Investigation on Soil Nitrate Pollution and Nitrate Accumulation in Potato and Tomato of Farmers’ Fields in Mashhad Plain

Document Type : Research Paper

Authors

1 Scientific member, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO)

2 Scientific member, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO

Abstract

Water and nitrogen are two important factors that affect yield and plant growth. Excessive use of chemical fertilizers in recent decades, especially nitrogen fertilizer, has caused to nitrate pollution in soil, water and environment. This study was carried out to investigate the effects of different amounts of water and nitrogen fertilizers on the accumulation of nitrate in soil, tomato and potato plants. Research was performed on farms of Mashhad plain. Selected farms included 15 tomato and 15 potatoes fields. Irrigation method in all fields was furrow irrigation. During the growing season, the amount of water and nitrogen were measured in all fields. At the beginning and end of the growing season, the amount of nitrate in the soil (two depths of zero to 30 and 30 to 60 cm) and at the end of the growing season, the content of nitrate in both potato and tomato crops were measured. The measurement method was spectrophotometry (spectroscopy) at 540 nm. Results showed that the amount of water and fertilizer consumed in potato fields were higher than required. But, in tomato fields, water consumption was more than the required amount and, in some fields, the fertilizer was higher, and in some less than the recommended amount. With increasing water, nitrate decreased in two depth 0-30 and 60-30 cm whereas with the increase in fertilizer urea, soil residual nitrate increased at the end of the season. With increase in fertilizer application, nitrate residue in the plants increased. Thus, effects of excessive water on nitrate leaching and creating environmental problems are serious. To avoid such problems, crops water requirement must be estimated with great care. Also, fertilizer application should be balanced and in accordance with the type of plant and its yield.‎ 

Keywords

Main Subjects

References

  1. امامی, ع. 1375. روشهای تجزیه شیمیایی گیاه (جلد1). نشریه فنی شماره 982، وزارت جهادکشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات خاک و آب.
  2. برزگری باروق، ق و گرانمایه،ج .1393. بررسی میزان تجمع نیترات در محصول خیار. سومین کنکره ملی کشاورزی ارگانیک و مرسوم، دانشگاه محقق اردبیلی. 5 صفحه.
  3. پیرصاحب، م. رحیمیان، س و پاسدار خشکناب، ی. مقدار نیترات و نیتریت در سبزیجات و صیفی‌جات مصرفی شهر کرمانشاه. مجله دانش علوم پزشکی کرمانشاه، دوره 16، شماره 1، صفحات 76 تا 83.
  4. دهقانی، م و مشایخی، پ. 1397. بررسی تاثیرآبشوئی نیترات از منابع کودی بر آبهای زیرزمینی تحت رژیم‌های آبیاری. هفتمین کنفرانس ملی مدیریت آب ایران، دانشگاه یزد. 6 صفحه.
  5. رضائیان باجگبران، س. 1385. بررسی وضعیت تجمع نیترات در سبزی و صیفی شهرستانهای مشهد، نیشابور و سبزوار. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی، سازمان جهاد کشاورزی و مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی. 26 صفحه.
  6. رنجبر، الف.، رحیمی خوب ،ع. وراوی پور، م و ابراهیمیان طالشی، ح . 1396. بررسی توزیع نیترات و آمونیوم در زیر جویچه و پشته و جذب نیتروژن توسط ذرت در شرایط کاربرد مقادیر مختلف کود اوره. تحقیقات آب و خاک ایران، جلد 48، شماره 4، صفحات 891 الی 904.
  7. زلفی باوریانی، م. رشیدی، ن. نوروزی، م . بیات، پ. 1398. اثرات متقابل نیتروژن و آب آبیاری بر عملکرد و کارآیی مصرف آب و نیتروژن در گوجه فرنگی در استان بوشهر. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، شماره 35، بهار 1398. 168 الی 181.
  8. سلیسپور، م و م. ر، ممیزی. 1385. مدیریت مصرف نیتروژن در محصولات سبزی و صیفی. انتشارات مرز دانش، 183 صفحه.
  9. طباطبایی، س. ج و م. ج. ملکوتی. 1376. اثر مقادیر مختلف اوره و تاثیر متقابل آن با فسفر و پتاسیم بر عملکرد و تجمع نیترات در سیب‌زمینی. مجله علمی پژوهشی خاک و آب، جلد 11، شماره 1، موسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران.
  10. عباس زاده، م و ظریفیان سبحانی، ر. 1387. بررسی تجمع نیترات در گوجه فرنگی بر اثر مصرف کودهای ازته. اولین کنگره ملی فناوری تولید و فرآوری گوجه فرنگی، مشهد، 6 صفحه.
  11. علی احیائی، م و بهبهانی، ع. آ. 1372. روشهای تجزیه شیمیایی خاک و آب (جلد اول). نشریه فنی شماره 893، وزارت جهادکشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات خاک و آب کشور.
  12. علی احیائی، م. 1376. روشهای تجزیه شیمیایی خاک (جلد دو). نشریه فنی شماره 1024، وزارت جهادکشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات خاک و آب کشور.
  13. لشکری پور، غ و م. غفوری. 1381. بررسی وضعیت نیترات در آبهای زیرزمینی مشهد، مجله آب و فاضلاب، شماره 41، صفحات 2 تا 7.
  14. لطیف، م.، س. ف. موسوی، م. افیونی و س. ولایتی. 1384. بررسی آلودگی نیترات و منشایابی آن در آبهای زیرزمینی دشت مشهد. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، سال 12، شماره 2، خرداد- تیر 1384، صفحات 21 تا 31.
  15. ملکوتی، م. ج و س. ج. طباطبایی. 1377. استفاده از کودهای آلی و شیمیایی برای افزایش تولید و کنترل غلظت نیترات در غده های سیب‌زمینی در ایران. شورای عالی سیاستگذاری کاهش مصرف سموم و کودهای شیمیایی، نشر آموزش کشاورزی، معاونت تات وزارت جهاد کشاورزی، کرج، ایران.
  16. ملکوتی، م. ج و م. ن. غیبی. 1379. تعیین حد بحرانی عناصر غذایی موثر در خاک، گیاه و میوه. نشر آموزش کشاورزی. 92 صفحه.
  17. ملکوتی، م.ج.، الف. بای بوردی.، و س.ج. طباطبایی. 1383. مصرف بهینه کود گامی موثر در افزایش عملکرد، بهبود کیفیت و کاهش آلاینده­ها در محصولات سبزی و صیفی و ارتقای سطح سلامت جامعه. نشر علوم کشاورزی، چاپ اول، 338 صفحه.
  18. ملکوتی، م.ج.، الف. نوری، س. سماواتی و م. بصیرت. 1384. علل تجمع نیترات در سبزیهای میوه ای (خیار، گوجه‌فرنگی و ...) و روشهای کنترل آن. نشریه فنی شماره 414، انتشارات سینا، وزارت جهاد کشاورزی، موسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران.
  19. موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، استاندارد ملی ایران. مرز بیشینه مانده نیترات در محصولات کشاورزی ، شماره 16596.
  20. نیک عمل لاریجانی، ن. حسن اقلی، ع. مشعل، م,  و لیاقت ع. 1390. تعیین میزان انتقال نیترات در دو بافت خاک در نتیجه کاربرد کودهای آلی (مرغی، گاوی و لجن فاضلاب). نشریه آب و خاک، دوره 25، شماره 4، صفحات 708 الی 718.
  21. یزداندوست همدانی، م. 1379. بررسی ارتباط مقدار مصرف ازت با تجمع نیترات در ارقام سیب‌زمینی. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی، مرکز تحقیقات کشاورزی همدان، بخش تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، 19 صفحه.
  22. یگانه، م.، ک. بازرگان، م. سمائی، م. فیض اله زراده امینی و ش. طباخیان. 1397. بررسی میزان باقی‌مانده نیترات در سیب زمینی مناطق عمده تولید کشور و میدان مرکزی میوه و تره بار تهران. نشریه پژوهش‌های خاک (علوم خاک و آب)، الف، جلد 32، شماره 4، صفحات 471 تا 483.
  23. Babiker, I. S.2004. "Assessment of groundwater contamination by nitrate leaching from intensive vegetable cultivation using geographical information system", Environment International, 2004, 29 (8): 1009- 1017.
  24. Brian, J., Bohman Carl, J. Rosen David, J. Mulla. 2019. Impact of variable rate nitrogen and reduced irrigation management on nitrate leaching for potato. J. Environ. Qual, 49:281–291.
  25. Chung, S.Y., J.S. Kim, M. Kim, M.K. Hong, J.O. Lee, C.M. Kim, and I.S. Song. 2003.
    Survey of nitrate and nitrite contents of vegetables grown in Korea. Food Additives &
    Contaminants, 20(7): 621-628.
  26. T., T. Atallah, M. Elkhatb, and S. Hajasan. 2002. Impact of irrigation and fertigation on No3 leaching and soil-griound water contamination in Lebanon. 17th WCSS, 14-21 Agaust 2002, Thailand.
  27. Errebhi, M., C.J. Rosen, S.C. Gupta, and D.E. Birong. 1998. Potato yield response and nitrate leaching as influnced by nitrogen management. Agron.J. 90: 10-15.
  28. Khan, M., Khani, M.J. Sarwar1, T. and Khan, M.J. 2019. Simulation of Nitrate Leaching under Different Irrigation Deficit and Nitrogen Levels in Tomato Crop using HYDRUS 1-D. Sarhad Journal of Agriculture. 35(1): 126-133.
  29. Kladivko, E.J. 2004." Nitrate leaching to subsurface drains as affected by drain spacing and changes in crop production system", Journal of Environmental Quality, 2004, 33(5): 1803- 1813.
  30. Malak A.E.R. and E.A. Al-Ashkar. 2007."The Effect of Different Fertilizers on the Heavy Metals in Soil and Tomato Plant", Australian Journal of Basic and Applied Sciences,1(3): 300-306.
  31. Roberts, S., W.H. Weaver, J.P. Phelps. 1982. Effect of rate and time of fertilization on nitrogen and yield of Russet Burbank potatoes in a sandy soil. Agron. J. 69: 251-257.
  32. Singandhupe, R.B., G.G.S.N. Rao, N.G. Patial and P.S. Brahmanand. 2003. "Fertigation studies and irrigation scheduling in drip irrigation system in tomato crop (Lycopersicon esculentum L.)", Europ. J.Agronomy 19, 327-340.
  33. Wang Q, F. Li, E. Zhang, G. Li, and M. Vance. 2012. The effects of irrigation and nitrogen application rates on yield of spring wheat (longfu-920), and water use efficiency and nitrate nitrogen accumulation in soil. Austr J Crop Sci., 6:662-672.
  34. Zegbe-Dominguez, J.A., M.H. Behboudian, A. Lang and B.E. Clothier. 2003." Water relation, growth, and yield of processing tomatoes under partial rootzone drying", Scientia Hort, 98: 505-510.
  35. Zotarelli, L., J.M. Scholberg, M.D. Dukes, R.M. Carpena, and J. Icerman. 2009. " Tomato yield, biomass accumulation, root distribution and irrigation water use efficiency on a sandy soil, as affected by nitrogen rate and irrigation cheduling", Agricultural Water Management 96, 23 – 34.
Iranian Journal of Soil Research
Volume 35, Issue 2
September 2021
Pages 155-172

Files

Share

How to cite

Statistics