسفر در خاک شنی لومی و لومی رسی تیمار شده با کود خوکی مقدار فسفر تجمعی آبشویی شده را در خاکهای تیمار شده با کود آلی به صورت سطحی و مخلوط در خاک 0/03 کیلوگرم در هکتار گزارش نمودند. نتایج نشان داد در خاکهای حاوی سوپرفسفات تریپل تیمار شده با ورمیکمپوست دامی به صورت مخلوط، مقدار فسفر تجمعی آبشویی شده با افزایش درصد ورمیکمپوست دامی اضافه شده افزایش مییابد. با کاربرد 2 و 3 و 5 درصد از ورمیکمپوست دامی مقادیر فسفر تجمعی آبشویی شده از این خاکها به ترتیب 5/18 و 5/38 و 7/29 میلیگرم به کیلوگرم بهدست آمد.با کاربرد ورمیکمپوست دامی در سطح خاک، مقدار فسفر تجمعی آبشویی شده با افزایش درصد ورمیکمپوست دامی اضافه شده، کاهش یافت و به ترتیب برابر با 3/98 و 3/80 و 3/70 میلیگرم به کیلوگرم بهدست آمد. نتایج تحقیق نشان داد، زمانی که ورمیکمپوست دامی به صورت مخلوط شده با خاک، به خاک حاوی سوپر فسفات تریپل اضافه میگردد میتواند فراهمی و همچنین قابلیت آبشویی فسفر را افزایش دهد. یکی از دلایل بالا بودن آبشویی فسفر در حالتی که ورمیکمپوست دامی با خاک مخلوط شده است، میتواند افزایش تماس ذرات آلی با ذرات خاک - Huggins et al., 1998 - و افزایش اثر مثبت ماده آلی و مواد هومیکی حاصل از ورمیکمپوست دامی در حلالیت و فراهمی فسفر از منابع فسفاته باشد. زمانی که ورمی-کمپوست دامی در سطح خاک به کاربرده میشود، تماس ماده آلی با ذرات خاک کمتر بوده و دسترسی ریزجانداران خاک به ترکیبات آلی کمتر شده و تجزیه کمتر اتفاق میافتد - Huggins et al., 1998 - و اثر آن در افزایش حلالیت فسفر کمتر میباشد. ترکیبات آلی محلول با تشکیل کلات با یون کلسیم محلول، از واکنش یون کلسیم با یون فسفات جلوگیری میکنند - گلچین و همکاران، - 1999 - Gagnon and Simard . - 1390،گزارش کردندکه در نمونه خاکهای دارای فسفر و مواد هومیکی بالا رهاسازی
