بخشی از مقاله
چکیده
امروزه پسماندهای آلی به دلیل دارا بودن مقادیر قابل توجه از عناصر غذایی به طور گستردهای به عنوان کود در زمینهای کشاورزی مورد استفاده قرار میگیرند. مدیریت و استفاده از پسماندهای آلی صنعتی، کشاورزی و شهری جهت افزایش باروری خاک مورد توجه بسیاری از جوامع میباشد. در این پژوهش تاثیر لجن فاضلاب کارخانه پلیاکریل در مقایسه با تیمارهای آلی معمول شامل کمپوست زباله شهری و کود گاوی - در دو سطح 15 و 45 تن در هکتار - بر غلظت آهن، روی و مس قابل عصارهگیری توسط DTPA و تغییرات آنها در طی یک دوره 241روزه در قالب یک طرح بلوک کاملاً تصادفی مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج این پژوهش نشان داده که در همه تیمارها مقدار غلظت عناصر آهن، روی و مس قابل عصارهگیری افزایش یافته است اما افزایش غلظت روی با تیمار لجنفاضلاب و مس با تیمار کود گاوی در مقایسه با شاهد - بدون کاربرد پسماند آلی - معنیدار نبود. در کل آزمایش کاربرد کمپوست زباله شهری در مقایسه با کود گاوی و لجن فاضلاب غلظت قابلیت عصارهگیری عناصر مورد مطالعه را به مقدار بیشتری افزایش داد. تغییرپذیری غلظت عناصر در خاک نیز نشان داد در ابتدای پژوهش کاربرد پسماندهای آلی موجب افزایش نسبی عناصر در خاک در مقایسه با شاهد شده بود اما روند کاهشی غلظت عناصر در طول دوره آزمایش در تمامی تیمارها مشاهده شد.
واژه های کلیدی: پسماند آلی، غلظت قابل عصارهگیری، عناصر کم مصرف، تغییرات زمانی، لجن فاضلاب
مقدمه
جهان با چالشهای جدی و فزایندهای در حفاظت و استفاده منطقی از آب، خاک و سایر منابع طبیعی روبرو است. کشاورزی در اغلب کشورهای در حال توسعه، اولین منبع رشد اقتصادی و بخش اشتغال و نیز مهمترین عامل تأمین غذای افراد جامعه میباشد - یوسفی مقدم شیخانی، . - 1386 رشد روز افزون جمعیت و پیامد آن، افزایش تقاضا برای استفاده از جنبههای مختلف منابع طبیعی، تهدید جدی در سلامت محیط زیست محسوب میشود - زارع، . - 1387افزایش مقدار ماده آلی خاکهای مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران، باعث بهبود ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و حاصلخیزی آنها شده و سطح باروری این اراضی را به مقدار قابل ملاحظهای ارتقا میبخشد.
بنابراین با توجه به محدود بودن منابع کودهای دامی، استفاده از سایر منابع آلی نظیر لجن فاضلاب امری مطلوب است - افیونی و همکاران،1377؛ بهرهمند و همکاران، . - 1381 لجن فاضلاب مخلوطی از مواد جامد است که طی فرایند تصفیه از بخش مایع فاضلاب جدا میشود. شکل ظاهری لجن، رنگ و بوی آن معمولاً نشان دهندهی عمر لجن و مقدار تصفیهای است که روی آن انجام گرفته است - Clark at al., 1977 - این ماده، غنی از نیتروژن و فسفر بوده و از این رو میتوان برای گیاه سودمند باشد. همچنین لجن فاضلاب دارای مقادیر زیادی عناصر سمی مانند سرب و کادمیم میباشد که استفاده بیش از حد از آن را در زمین های کشاورزی محدود میسازد. غلظت عناصر سنگین، نیتروژن و فسفر اغلب به عنوان شاخصهای اصلی ارزیابی امکان استفاده از لجن فاضلاب در زمینهای کشاورزی محسوب میشوند.
امروزه تولید انبوه پسماندهای آلی ناشی از فعالیتهای صنعتی و زندگی شهری، پیامدهای مشکلساز کوتاه و بلند مدتی را برای سلامت محیط زیست ایجاد کرده است . - Cheng at al., 2007 - این ترکیبات، علاوه بر مواد آلی معمولاً سرشار از عناصر غذایی مورد نیاز گیاه به ویژه نیتروژن و فسفر میباشند - Jose de Melo at al., 2007 - و باعث بهبود ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک، از قبیل تخلخل، پایداری خاکدانهها، جرم مخصوص ظاهری، حاصلخیزی خاک، حرکت و نگهداشت آب در خاک میشوند . - Jose de Melo at al., 2007 - این ماده در بخشهای مختلف جهان و در پژوهشهای متعددی به عنوان یک ماده اصلاحی در خاک استفاده شده است Bastian, 1997 - و شریفی - 1378 و از مزایای اصلی کاربرد آن در زمینهای کشاورزی میتوان به افزایش عناصر غذایی مورد نیاز گیاه، کاهش مصرف کود و آفتکشها، بهبود ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک و کاهش اسیدیته خاک و در نتیجه افزایش قابلیت دسترسی به عناصر غذایی اشاره کرد2005 - کارخانه پلی اکریل اصفهان سالانه در حدود 370 تن لجن تولید میکنید.
این لجن، محصول به هم پیوستن مواد شیمیایی زائدی است که از بخشهای مختلف کارخانه پس از اتمام مراحل تولید به دست میآید. این ماده پس از عبور از حوضچههای تصفیه، در حوضچه آرامکننده ته نشین میشود. این لجن توسط روش هوادهی و با کمک باکتریهای هوازی هضم شده و مواد آلی فسادپذیر آن به کمترین مقدار ممکن میرسد. با توجه به اینکه توجه کمی به کاربرد لجنهای صنعتی به عنوان اصلاح کنندهی خاک در زمینهای کشاورزی در ایران شده است و با توجه به احتمال غنی بودن این دسته از لجنهای به عناصر کم مصرف نظیر آهن، در این پژوهش تاثیر کاربرد لجن فاضلاب کارخانه پلیاکریل اصفهان بر غلظت و تغییرپذیری زمانی عناصر آهن، روی و مس در یک خاک آهکی در مقایسه با دو ترکیب آلی دیگر یعنی کود گاوی و کمپوست زباله شهری مورد توجه و بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها
این پژوهش در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان واقع در لورک نجفآباد اجرا شد. بافت خاک در این منطقه لوم رسی سیلتی و pH خاک در محدوده pH خاکهای آهکی بود . - pH = 8.5 - ترکیبهای آلی مورد استفاده در این پژوهش شامل لجن فاضلاب کارخانه پلیاکریل اصفهان، کمپوست زباله شهری و کود گاوی بودند. لجن فاضلاب مورد استفاده از کارخانه پلیاکریل اصفهان واقع در کیلومتر 45 جاده اصفهان - مبارکه تهیه شد. در این کارخانه، روزانه حدود یک تن لجن تولید میشودکه این لج از نوع لجن هضم شده بود و در این پژوهش به صورت هوا خشک به خاک افزوده شد. کمپوست زباله شهری از کارخانه کمپوستسازی اصفهان واقع در گردنه زینل اصفهان و کود گاوی مورد استفاده به صورتکاملاً پوسیده از گاوداری مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان تهیه شد.
در این پژوهش آنالیزهای معمول بر روی خاک و ترکیبات آلی با استفاده از روشهای استاندارد در آزمایشگاه اندازهگیری شد و برای تعیین غلظت کل فلزات در کودهای آلی، از روش خاکستر خشک با اسید کلریدریک استفاده شد و مقدار عناصر در خاک با عصارهگیری توسط DTPA تعیین شدند. این پژوهش در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار انجام گرفت. تیمارهای مورد بررسی در این پژوهش شامل لجن فاضلاب کارخانه پلیاکریل اصفهان، کمپوست زباله شهری و کود گاوی هر کدام در دو سطح 15 و 45 تن در هکتار و تیمار شاهد - بدون افزودن ترکیب آلی - بودند که در مجموع 21 کرت آزمایشی را شامل میشد .
همچنین پس از تسطیح و کرتبندی، بذور ذرت رقم هیبرید سینگل کراس 704، که رقم رایج کشت شده در منطقه است، برای حفظ شرایط طبیعی کشت و کار در مزرعه، در عمق حدود 3 سانتیمتری خاک در ردیفهای مشخصی کاشته شد. انجام آزمایشهای مورد توجه در این پژوهش بر روی خاکهای نمونهبرداری شده در چهار زمان شامل 31، 74، 132 و 241 روز پس از کاربرد پسماندهای آلی، صورت گرفت. در این پژوهش، همچنین به منظور بررسی اثرهای آلودهکنندگی ترکیبات آلی مورد استفاده، غلظت فلزات سنگین کادمیم، سرب، کبالت و کروم خاک اندازهگیری شد. محاسبات آماری دادهها با استفاده از نرمافزار آماری - اس.آ.اس - در سطح احتمال 5 درصد و بعد از مشخص شدن معنیداری صفات، میانگینها توسط آزمون LSD با استفاده از نرمافزار آماری MSTATC انجام شد.
نتایج و بحث
آنالیز ترکیبات آلی مورد استفاده در این پژوهش به ویژه لجن کارخانه پلیاکریل اصفهان نشان داد که این مواد از لحاظ عناصر غذایی و مقدار مواد آلی غنی میباشند و میتوانند با تحقیقات بیشتر به عنوان یک ترکیب مناسب در اصلاح حاصلخیزی خاکها مورد استفاده قرار گیرند - جدول . - 1 ویژگیهای خاک مورد مطالعه نیز نشان میدهد که این خاک با توجه به مقدار ماده آلی کم و نیز کمبود عناصر غذایی نظیر نیتروژن و عناصر کم مصرف نظیر آهن، روی و مس میتواند با تیمار شدن توسط ترکیباتِ غنی مورد استفاده، از لحاظ حاصلخیزی بهبود یابد - جدول . - 1
