جذب ديناميك آمونيوم به‌ وسيله يك خاك لوم شني تيمارشده با زئوليت و ارزيابي معادلات جابه‌جايي - انتشار و رطوبت متحرك- غيرمتحرك

Dynamic Sorption of Ammonium by a Sandy Loam Soil Treated with Zeolite and Evaluation of Convection-Dispersion and Mobile-Immobile Models

هدف از اين پژوهش بررسي تأثير زئوليت پتاسيمي در جذب و نگهداري يون آمونيوم در يك خاك لوم شني اشباع و در شرايط آزمايشگاهي، با چهار تيمار شاهد و كاربرد 2، 4 و 8 گرم زئوليت در هر كيلوگرم خاك در قالب يك طرح بلوك كامل تصادفي و نيز شبيه‌سازي آبشويي يون آمونيوم، به‌وسيله مدل Hydrus-1D در ستون‌هاي خاك است. كود نيترات آمونيوم با غلظت 10 گرم بر ليتر به ستون‌هاي خاك اضافه گرديد و سپس ستون‌هاي خاك آبشويي شدند. نتايج به‌دست آمده نشان داد، اضافه كردن زئوليت پتاسيمي به خاك باعث كاهش شستشوي آمونيوم و افزايش نگهداشت آن در خاك مي‌شود. هم‌چنين نتايج به‌دست آمده از بررسي معادلات جابه‌جايي- انتشار (CDE) و رطوبت متحرك- غيرمتحرك (MIM) در برآورد حركت يون آمونيوم در خاك حاكي از آن بود كه جذب يون آمونيوم به‌وسيله خاك از مدل فروندليچ پيروي مي-كند. هم‌چنين ايزوترم‌هاي جذب و ضرايب پخشيدگي و انتشار يون آمونيوم با استفاده از مدل‌سازي معكوس تعيين گرديدند. مقادير پارامترهاي جذبي بهينه شده ايزوترم فروندليچ توسط مدل، از ميزان تعيين شده در آزمايشگاه بسيار كمتر بود. اين امر بيان‌كننده اين است كه مدل Hydrus-1D توانايي پيش‌بيني حركت يون آمونيوم را در خلل و فرج درشت خاك ندارد و براي جبران در نظر نگرفتن جريان در خلل و فرج درشت خاك، مقدار پارامترهاي جذب را به‌شدت كاهش مي‌دهد. روي هم رفته با وجود دست خورده بودن نمونه‌هاي خاك، برآورد مدل CDE به مقادير اندازه‌گيري شده در هر چهار تيمار، نزديك‌تر بود.

The objective of this study was to investigate the effect of potassium zeolite on ammonium ion sorption and retention in a saturated sandy loam soil in laboratory conditions with four treatments of 0, 2, 4 and 8 g zeolite per kg soil. The study was conducted as a completely randomized block design. Simulation of ammonium ion leaching was performed using Hydrus-1D model in the soil columns. Ammonium nitrate fertilizer with a concentration of 10g per liter was added to soil columns and then leaching was performed. Results of the study showed that adding potassium zeolite to soil causes reduction in the mobility of ammonium ion and increase in the retention of ammonium in soil. Also, the results of the Convection- Dispersion (CDE) and Mobile- Immobile (MIM) models investigation indicated that the ammonium ion sorption by soil followed the Freundlich isotherm model. Absorption isotherms and diffusion and dispersion coefficients were determined using the inverse modeling technique. Based on the results obtained, optimized values of Freundlich isotherm of model were much less than the observed amounts. This shows that the Hydrus-1D model is not able to predict the ammonium ion mobility in soil macropores, and as a result, reduces greatly the amount of absorption parameters. Because the soil was disturbed, CDE model estimation was closer to the observed values in all four treatments .