تأثیر لجن فاضلاب بر پروفیل شوری خاک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی اصفهان

2 استاد گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان

3 دانشیار گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

لجن فاضلاب به دلیل دارا بودن مقادیر زیادی از عناصر غذایی و مواد‌آلی و ارزانی قیمت، امروزه به طور وسیعی به عنوان کود و یا اصلاح‌کنندة ویژگی‌های فیزیکی خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آن جایی که لجن فاضلاب حاوی مقادیر زیادی املاح محلول می‌باشد، لذا کاربرد آن احتمال افزایش شوری خاک را مطرح می‌کند. هدف از انجام این پژوهش بررسی تغییرات پارامترهای شوری در پروفیل خاک در اثر کاربرد لجن فاضلاب می‌باشد. این مطالعه در مزرعة تحقیقاتی لورک نجف آباد، با سه سطح (25، 50 و 100 تن لجن فاضلاب در هکتار) و شاهد (بدون لجن) به صورت طرح کرت‌های خرد شده با طرح پایة بلوک‌های کاملاً تصادفی اجرا شد. در سال اول (1378)، کل کرت (3×15 متر) لجن دریافت کرد، در سال دوم (1379)، هر کرت به دو قسمت (3×12 متر) و (3×3 متر) تقسیم شد و فقط به قسمت بزرگ‌تر برای بار دوم لجن اضافه شد، در سال سوم (1380)، قسمت 12 متری، به دو بخش (3×9 متر) و (3×3 متر) تقسیم شد و فقط قسمت 9 متری برای بار سوم لجن دریافت کرد و در سال چهارم (1381)، قسمت 9 متری، به دو بخش (3×6 متر) و (3×3 متر) تقسیم گردید و فقط به قسمت 6 متری برای بار چهارم لجن فاضلاب اضافه شد. این کرت‌ها در نیمة اول هر سال زراعی تحت کشت ذرت و در نیمة دوم هر سال تحت کشت گندم قرار گرفتند. نمونه‌برداری در سال 1382 از وسط هر قسمت 3 متری مربوط به یک سال مشخص کوددهی، تا عمق 100 سانتی‌متری به فواصل 20 سانتی‌متر، در پایان فصل رشد گندم صورت گرفت. نمونه‌های خاک به آزمایشگاه منتقل شده و پارامترهای شوری، pH، ظرفیت تبادل کاتیونی، درصد کربن آلی، آهک، سدیم محلول و تبادلی، پتاسیم محلول، کلسیم و منیزیم محلول، سولفات، کلرید، بیکربنات اندازه‌گیری شدند. افزودن لجن فاضلاب به خاک، باعث افزایش معنی‌دار هدایت‌الکتریکی در همة تیمارها و در همة اعماق گردید، اما بیشترین مقدار شوری در هر تیمار مربوط به عمق 80 - 40 سانتی‌متری می‌باشد و این نشان‌دهندة آبشویی زیاد املاح می‌باشد. با اضافه کردن لجن فاضلاب به خاک، غلظت سدیم محلول و تبادلی، کلسیم محلول و منیزیم محلول در همة اعماق افزایش یافت. بیشترین افزایش پتاسیم در سطح خاک است و با افزایش عمق از غلظت آن کاسته می‌شود. همچنین غلظت آنیون‌های کلرید، سولفات و بیکربنات نیز در خاک افزایش یافت. بیکربنات بیشتر در سطح خاک تجمع یافت و بالاترین مقدار بیکربنات در هر تیمار مربوط به لایه‌های سطحی می‌باشد. در مورد سایر آنیون‌ها بیشترین مقدار آن‌ها در عمق‌های بیش از 40 سانتی‌متری دیده می‌شود. تغییرات هدایت الکتریکی و هر یک از کاتیون‌ها و آنیون‌ها با عمق نشان‌دهندة آبشویی و انتقال املاح به اعماق پایین‌تر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Sewage Sludge on Soil Salinity Profile

نویسندگان [English]

  • Mojgan yeganeh 1
  • M. Afyuni 2
  • Y. Rezainejad 3
1 Former Graduate Student, Isfahan University of Technology
2 Professor, Isfahan University of Technology
3 Associate professor, Isfahan University of Technology
چکیده [English]

Sewage sludge is widely used as a fertilizer and soil conditioner on agricultural lands. However because of high concentration of soluble salts in sewage sludge, it increases soil salinity. The objective of this study was to evaluate the residual and cumulative effects of sludge application on soil salinity. This study was conducted in Lavark experimental site with four rates (0, 25, 50 and 100 ton.ha-1) of sewage sludge. The plots received one, two, three or four years of sludge applications. Corn (Zea mays) and wheat (Triticum sativum) were planted in the first and second half of each year, respectively. Soil samples were collected at the end of wheat growing season at 20 cm increments to 100 cm depth from each plot. Soil samples were analyzed for EC, OC, Na, K, Mg, Ca, Cl, SO4 and HCO3. Sludge application significantly increased concentration of Na, Ca, K and Mg in the soil depths. Concentration of Cl, SO4 and HCO3 also significantly increased with sludge application. However, the effect of residual sludge application on soil salinity was minimal and because of leaching, soil EC did not reach the critical value that affect most plant growths.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sewage Sludge
  • Cation
  • Anion
  • Leaching

مراجع

  1. افیونی، م.، ر. مجتبی پور و ف. نوربخش (مترجمان). 1376. خاک‌های شور و سدیمی (و اصلاح آن‌ها)، چاپ اول، انتشارات ارکان اصفهان
  2. زائری، ع. 1380. بررسی اثرات تجمعی و باقیماندة لجن فاضلاب بر حرکت املاح، رطوبت خاک و برخی خصوصیات فیزیکی خاک، پایان‌نامة کارشناسی ارشد خاکشناسی، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.
  3. کرمی،م. 1383. اثرات تجمعی و باقی مانده لجن فاضلاب بر غلظت عناصر آرسنیک، جیوه، سرب و کادمیوم در خاک و گیاه گندم. پایان نامه کارشناسی ارشد خاک شناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.
  4. ملکوتی، م. ج.، ع. ا. شهابی و ک. پتاسیم در کشاورزی ایران. چاپ اول، انتشارات سنا.
  5. Baveye, P., M. B. Mc Bride, D. Bouldin, T. D. Hinesly, M. S. A. Dahahoh and M. F. Abdel-sabour. 1999. Mass balance and distribution of sludge-borne trace elements in a silt loam soil following long-term applications of sewage sludge. The Sciemce Total Environment, 227: 13- 28.
  6. Bohn, , B. McNeal and G.A. Oconnor. 1979. Soil Chemistry. John Wiley and sons.
  7. Brady, N. 1990. The nature and properties of soils. Tenth edition. McMillan publishing company, New York. Collier McMillan publishes London.
  8. Bramryd, T. 2002. Impact of sewage sludge application on the long term nutrient balance in acid soils of scots pine (Pinus sylvestris) forests. Water, Air, and Soil Pollut, ant.140: 381- 399.
  9. Brockway, D. G. 1983. Forest, floor, soil, and vegetation responses to sludge fertilization in Red and White pine plantation. Science Socicty American Journal, 47: 776- 784.
  10. Brofas, G., P. Michopoulos and D. Alifragis. 2000. Sewage sludge as an amendment for calcareous bauxite mine spoils reclamation. Journal of Environmental Quality, 29: 811- 816.
  11. CEC (Commission of the European communities). 1986. Council directive (86/278/EEC) on the protection of the environment, and in particular of the soil, when sewage sludge is used in agriculture. Official Journal of the European Communities. 181: 6- 12.
  12. Cowell, L. E. and J. J. Schoenau. 1995. Stimulation of elemental sulfur oxidation by sewage sludge. Canadian Journal of Soil Science, 247- 249.
  13. Darmody, R. G., J. E. Foss, M. Mc. Intosh and D. C. Wolf. 1983. Municipal sludge compost-amended soils: some spatiotemporal treat effects. Journal of Environmental Quality, 12: 231- 236.
  14. Darrah, P. R, P. H. Nge and R. E. White. 1987. The effect of high solute concentrations on nitrification rates in soil. Plant and Soil, 97: 37- 45.
  15. Epestein, E. and G. B. Willson. 1974. Composting sewage sludge. In Municipal sludge management. Proc-Net. Conf. Municipal sludge management. Inform. Transfer. INC. Washington D. C. 123- 128.
  16. Foth, H. D. and L. M. Turk. 1972. Fundamentals of Soil Science. Fifth edition. John Wiley and sons INC. New York.
  17. Hao, X. and C. Chang. 2003. Does long-term heavy cattle manure application increase salinity of clay loam soil in semi-arid southern Alberta?. Agricaltural Ecosystem and Environment, 94: 89- 103.
  18. Irrigation, drainage and salinity: an international source book. FAO/UNESCO No. 113. Hutchinson and co. (publisher) ltd. London. England.
  19. Jurinak, J. J. 1984. Salt affected soils: thermodynamic aspect of the soil solution in soil salinity under irrigation. Shainbory, and J. Shwlhevet (eds).
  20. Lanyon, L. and W. R. Heald. 1982. Magnesium, Calcium. In Methods of soil analysis. Part 2. Pace, A. L. et al Eds. American Society of Agronomy, WI. 247.
  21. Lindsay, W. L. 1979. Chemical equilibria in soils. Colorado state university, Fort Collins.
  22. Mc Bride, M. B. 1995. Toxic metal accumulation from agricultural use of sludge: are USEPA regulations protective?. Journal of Environmental Quality, 24: 5- 18.
  23. Rhoades, J. D. 1982. Soluble salts. in. Methods of soil analysis. Part 2. Pace, A. L. et al Eds. American Society of Agronomy, Madison, WI. 247.
  24. Rhoades, J. D. 1986. Cation exchange capacity. 149-158. In: Methods of Soil Analysis. Part 2. Pace, A. L. et al Eds. American Society of Agronomy, Madison, WI. 247.
  25. Roberts, J. A., W. L. Daniel, J. C. Bell and J. A. Burger. 1988. Early stages of mine soil genesis affected by top soiling and organic amendments. Soil Science Society of American Journal, 52: 730- 738.
  26. Saber, B. R., R. L. Pendelton and B. L. Webb. 1990. Effect of municipal sewage sludge application on growth of reclamation shrub species in copper mine spoil. Journal of Environmental Quality, 19: 580- 586.
  27. Smernik, R. J., W. Oliver and G. Merrington. 2003. Characterization of sewage sludge organic matter using solid-state carbon-13, nuclear magnetic resonance spectroscopy. Journal of Environmental Quality, 32: 1516- 1522.
  28. Thomas, G. W. 1982. Exchangeable cations. In Methods of soil analysis. Part 2. Pace, A. L. et al. Eds. American Society of Agronomy, WI. 159
  29. Walkly, A. and A. Black. 1934. An examination of Degtijaref method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid in soil analysis. I. Experimental. Soil Science, 79: 459- 465.
  30. Wong, M. H. 1997. Sewage sludge as conditioner for improving soil affected by sulfur dioxide. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 23: 717- 747.
پژوهش های خاک
دوره 22، شماره 2
اسفند 1387
صفحه 165-179

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار