
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,625,751 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,218,628 |
تأثیر مقادیر مختلف بیوچارطبیعی و کود مرغی بر فراهمی روی و کادمیوم در یک خاک آلوده | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
دوره 27، شماره 4، مهر و آبان 1399، صفحه 89-108 اصل مقاله (700.51 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2020.17392.3287 | ||
نویسندگان | ||
مسعود مولاوردی1؛ احمد گلچین2؛ زهرا وارسته خانلری* 3 | ||
1دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران | ||
2گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران. | ||
3هیات علمی گروه علوم خاک دانشگاه ملایر | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: آلودگی خاک و گیاه به عناصر سنگین در اثر فعالیتهای صنعتی بر سلامت انسانها آثار سوء داشته و در چند دهه اخیر بسیار مورد توجه قرارگرفته است. فلزات سنگین میتوانند از طریق ورود به چرخه خاک و محصولات غذایی، سلامت خاک، گیاه و انسان را به خطر اندازند. به منظور کاهش اثرات مضر فلزات سنگین بر اکوسیستم خاک و آلودگی مواد غذایی یک آزمایش فاکتوریل در سه تکرار در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه به اجرا درآمد. هدف از مطالعه حاضر بررسی تأثیر مقادیر مختلف بیوچارطبیعی و کود مرغی بر فراهمی عناصر روی و کادمیوم در یک خاک آلوده بود. مواد و روشها: بهمنظور انجام این پژوهش ابتدا سطوح مختلف کود مرغی (صفر، 5/0، 1، 2، 4 و 8 درصد وزنی) و بیوچار طبیعی (صفر، 2، 4، 6، 8 و 10 درصد وزنی) به صورت جداگانه، به یک خاک آلوده اضافه شد. سپس 4 سطح زمان خوابانیدن در رطوبت ظرفیت مزرعه (1، 2، 3 و 4 ماه) بر آنها اعمال گردید. در فواصل زمانی ذکر شده از گلدانها نمونههای فرعی تهیه و به آزمایشگاه منتقل گردید و پس از خشک کردن در آون در دمای 55-50 درجه، pH، EC، مقدار کل و قابل جذب عناصر روی و کادمیوم در آنها اندازهگیری گردید. یافتهها: مقایسه میانگینهای اثرات متقابل مدت زمان خوابانیدن و سطوح کود مرغی و بیوچار نشان داد که با افزایش سطح مصرف و مدت زمان خوابانیدن میزان PH خاک به ترتیب 9/3 و 4/1 درصد کاهش و مقدار EC به ترتیب 5/36 و 4/10 درصد افزایش یافت. بین تیمار شاهد یا سطح صفر درصد کود مرغی و بیوچار با تیمار 8 درصد کود مرغی و بیوچار از لحاظ آماری تفاوت معنیداری وجود داشت (سطح احتمال 5 درصد). با افزایش مدت زمان خوابانیدن و سطوح کود مرغی و بیوچار طبیعی میزان غلظت قابل جذب روی و کادمیوم خاک به طور معنیداری کاهش یافت (p <0.05) که میزان کاهش در تیمارهای حاوی کود مرغی برای روی و کادمیوم به ترتیب 9/19 و 5/29 درصد و در تیمارهای حاوی بیوچار طبیعی نیز برای روی و کادمیوم به ترتیب 4/28 و 7/22 درصد اندازهگیری شد. در تیمارهای حاوی کود مرغی کمترین میزان غلظت روی و کادمیوم استخراج شده با عصارهگیرDTPA در ماه چهارم و سطح مصرف 8 درصد به ترتیب 7/304 و 9/10 میلیگرم بر کیلوگرم و بیشترین مقدار آن نیز در ماه اول در تیمار شاهد (سطح صفر درصد) به ترتیب 2/380 و 0/20 میلیگرم بر کیلوگرم مشاهده گردید. در تیمارهای حاوی بیوچار طبیعی نیز کمترین میزان روی و کادمیوم استخراج شده با عصارهگیرDTPA در ماه چهارم و سطح مصرف10 درصد به ترتیب 4/272 و 9/12 میلیگرم بر کیلوگرم و بیشترین مقدار آن نیز در ماه اول در تیمار شاهد (سطح صفر درصد) به ترتیب 3/380 و 7/20 میلیگرم بر کیلوگرم مشاهده شد. نتیجهگیری: با توجه به نتایج این پژوهش کاربرد بیوچار و کودمرغی سبب کاهش غلظت قابل جذب فلزات سنگین مورد مطالعه در خاک شد. اگر چه تیمارهای حاوی بیوچار و کود مرغی غلظت قابل جذب فلزات را در خاک کاهش دادند، اما با افزایش سطوح کود مرغی و بیوچار و مدت زمان خوابانیدن خاک غلظت قابل جذب فلزات مورد مطالعه در خاک بیشتر کاهش یافت. در کل، میتوان بیان کرد که کاربرد کود مرغی و بیوچار طبیعی در خاک روش مؤثری برای کاهش سمیت و میزان غلظت قابل جذب فلزات سنگین خاک و همچنین بالا بردن عملکرد و کیفیت محصولات زارعی است. | ||
کلیدواژهها | ||
کود مرغی؛ بیوچار طبیعی؛ فلزات سنگین؛ خوابانیدن | ||
مراجع | ||
1.Achiba, W.B., Gabteni, N., Lakhdar, A., Laing, G.D., Verloo, M., Jadidi, N., and Gallali, T. 2009. Effects of 5-year application of municipal solid waste compost on the distribution and mobility of heavy metals in a Tunisian calcareous soil. Agriculture, Ecosystems and Environment. 130: 156-163.
2.Adewole, E., Adewumi, D.F., Jonathan, J., and Fadaka, A.O. 2014. Phytochemical constituents and proximate analysis of orange peel (citrus Fruit). J. Adv. Bot. Zool. 1: 3. 1-2.
3.Ahmad, M., Rajapaksha, A.U., Lim, J.E., Zhang, M., Bolan, N., Mohan, D., and Ok, Y.S. 2014. Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: a review. Chemosphere. 99: 19-33.
4.Ahmad, H., Kamarudin, S.K., Minggu, L.J., and Kassim, M. 2015. Hydrogen from photo-catalytic water splitting process: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 43: 599-610.
5.Ahyae, M.A., and Behbahanzadeh, A. 1992. Description of Soil and Plant Analysis Methods of Tehran Soil and Water Research Institute. Tech. J.No. 893.128 p.
6.Ali, A., Guo, D., Zhang, Y., Sun, X., Jiang, S., Guo, Z., Huang, H., Liang, W., Li, R., and Zhang, Z. 2017. Using bamboo biochar with compost for the stabilization and phytotoxicity reduction of heavy metals in mine-contaminated soils of China. Science. Reports. 7: 1. 1-12.
7.Alm, J., Schulman, L., Walden, J., Nykänen, H., Martikainen, P.J., and Silvola, J. 1999. Carbon balance of a boreal bog during a year with an exceptionally dry summer. Ecology.80: 1. 161-174.
8.Beesley, L., Moreno-Jiménez, E.,and Gomez-Eyles, J.L. 2010. Effectsof biochar and greenwaste compost amendments on mobility, bioavailability and toxicity of inorganic and organic contaminants in a multi-elementpolluted soil. Environmental pollution. 158: 6. 2282-2287.
9.Bergkavist, P., Jarvis, N., Berggren, D., and Carlgren, K. 2003. Long term effects of sewage sludge application on soil properties, cadmium availability and distribution arable soil. Agriculture Ecosystem and Environment. 97: 71-74.
10.Bower, C.A., Reitemeier, R.F., and Fireman, M. 1952. Exchangeable cation analysis of saline and alkali soils. Soil science. 73: 4. 251-262.
11.Bremner, J.M., and Mulvaney, C.S. 1982. Nitrogen total. In: A.L. Page, Miller, R.H. and Keeney, D.R. (eds.). Methods of soil analysis. Part 2. Chemical analysis. American Society of Agronomy Inc. and Soil Science Society of American Inc. Madison, WI. 595-624.
12.Cui, C., Sadeghifar, H., Sen, S., and Argyropoulos, D.S. 2013. Toward thermoplastic lignin polymers; part II: thermal & polymer characteristics of kraft lignin & derivatives. BioResources. 8: 1. 864-886.
13.Dai, A. 2013. Increasing droughtunder global warming in observations and models. Nature Climate Change.3: 1. 52.
14.Eghbal, M.A., Pennefather, P.S.,and O’Brien, P.J. 2004. H2Scytotoxicity mechanism involves reactive oxygen species formation and mitochondrial depolarisation. Toxicology. 203: 1-3. 69-76.
15.Ghorbani, M., Asadi, H., and Abrisham Kash, S.A. 2016. Influence of bio-charcoal rice husk on nitrate leaching in a clay. J. Soil Res. (Soil and Water Sciences). 29: 4. 427-434.(In Persian)
16.Gusiatin, Z.M., Kurkowski, R., Brym, S., and Wiśniewski, D. 2016. Properties of biochars from conventionaland alternative feedstocks andtheir suitability for metal immobilization in industrial soil. EnvironmentalScience and Pollution Research.23: 21. 21249-21261.
17.Jafari Haghighi, M. 2003. Methods of sampling and analysis of important physical and chemical soil analysis. Mashhad: the voice of Zoha. 240p.(In Persian)
18.Kabiri, P., Motaghian, H.R., and Hosseinpour, A. 2018. Phytoremediation potential of maize (Zea mays L.) using biochars produced from Walnut leaves in a contaminated soil. J. Water Soil Cons. 25: 4. 133-152.
19.Karve, P., Shackley, S., Carter, S., Anderson, P., Prabunhe, R., Cross, A., Haszeldine, S., Haefele, S., Knowles, T., Field, J., and Tanger. P. 2011. Biochar for Carbon Reduction, Sustainable Agriculture and Soil Management (BIOCHARM). A Report for the APN (Asia Pacific Network for Climate Change Research).
20.Kiese, K., Papen, H., Zumbusch, E., and Butterbach-Bahl, L. 2002. Nitrification activity in tropical rainforest soils of the coastal lowlands and Atherton Tablelands, Queensland. Plant Nutr. Austr. J. 165: 682-685.
21.Kiang, Y.T. 1972. Pollination study in a natural population of Mimulus guttatus. Evolution. 26: 2. 308-310.
22.Laboski, C.A.M., and Lamb, J.A. 2003. Changes in soil test phosphorus concentration after application af manure or fertilizer. Soil Sci. Soc. Amer. J. 67: 544-554.
23.Liang, B., Lehmann, J., Sohi, S.P., Thies, J.E., O’Neill, B., Trujillo, L., and Luizão, F.J. 2010. Black carbon affects the cycling of non-black carbon in soil. Organic Geochemistry. 41: 2. 206-213.
24.Lie, J.H., G.H., Lv, W.B., Bai, Q., Liu, Y.C., Zhang, J., and Song, Q. 2014. Modification and use of biochar from wheat straw (Triticum aestivum L) for nitrate and phosphate removal from water. Desalination and Water Treatment; DOI 10.1080/19443994. 2014.994104.
25.Lindsay, W.L., and Norvell, W.A. 1978. Development of a DTPA Soil Test for Zinc, Iron, Manganese, and Copper 1. Soil Sci. Soc. Amer. J. 42: 3. 421-428.
26.Lu, K., Yang, X., Shen, J., Robinson, B., Huang, H., Liu, D., and Wang, H. 2014. Effect of bamboo and rice straw biochars on the bioavailability of Cd, Cu, Pb and Zn to Sedum plumbizincicola. Agriculture, Ecosystems and Environment. 191: 124-132.
27.Mahar, A., Wang, P., Ali, A., Awasthi, M.K., Lahori, A.H., Wang, Q., and Zhang, Z. 2016. Challenges and opportunities in the phytoremediation of heavy metals contaminated soils: a review. Ecotoxicology and environmental safety. 126: 111-121.
28.Nickazar, M., and Norbakhsh, N. 2006. Removal of cadmium, lead and chromium heavy metals from aqueous solutions by activated carbon prepared from agricultural waste. Environmental Science and Technology. 28p.
29.Nelson, M.C., Morrison, M., and Yu, Z. 2011. A meta-analysis of the microbial diversity observed in anaerobic digesters. Bioresource technology.102: 4. 3730-3739.
30.Norkhulipour, Khawaziyev, K., and Malekouti, M.A. 2003. Effect of phosphate application with sulfur fertilizer, Thiobacillus and organic matter on soybean quality and quantity. Proceedings of the 8th IranianSoil Science Congress. Rasht. Pp: 38-4. (In Persian)
31.Oustriere, N., Marchand, L., Lottier, N., Motelica, M., and Mench, M. 2017. Long-term Cu stabilization and biomass yields of Giant reed and poplar after adding a biochar, alone or with iron grit, into a contaminated soil from a wood preservation site. Science of the Total Environment. 579: 620-627.
32.Paz-Ferreiro, J., Gascó, G., Gutiérrez, B., and Méndez, A. 2012. Soil biochemical activities and the geometric mean of enzyme activities after application of sewage sludge and sewage sludge biochar to soil. Biology and Fertility of Soils. 48: 5. 511-517.
33.Paz-Ferreiro, J., Lu, H., Fau, S., Mendez, A., and Gasco, G. 2014. Use of phytoremediation and biochar to remediate heavy metal polluted soil,a review. Soil Earth. 5: 1. 65.
34.Ross, S.M. 1994. Toxic metals in soil-plant systems. John Wiley and Sons Ltd.
35.Van Zwieten, L., Kimber, S., Morris, S., Chan, K. Y., Downie, A., Rust, J., and Cowie, A. 2010. Effects of biochar from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic performance and soil fertility. Plant and Soil. 327: 1-2. 235-246.
36.Verma, S., and Sharma, P.K. 2007.Effect of long-term manuring and fertilizers on carbon pools, soil structure and sustainability under different cropping systems in wet-temperate zone of northwest Himalayas. Biology and fertility of soils. 44: 1. 235-240.
37.Walkley, A., and Black, I.A. 1934. An examination of Degtjareff method for determining soil organic matter and proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science. 37: 29-37. 38.Weil, R.R., and Magdoff, F. 2004. Significance of Soil Organic in. Soil organic matter in sustainable agriculture. Pp: 1-43.
39.Yathavakulasingam, T., Mikunthan, T., and Vithanage, M. 2016. Accelerationof Lead Phytostabilization by Maize (Zea mays) in Association with Gliricidiasepium Biomass. Chemical and Environmental Systems Modeling Research Group, National Institute of Fundamental Studies, Kandy, Sri Lanka. 2: 5. 16-21.
40.Zhao, Y., Feng, D., Zhang, Y., Huang, Y., and Sun, S. 2015. Effect of pyrolysis temperature on char structure and chemical speciation of alkali and alkaline earth metallic species in biochar. Fuel Processing Technology. 141: 54-60.
41.Zheng, R.L., Cai, C., Liang, J., Huang, H., Chen, Q., Huang, Z., Arp, Y.Z.,P, H.H., and Sun, G.X. 2012. The effects of biochars form rice residue on the formation of iron plaque andthe accumulation of Cd, Zn, Pb. Asin rice (Oryza sativa L.) Seedlings. Chemosphere. 89: 586-863. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 416 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 360 |