پديد آورندگان :
مولاوردي، مسعود دانشگاه زنجان - گروه علوم خاك، زنجان , گلچين، احمد دانشگاه زنجان - گروه علوم خاك، زنجان , وارسته خانلري، زهرا دانشگاه ملاير - گروه علوم خاك، ملاير
كليدواژه :
كود مرغي , بيوچار طبيعي , فلزات سنگين , خوابانيدن
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: آلودگي خاك و گياه به عناصر سنگين در اثر فعاليت‌هاي صنعتي بر سلامت انسان‌ها آثار سوء داشته و در چند دهه اخير بسيار مورد توجه قرارگرفته است. فلزات سنگين مي‌توانند از طريق ورود به چرخه خاك و محصولات غذايي، سلامت خاك، گياه و انسان را به خطر اندازند. به منظور كاهش اثرات مضر فلزات سنگين بر اكوسيستم خاك و آلودگي مواد غذايي يك آزمايش فاكتوريل در سه تكرار در قالب طرح كاملاً تصادفي در گلخانه به اجرا در‌آمد. هدف از مطالعه حاضر بررسي تأثير مقادير مختلف بيوچارطبيعي و كود مرغي بر فراهمي عناصر روي و كادميوم در يك خاك آلوده بود.
مواد و روش‌ها: به‌منظور انجام اين پژوهش ابتدا سطوح مختلف كود مرغي (صفر، 0/5، 1، 2، 4 و 8 درصد وزني) و بيوچار طبيعي (صفر، 2، 4، 6، 8 و 10 درصد وزني) به صورت جداگانه، به يك خاك آلوده اضافه شد. سپس 4 سطح زمان خوابانيدن در رطوبت ظرفيت مزرعه (1، 2، 3 و 4 ماه) بر آن‌ها اعمال گرديد. در فواصل زماني ذكر شده از گلدانها نمونه‌هاي فرعي تهيه و به آزمايشگاه منتقل گرديد و پس از خشك كردن در آون در دماي 55-50 درجه، pH، EC، مقدار كل و قابل جذب عناصر روي و كادميوم در آن‌ها اندازه‌گيري گرديد.
يافته‌ها: مقايسه ميانگين‌هاي اثرات متقابل مدت زمان خوابانيدن و سطوح كود مرغي و بيوچار نشان داد كه با افزايش سطح مصرف و مدت زمان خوابانيدن ميزان PH خاك به ترتيب 3/9 و 1/4 درصد كاهش و مقدار EC به ترتيب 36/5 و 10/4 درصد افزايش يافت. بين تيمار شاهد يا سطح صفر درصد كود مرغي و بيوچار با تيمار 8 درصد كود مرغي و بيوچار از لحاظ آماري تفاوت معني‌داري وجود داشت (سطح احتمال 5 درصد). با افزايش مدت زمان خوابانيدن و سطوح كود مرغي و بيوچار طبيعي ميزان غلظت قابل جذب روي و كادميوم خاك به طور معني‌داري كاهش يافت (p <0.05) كه ميزان كاهش در تيمارهاي حاوي كود مرغي براي روي و كادميوم به ترتيب 19/9 و 29/5 درصد و در تيمارهاي حاوي بيوچار طبيعي نيز براي روي و كادميوم به ترتيب 28/4 و 22/7 درصد اندازه‌گيري شد. در تيمارهاي حاوي كود مرغي كمترين ميزان غلظت روي و كادميوم استخراج شده با عصاره‌گيرDTPA در ماه چهارم و سطح مصرف 8 درصد به ترتيب 304/7 و 10/9 ميلي‌گرم بر كيلوگرم و بيشترين مقدار آن نيز در ماه اول در تيمار شاهد (سطح صفر درصد) به ترتيب 380/2 و 20/0 ميلي‌گرم بر كيلوگرم مشاهده گرديد. در تيمارهاي حاوي بيوچار طبيعي نيز كمترين ميزان روي و كادميوم استخراج شده با عصاره‌گيرDTPA در ماه چهارم و سطح مصرف10 درصد به ترتيب 272/4 و 12/9 ميلي‌گرم بر كيلوگرم و بيشترين مقدار آن نيز در ماه اول در تيمار شاهد (سطح صفر درصد) به ترتيب 380/3 و 20/7 ميلي‌گرم بر كيلوگرم مشاهده شد.
نتيجه‌گيري: با توجه به نتايج اين پژوهش كاربرد بيوچار و كودمرغي سبب كاهش غلظت قابل جذب فلزات سنگين مورد مطالعه در خاك شد. اگر چه تيمارهاي حاوي بيوچار و كود مرغي غلظت قابل جذب فلزات را در خاك كاهش دادند، اما با افزايش سطوح كود مرغي و بيوچار و مدت زمان خوابانيدن خاك غلظت قابل جذب فلزات مورد مطالعه در خاك بيشتر كاهش يافت. در كل، مي‌توان بيان كرد كه كاربرد كود مرغي و بيوچار طبيعي در خاك روش مؤثري براي كاهش سميت و ميزان غلظت قابل جذب فلزات سنگين خاك و همچنين بالا بردن عملكرد و كيفيت محصولات زارعي است.
چكيده لاتين :
Background and purpose: Soil and plant contamination with heavy elements due to industrial activities has adversely affected human health and has received much attention in recent decades. Heavy metals can endanger soil, plant and human health by entering the soil cycle and food products. In order to reduce the harmful effects of heavy metals on the soil ecosystem and food pollution, a factorial experiment was conducted in three replications in a completely randomized design in a greenhouse. The aim of this study was to investigate the effect of different amounts of natural biochar and poultry manure on the fertility of zinc and cadmium elements in a contaminated soil.
Materials and Methods: In order to conduct this research, first different levels of poultry manure (zero, 0.5, 1, 2, 4 and 8% by weight) and natural biochar (zero, 2, 4, 6, 8 and 10% Weight) were added separately to a contaminated soil. Then, 4 levels of incubation were applied to the moisture capacity of the farm (1, 2, 3 and 4 months). At the intervals mentioned from the pots, sub-samples were prepared and transferred to the laboratory. After drying in the oven at a temperature of 50-55 ºC was taken pH, EC, the total and absorbable amount of zinc and cadmium elements in them.
Results: Comparison of mean effects of incubation and poultry manure and biochar levels showed that with increasing consumption level and incubation, soil pH decreased by 3.9% and 1.4%, respectively, and EC amount by 36.5 and 10.4 percent increased. There was a statistically significant difference between the control treatment of the control or the zero level of poultry manure and biochar with the treatment of 8% of poultry manure and biochar (statistically 5% probability level). With increasing incubation and levels of poultry manure and natural biochar, the adsorbent concentration of zinc and soil cadmium decreased significantly (P <0.05), which decreased in treatments containing poultry manure for zinc and cadmium, respectively, 19.9 and 29.5 percent, and in treatments containing natural biochar, zinc and cadmium were measured as 28.4 percent and 22.7 percent, respectively. In poultry manure treatments, the lowest zinc and cadmium concentrations extracted with DTPA extract in the fourth month and the consumption level of 8% were 304.7 and 10.9 mg/kg, respectively, and the highest amount was observed in the first month. Witness treatment (zero percent level) was observed to be 380.2 and 20.0 mg/kg, respectively. In treatments containing natural biochar, the lowest amount of zinc and cadmium extracted with DTPA extract in the fourth month and 10% consumption level were 272.4 and 12.9 mg / kg, respectively, and the highest amount was treated in the first month. The control (zero percent level) was observed to be 380.3 and 20.7 mg/kg, respectively.
Conclusion: According to the results of this study, the use of biochar and manure fertilizer caused a decrease in the concentration of absorbable heavy metals studied in the soil. Although treatments containing biochar and manure reduced the adsorption concentration of metals in the soil, the concentration of adsorbent metals in the soil decreased further with increasing levels of poultry manure and biochar and the incubation of the soil. In general, it can be stated that the application of poultry manure and natural biochar in the soil is an effective method to reduce the toxicity and absorbable concentration of heavy metals in the soil and also increase the yield and quality of agricultural products.
