بخشی از مقاله
مقدمه
تولید ضایعات همراه با صنعتی شدن و شهرنشینی جوامع افزایش یافته است. کمپوست زباله شهری از طریق بازیافت مواد مغذی ماکرو و میکرو گزینه مناسبی برای دفع زباله به شیوه ایمن و اقتصادی است - بوس و باتاچارا، . - 2012 از طرفی به سبب کمبود آهن و منگنز در خاکهای آهکی و مشکلات تغذیهای ناشی از آن، افزایش مقادیر قابلجذب این عناصر از اهمیت بالایی برخوردار است - شریفی و همکاران، . - 1390 بنابراین برای درک تغییرات در خواص خاک و شیمی فلزات سنگین موجود در آن، تاثیر کاربرد دو ساله کمپوست زباله شهری بر قابلیت دسترسی زیستی عناصر آهن و منگنز مورد مطالعه قرار گرفت. تحرک عنصر عبارت است از پتانسیل آن برای ورود به داخل بخشهایی از خاک که در آن با انرژی کمتری نگهداری میشود. عامل تحرک به بسیاری از عوامل مرتبط با ماهیت عنصر، خواص خاک و به نوع و کیفیت خاک اصلاح شده بستگی دارد. تحرک فلزات سنگین در خاک ممکن است بر اساس مقادیر مطلق و نسبی آنها در بخشهایی که اتصال ضعیفی به خاک دارند، مورد ارزیابی قرار گیرد. فاکتور تحرکٌ - MF - یک شاخص نسبی است که تا حدی نشان دهنده قابلیت دسترسی زیستی به عنصر بوده و توسط معادله زیر قابل محاسبه است - آچیبا و همکاران، : - 2009 که در این معادله F1 جزء قابل تبادل، F2 جزء پیوند یافته با کربناتها، F3 جزء پیوند یافته با اکسیدهای آهن و منگنز، F4 جزء پیوند یافته با مواد آلی و F5 جزء باقیمانده میباشند که به روش تسیر - 1979 - اندازه گیری میشوند.
در مطالعهای مشخص شد که استفاده از کمپوست طی 5 سال باعث افزایش دسترسی زیستی آهن و منگنز در خاک شده و از لحاظ انباشت فلز در قسمت های خوراکی گوجه فرنگی و پیاز خطری نداشت - بالدانتونی و همکاران، . - 2012 نتایج بررسی کنرادی و همکاران - 2005 - بر روی مقادیرآلمینیوم، آرسنیک، کادمیوم، مس، آهن، منگنز، سرب و روی نشان داد که بخش عمدهای از Al، Cd، Cu و Zn در جزء آلی و نیز Fe و Mn در فرم متصل به اکسیدهای آهن و منگنز وجود دارد. مقادیر کمی از Al، Fe و Mn در فرکشن قابل دسترس برای گیاه - تبادلی و متصل به کربنات ها - یافت شد. بنابر نتایج حاصل از مطالعه اساکو - 2010 - بر روی گونه-های شیمیایی و متحرک فلزات آهن، کبالت، نیکل و منگنز در خاک عامل تحرک فلزات به صورت کبالت < نیکل< منگنز< آهن گزارش شده است.
مواد و روشها
این تحقیق در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه شاهد تهران انجام شد. فاکتورهای آزمایش به صورت چهار سطح 0، 15، 30 و 60 تن کمپوست در هکتار بهعنوان عامل اول و عامل دوم نیز دفعات مصرف کمپوست میباشد. اردیبهشت سال 90 مقادیر کمپوست، به کرتها اضافه شد. در اردیبهشت 91 نیز هر کرت به دو قسمت مساوی تقسیم و در یک بخش آن مجددا معادل کمپوست اضافه شده در سال قبل،کمپوست افزوده گردید. به منظور بررسی تأثیر کمپوست زباله شهری بر ویژگیهای خاک از هر بخش، نمونه مرکب بصورت جداگانه برداشت و پس از آمادهسازی، بعضی خواص فیزیکی و شیمیایی آنها از قبیل بافت، ظرفیت تبادل کاتیونی، کربن آلی، کربنات کلسیم معادل، قابلیت هدایت الکتریکی و pH در عصاره اشباع خاک، به روشهای استاندارد تعیین شد - بنتون و همکاران،. - 1990 نیز جزءبندی آهن و منگنز در خاک به 5 فرکشن : محلول+ تبادلی، پیوند یافته با کربناتها، پیوند یافته با اکسیدهای آهن و منگنز، پیوند یافته با مواد آلی و باقیمانده با استفاده از روش عصارهگیری دنبالهای بر مبنای روش تسیر و همکاران - - 1979 صورت گرفت و با دستگاه جذب اتمی مدلAnalytic Jena Contra AA300 قرائت شد. دادههای حاصل در قالب طرح آماری بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار با نرم افزار SAS و مقایسه میانگینها توسط آزمون چند دامنهای دانکن انجام گرفت.
نتایج و بحث
نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان دهنده تاثیر معنیدار اعمال کمپوست زباله شهری، دفعات اعمال کمپوست و اثر متقابل آنها بر فاکتور دسترسی زیستی عناصر در سطح یک درصد بود. با توجه به جدول دو نتایج حاصل از مقایسه میانگین تاثیر کمپوست زباله شهری بر فاکتور زیستی آهن و منگنز نشان داد که کمپوست زباله شهری سبب افزایش فاکتور تحرک عناصر شد. این افزایش برای آهن منظمتر از منگنز بود. نتایج نشان داد فاکتور تحرک آهن در تیمار 15، 30 و 60 تن بر هکتار در مقایسه با شاهد به ترتیب 89/65، 193/1 و 348/3 درصد افزایش یافت. مطالعات نشان میدهد که اثرات مختلف ماده آلی اضافه شده به خاکها بر قابلیت سترسی فلز، به نوع فلز، خاک و ویژگیهای مواد آلی اضافه شده بهخصوص درجه هوموسی شدن آنها بستگی دارد - هارگراوس و همکاران، - 2008 بطوریکه افزایش میزان مواد آلی با تشکیل کمپلکسهای آلی فلزی نامحلول از تحرک و سمیت آنها میکاهد، درحالیکه کود تازه و کمپوست نارس با میزان ماده آلی محلول نسبتا بالا، میتواند تحرک فلز را افزایش دهد - یودوم و همکاران، . - 2004 اساکو - 2010 - با مطالعه بر روی گونه-های شیمیایی و متحرک فلزات اظهار داشت که فاکتور انتقال در تمام سایتها به صورت کبالت< نیکل< منگنز< آهن میباشد. بنابراین آهن و منگنز که بهشدت به ماتریکس خاک متصل هستند و برای ظهور در زنجیره غذایی به آسانی قابل دسترس نمیباشند. افزایش معنیدار فاکتور تحرک عناصر پس از رشد گیاه و مصرف کود کمپوست در بالاترین میزان، بیانگر نقش کمپوست موادآلی و ترشحات ریشه در زیست فراهمی فلز میباشد.
همچنین نتایج نشان دهنده اثر مضاعف کمپوست بر افزایش قابلیت دسترسی آهن نسبت به منگنز میباشد به گونهای که فاکتور تحرک محاسبه شده برای آهن در تیمار 60 تن بر هکتار سال اول نسبت به خاک شاهد 5 برابر افزایش یافته است، درحالیکه بیشینه این مقدار برای منگنز به صورت افزایش 1/1 برابری در تیمار 30 تن کمپوست بر هکتار سال اول نسبت به شاهد، اتفاق افتاد. همچنین فاکتور تحرک منگنز در تمام تیمارهای 15، 30 و 60 تن کمپوست دو سالانه نسبت به شاهد به ترتیب 10/8، 4/7 و 13/6 درصد کاهش یافتند، این مقادیر برای آهن به ترتیب 72، 210 و 313 درصد افزایش یافت. این شواهد خود تایید کننده نتایج به دست آمده مبنی بر پایدارتر بودن رفتار منگنز متصل به اکسیدهای آهن- منگنز نسبت به آهن، به عنوان اصلیترین جزء جاذب فلزات در خاک و بیشتر بودن تمایل آهن نسبت به منگنز برای ایجاد کمپلکسهای آلی میباشد - آجای و همکاران، - 2012، - آدریانو و همکاران،. - 2001 بنابراین میتوان اظهار داشت که اضافه کردن کمپوست زباله شهری برای سال دوم هیچ اثر مهمی در تحرک فلزات نداشته است. منگنز به عنوان پر تحرکترین فلز در خاک یافت گردید چرا که فاکتور تحرک آن در خاک شاهد 23/12 درصد میباشد.
