بخشی از مقاله
چکیده
جهت بررسی اثر مقادیر مختلف کادمیم و ماده آلی بر pH و ECe خاك و تأثیر عوامل ذکر شده بر فراهمی کادمیم خاك، آزمایشی در قالب طرح کامل تصادفی با آرایش فاکتوریل در سه تکرار انجام شد. فاکتورهاي آزمایشی شامل چهار سطح کود گاوي - صفر، %0/75، %1/5 و - %3 و پنج سطح کادمیم - صفر ، 2، 5، 10 و 20 میلیگرم در کیلو گرم خاك - بود که در گلدانهاي دو کیلوگرمی اعمال شد. نتایج بدست آمده نشان داد که افزودن کود گاوي به خاك می تواند با کاهش pH و افزایش هدایت الکتریکی خاك فراهمی کادمیم در خاك را افزایش دهد.
.1 مقدمه
میزان فلزات سنگین خاك به دلیل ورود انواع پسماندههاي صنعتی و ضایعات کارخانههاي مختلف رو به افزایش است. در بین فلزات سنگین، کادمیم به دلیل تحرك و پویایی زیاد در خاك و جذب توسط گیاه، سمیت قابل توجه و نیمه عمر بیولوژیکی حدود 20 سال از اهمیت خاصی برخوردار است. این عنصر سبب بروز عوارضی از جمله نارسایی کبد و کلیه در انسان میشود .[19] منابع کادمیم در خاكهاي آلوده شامل کاربرد کودهاي فسفاته غنی از کادمیم، کاربرد لجن فاضلاب شهري، رواناب و آبشویی از زمینها و معادن فلزات و ته نشست ناشی از کارخانههاي ذوب فلزات میباشند .[24] جذب سطحی فلزات سنگین به ترکیبات خاك شامل رسهاي سیلیکاته، ماده آلی و اکسیدهاي آهن، آلومینیوم و منگنز وابستگی زیادي دارد .کودهاي دامی منبع خوبی از عناصر غذایی هستند و به عنوان یک کود آلی براي خاكهاي کشاورزي کاربرد دارند و باعث بهبود ویژگیهاي فیزیکی و شیمیایی خاكها میشوند. همراه با فراهم آوردن عناصر غذایی، کود آلی بر روي حلالیت فلزات نیز تأثیر میگذارد .[9] ماده آلی خاك بواسطه حضور لیگاندها یا گروههاي عاملی وابستگی بالایی با کاتیونهاي فلزي دارد .[13] مواد آلی بطور کلی اثر متفاوتی بر تحرك و فراهمی عناصر سنگین در خاك داردنکه عمدتاً بستگی به حلالیت موادآلی دارد .[14] آلماس و همکاران - 2000 - گزارش کردند که افزودن مواد آلی باعث افزایش قابلیت انحلال کادمیم و روي در خاك به وسیله تشکیل کمپلکس فلز – ماده آلی میشود .[5] بنابراین کاربرد مواد آلی میتواند قابلیت انحلال این فلزات و سرعت آبشویی آنها را به سمت آبهاي زیرزمینی افزایش دهد. در اثر استمرار مصرف کودهاي حیوانی در خاكهاي آهکی، pH خاك کاهش مییابد .[3] جذب سطحی فلزات سنگین بطور شدیدي وابسته به pH خاك است 20] و .[12 آلووي - 1990 - گزارش کرد که جذب و دفع کادمیم و روي نسبت به مس و سرب حساسیت بیشتري به pH خاك دارد و 10 تا 50 درصد کادمیم و روي جذب شده قابل تبادل هستند. جذب سطحی کادمیم با افزایش هر واحد pH از 4 تا 7/7، سه برابر افزایش مییابد .[4]
لئو و همکاران، - 2010 - مشاهده کردند که کاربرد کمپوست، کادمیم تبادلی را تا 70 درصد کاهش داد و در کاهش سمیت کادمیم مؤثر بود .[18] هنگامی که pH خاك افزایش مییابد H+ از گروههاي عاملی مانند کربوکسیل، فنولیک، هیدروکسیل و کربونیل آزاد شده و سبب اتصال کاتیونهاي فلزي میشود .[6] کارکا - 2004 - در تحقیق خود روي بررسی اثر بازماندههاي آلی بر کادمیم استخراجی در خاك، دریافت که pH خاك به طور معنیداري در طول دوره خواباندن کاهش یافت و اضافه کردن گرد تنباکو باعث افزایش معنیدار کادمیم استخراجی با DTPA شد .[16] مواد آلی علاوه بر تغییر pH با تأثیر بر EC خاك می توانند فراهمی کادمیم در خاك را دستخوش تغییر کنند. پیردشتی و همکاران - 1389 - مشاهده کردند که با افزایش مقدار مصرف ورمی کمپوست از سطح 30 به 45 تن در هکتار، هدایت الکتریکی خاك افزایش قابل ملاحظهاي یافت به طوري که در تیمار 45 تن ورمی کمپوست در هکتار - همراه و بدون کود شیمیایی - هدایت الکتریکی خاك براي رشد گیاه لوبیا که از خانواده لگومها و نسبتاً حساس به شوري است نامطلوب بود .[1] به هر ترتیب، تاکنون در مورد اثر مواد آلی براي کاهش یا افزایش زیست فراهمی کادمیم بین محققان اتفاق نظر حاصل نشده است. با توجه به گزارش تأثیرات متفاوت ماده آلی بر میزان فراهمی فلزات سنگین در شرایط متفاوت و اهمیت موضوع آلودگی خاك با کادمیم، این پژوهش با هدف بررسی تأثیر ماده آلی بر واکنش و هدایت الکتریکی خاك و بهدنبال آن فراهمی کادمیم در خاك صورت گرفت.
.2 مواد و روشها
این پژوهش در زمستان سال 1389 به منظور مطالعهي تأثیر کادمیم و ماده آلی بر pH و ECe خاك و در نهایت نقش این عوامل در فراهمی کادمیم خاكدر قالب طرح کاملاً تصادفی با آرایش فاکتوریل در سه تکرار در شرایط گلخانهاي در دانشگاه فردوسی مشهد اجرا شد. خاك مورد نظر از افق سطحی - صفر تا 30 سانتیمتري - از مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد جمع آوري گردید. پس از هوا خشک کردن نمونهها و عبور از الک دو میلیمتري، بعضی ویژگیهاي فیزیکی و شیمیایی آن تعیین شد - جدول . - 1 نمونههاي ماده آلی نیز از الک دو میلیمتري عبور داده شد و سپس مورد تجزیه شیمیایی قرار گرفت - جدول . - 2 از کود گاوي بعنوان ماده آلی در این آزمایش استفاده شد. فاکتورهاي آزمایش شامل پنج سطح کادمیم به ترتیب Cd0=0، Cd1=2، Cd2=5 ، Cd3=10 و Cd4=20 میلیگرم کادمیم بر کیلوگرم خاك و چهار سطح ماده آلی به ترتیب OM0=0، OM1=0.75، OM2=1.5 و OM3=3 درصد کود گاوي بود. که پس از مخلوط کردن با خاك مورد نظر، به مدت 35 روز در دماي 22 تا 25 درجه سانتیگراد و رطوبت ظرفیت مزرعه خوابانیده شد. مقدار کادمیم مورد نظر بصورت نمک CdSO4.8H2O در مقداري آب مقطر حل و بطور یکنواخت به خاك اسپري شد. پس از پایان دوره خوابانیدن، تعداد 60 گلدان هر کدام به وزن 2 کیلوگرم از خاك مورد نظر پر گردید. پس از گذشت 65 روز از هر گلدان یک نمونه خاك برداشت شد و پس از هوا خشک شدن و عبور از الک 2 میلیمتري pH نمونه هاي خاك در گل اشباع و با استفاده از pH متر و قابلیت هدایت الکتریکی عصاره گل اشباع به وسیلهي دستگاه هدایت سنج الکتریکی مدل - JENWAY- 4310 - اندازه-گیري شد. تعیین مقدار کادمیم قابل دسترس در خاك با روش لیندزي و نورول - لیندزي ونورول، - 1978 و در عصاره DTPA-TEA توسط دستگاه جذب اتمی - مدل AA-670 ، - Shimadzu صورت گرفت .[17]
جدول -1 خصوصیات خاك پیش از آزمایش
جدول -2 خصوصیات کود گاوي
تجزیه آماري دادههاي حاصل از آزمایش بوسیله نرم افزار SAS 9.1 انجام شد. میانگینها با استفاده از آزمون چند دامنهاي دانکن در سطح اطمینان %5 مقایسه و در نهایت نمودارها با استفاده از نرم افزار Microsoft Excel 2007 رسم گردید.
.3نتایج و بحث
3-1 تأثیر متقابل کادمیم و ماده آلی بر هدایت الکتریکی خاك
تأثیر ماده آلی بر هدایت الکتریکی خاك در هر سه سطح 0/75، 1/5 و 3 درصد ماده آلی معنیدار بود . - p < 0.05 - همانطور که در شکل 1 مشاهده میشود با افزایش مقادیر ماده آلی در خاك ECافزایش یافت. ضمناً در مقادیر یکسان ماده آلی، بیشترین مقدار EC خاك در سطح 20 میلیگرم کادمیم مشاهده شد، بطوري که در بین تمام تیمارها بیشترین مقدار EC خاك مربوط به تیمار Cd4OM3 بود. همچنین مقدار EC در این تیمار نسبت به سطوح Cd0، Cd1، Cd2 و Cd3 در مقادیر یکسان ماده آلی تفاوت معنیداري - p < 0.05 - را نشان داد. رسولی و مفتون - 1389 - گزارش کردند که نتایج اثر باقیمانده مواد آلی بر شوري خاك نشان داد که با افزایش سطوح هر دو ترکیب آلیِ کمپوست زباله شهري و کود دامی، شوري خاك افزایش یافته است .[2] همچنین اقبال - - 2002 گزارش داد که با مصرف کود دامی یا کمپوست، شوري خاك افزایش مییابد .
