بخشی از مقاله
مقدمه
امروزه صنعت چرم نقش قابل توجهی در اقتصاد جهانی دارد و در آن پوست حیوانات را به شکل ماده پایدار فیزیکی و شیمیایی درآورده و محصولاتی را برای برآورد احتیاجات انسان تولید میکند - اوزگونی و همکاران، . - 2007 انواع مختلف زباله از نظر کیفی و کمی، که در طول تبدیل پوست به چرم در هزاران کارخانه از بدوی گرفته تا مدرن در سراسر دنیا ایجاد می شود، اثرات منفی بر محیط زیست میگذارند - کوپربند، . - 2002 مواد زائد مشکل عمدهای برای این صنعت هم از نظر مقدار و هم از نظر تنوعشان هستند.
مقدار زیادی مواد زائد قابل استفاده مجدد در طی صنعت چرم سازی تولید میشود. بازیافت این مواد و استفاده از آنها به عنوام مواد خام در صنایع مختلف و حتی تولید کود آلی امکان پذیر است - تیلور و همکاران، . - 1998 در مواد زائد جامد میزان زیادی پروتئین به عنوان ترکیب اصلی چرم یافت شده است - کاناگاراج و همکاران، . - 2006 بنابراین این تحقیق به منظور بررسی تاثیر ضایعات کارخانه چرم و بیوچار بر افزایش میزان عناصر غذایی خاک انجام شد.
مواد و روشها
این آزمایش به صورت طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل در سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل فاکتور اول، ضایعات کارخانه چرم سازی در سه سطح صفر - w0 - ، - w2.5 - 2/5 و - w5 - 5 درصد، فاکتور دوم، بیوچار تولید شده از چوب در دمای 500 تا 550 درجه سانتیگراد در دو سطح صفر - - b0، - b2.5 - 2/5 تن در هکتار و فاکتور سوم پتاسیم در سه سطح صفر - k0 - ، - k50 - 50 و - k100 - 100 کیلوگرم در هکتار با استفاده از نمک سولفات پتاسیم بود.
قبل از انجام آزمایش از خاک مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد - با بافت شن لومی - نمونهبرداری و میزان عناصر پرمصرف نیتروژن، فسفر و پتاسیم اندازهگیری شد و متناسب با نیاز گیاه، عناصر غذایی به خاک هر تیمار اضافه شد. بعد از اعمال تیمارها و به منظور رسیدن به تعادل، گلدانها به مدت 45 روز در شرایط رطوبتی مناسب - ظرفیت زراعی - نگهداری شدند. سپس گیاه تربچه در شرایط گلخانه کشت شد و بعد از دو ماه برداشت گردید.نیتروژن کل به روش کجلدال اندازه گیری شد
فسفر قابل استفاده به وسیله بی کربنات سدیم - روش اولسن - عصاره گیری شد و توسط اسپکتروفتومتر مدل WAP اندازه گیری شد - ریچارد، . - 1954 پتاسیم قابل استفاده خاک هم با دستگاه فلیم فتومتر - مدل - Jenway
اندازه گیری شد - پیج و همکاران، . - 1982 در پایان تجزیه آماری دادههای حاصل از آزمایش و مقایسات میانگین با استفاده از نرم افزار JUMP4 انجام شد.
جدول - 1 ویژگیهای خاک و ضایعات مورد استفاده در این تحقیق
نتایج و بحث
تاثیر ضایعات،بیوچار و پتاسیم بر میزان نیتروژن خاک طبق نتایج به دست آمده، ضایعات باعث افزایش نیتروژن خاک شدند - شکل. - 1 چرا که این مواد حاوی مقدار زیاد نیتروژن بوده و با افزایش سطح، تفاوت معنی داری با شاهد ایجاد کردند. بیشترین تفاوت مربوط به سطح حداکثر - w5 - حدود 47 درصد و پس از آن تیمار 2/5 درصد - - w2.5 حدود 28 درصد بود.افزودن بیوچار به خاک نیز باعث افزایش 33 درصدی در نیتروژن خاک شد،که این به دلیل مقدار نیتروژن موجود در بیوچار می باشد که جذب خاک شده است.
استفاده توأم این دو ماده - ضایعات و بیوچار - باعث افزایش نیتروژن خاک شد، بطوریکه تیمار حداکثر هردو - w5b2.5 - بیشترین تاثیر را داشت - 98 درصد - چراکه بیوچار همراه با یک کود آلی تاثیر بیشتری بر افزایش عناصر غذایی خاک دارد نسبت به زمانی که به تنهایی استفاده می شود. صدقیانی و سپهر - 1390 - نیز با کاربرد ضایعات در خاک اظهار داشتند که میزان جذب عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم و منیزیم در ذرت و آفتابگردان به طور معنی داری بیشتر از شاهد بود. لوئک و همکاران - 2004 - نیز پیشنهاد کردند که به منظور بهبود قابلیت جذب نیتروژن برای گیاه، مواد آلی حداقل سه ماه قبل از کشت به خاک اضافه گردد.پتاسیم نیز هیچگونه تغییری در میزان نیتروژن خاک ایجاد نکرد.
تاثیر ضایعات،بیوچار و پتاسیم بر میزان فسفر خاک
نتایج حاصل از افزودن ضایعات به خاک نشان داد که تیمار w5 بیشترین تاثیر را در افزایش فسفر خاک داشته - 64 درصد - و بعد از آن تیمار w2.5 هم با تیمار شاهد تفاوت معنی داری داشته و باعث افزایش 53 درصدی فسفر خاک گردیده است. بیوچار نیز باتوجه به مقداری فسفر که در آن اندازه گیری شد، باعث افزایش 22 درصدی در فسفر خاک گردید. با اضافه کردن این دو ماده، افزایش صعودی در میزان فسفر خاک مشاهده شد - شکل. - 2 چرا که بیوچار به دلیل داشتن سطوح تبادلی زیاد می تواند منجر به افزایش نگهداری عناصر غذایی در خاک شود و چنانچه به صورت ترکیب با یک کود آلی استفاده شود، کارایی استفاده از عناصر غذایی در خاک را افزایش می دهد.
همانطور که در شکل هم پیداست، با افزایش سطح ضایعات و بیوچار، میزان فسفر خاک افزایش یافته است بطوریکه تاثیر سطح حداکثر ضایعات و سطح حداکثر بیوچار - w5b2.5 - ، بیشترین افزایش فسفر 126 - درصد - را در خاک داشته اند. مطالعات زیادی نشان داده اند که مواد آلی و ترکیبات حاصل از تجزیه مواد آلی می توانند تثبیت فسفر در خاک ها را کاهش دهند.لبسکی و لمب - 2003 - دلیل این تفاوت را اسیدهای آلی آزاد شده از مواد آلی عنوان کرده اند، که مانع جذب سطحی فسفر در خاک شده و موجب افزایش جذب آن توسط گیاه می گردند.
برخی محققین نیز عنوان کرده اند که مواد آلی، فسفر قابل دسترس گیاهان را افزایش می دهد - بار و بلاک، 1992؛ خان و چنزر، . - 1972 همانطور که اشاره شد بسیاری از تحقیقات دلالت بر افزایش قابلیت جذب فسفر در حضور مواد آلی دارند. تولید اسید کربنیک از گاز کربنیک تولید شده طی تجزیه مواد آلی در خاک و آب موجود، تشکیل ترکیبات فسفر هومیک که با سهولت بیشتر جذب گیاه می شوند، جایگزینی یون هومات به جای فسفات های جذب سطحی شده و آزادسازی یون فسفات، رقابت ترکیبات آلی با یون فسفات برای مکان های جذبی بر سطح ذرات کربنات کلسیم و پوشیده شدن سطوح رس ها و ذرات اکسیدهای آهن و آلومینیوم توسط مواد آلی که ظرفیت جذب فسفات را کاهش می دهد، برخی از دلایل احتمالی این امر ذکر شده اند - ملکوتی، .
شکل -2 مقایسه فسفر خاک در اثر افزودن بیوچار و ضایعات
تاثیر تیمارها بر میزان پتاسیم خاک
نتایج حاصل ازافزودن پتاسیم به خاک نشان داد که تیمار حداکثر پتاسیم - k100 - باعث افزایش 62 درصدی پتاسیم خاک شد و بعد از آن تیمار k50 هم 32 درصد افزایش نسبت به شاهد نشان داد. استفاده توأم ضایعات و پتاسیم باعث ایجاد تفاوت معنیدار تیمارها با شاهد گردید که بیشترین سطح مربوط به تیمارهای حداکثر پتاسیم بههمراه سه سطح ضایعات بود که البته ضایعات بهدلیل میزان کم پتاسیم آن، تاثیر معنی داری نداشته و هر سه سطح آن در کنار سطح حداکثر پتاسیم افزایش میانگین 62 درصد ایجاد کردند - شکل. - 3 در مورد سطوح دیگر هم همین روند تکرار شد.بدین ترتیب می توان گفت ضایعات نقشی در افزایش پتاسیم خاک نداشته و پتاسیم در سطح حداکثر - - k100 بیشترین تاثیر را داشته است.
