تأثیر افزودن لجن فاضلاب بر شدت نیتریفیکاسیون و جذب نیتروژن به وسیله گیاه ذرت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناس ارشد گروه خاکشناسی، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 استادیار گروه خاکشناسی ، دانشگاه صنعتی اصفهان

3 دانشیار گروه خاکشناسی ، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

لجن فاضلاب در سال‌های اخیر به عنوان یک کود آلی برای افزایش حاصل‌خیزی خاک های زراعی مورد استفاده قرار گرفته است. این تحقیق به بررسی تأثیر سطوح و دفعات مختلف  استفاده از لجن فاضلاب بر سرعت فرایندهای معدنی شدن و نیتریفیکاسیون در شرایط انکوباسیون آزمایشگاهی و نیز به بررسی جذب نیتروژن  به وسیله گیاه ذرت و عملکرد آن در یک آزمایش مزرعه‌ای پرداخته است. در مزرعه تحقیقاتی لورک نجف آباد (خاک فاین لومی میکسد ترمیک هاپل آرجید) سطوح مختلف صفر، 25، 50 و 100 مگاگرم در هکتار لجن فاضلاب بین یک تا 3 سال متوالی با سه تکرار تیمار گردید. یک تیمار کود شیمیایی نیز در نظر گرفته شد. کود دهی در سال های 1378، 1379 و 1380 انجام گردید. نمونه‌های خاک در سال 1380 از عمق 15-0 سانتی‌متری خاک برداشت گردید. سرعت معدنی شدن، سرعت نیتریفکاسیون، عملکرد و جذب نیتروژن در گیاه ذرت اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد افزودن لجن فاضلاب باعث افزایش معنی دار کربن آلی خاک گردیده است. از سوی دیگر،  روند مشابهی در سرعت معدنی شدن نیتروژن و نیتریفکاسیون مشاهده گردید. الگوی تغییرات عملکرد  ذرت و جذب نیتروژن به وسیله این گیاه نیز با افزایش سطح و دفعات افزودن لجن فاضلاب، ‌افزایش معنی‌دار نشان داد. رگرسیون ساده خطی نشان داد که بین کربن آلی خاک و سرعت نیتریفیکاسیون ارتباط معنی‌داری وجود دارد (0/001  P<و0/825=r). هم‌چنین بین جذب نیتروژن به وسیله گیاه ذرت و سرعت نیتریفکاسیون نیز هم‌بستگی معنی‌داری (0/001P< و0/856=r) مشاهده گردید. به طور کلی چنین به نظر می رسد که  با توجه به ارتباط قوی بین جذب نیتروژن به وسیله گیاه ذرت و سرعت نیتریفیکاسیون می‌توان از سرعت نیتریفیکاسیون به عنوان یک شاخص آزمون خاک برای سنجش کمی مقادیر قابل جذب  نیتروژن به وسیله  ذرت استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Sewage Sludge on Nitrification Rate and Corn Nitrogen Uptake

نویسندگان [English]

  • Sorush Salek Gilani 1
  • Farshid Nourbakhsh 2
  • Yahya Rezainejad 2
  • Majid Afyuni 3
1 M.Sc. College of Agriculture,Isfahan Univ. of Technology
2 Assis.Prof. College of Agriculture,Isfahan Univ. of Technology
3 Assoc.Prof. College of Agriculture,Isfahan Univ. of Technology
چکیده [English]

Land application of sludge is a primary means of disposing municipal and industrial sewage sludge. The objectives of this research were to determine the effect of cumulative and residual sludge application on nitrogen (N) mineralization and nitrification and corn N uptake in a sludge amended clay loam soil (fine loamy, mixed thermic Typic Haplarigid). Soil samples from 0-15 cm depth were collected in a field that had received sewage sludge once, twice or three times during 1999-2001 at 0, 25, 50, and 100 mg ha-1. Rates of nitrification and N mineralization were determined in incubated soil samples. Corn N uptake was also measured. The results showed that sewage sludge application significantly increased soil organic carbon, N mineralization and nitrification. Also, corn yield and N-uptake increased significantly with sludge rates and number of times of sludge application. Regression analysis indicated significant correlations between soil organic C  and rate of nitrification (r= 0.825, P<0.001) and nitrification and corn N-uptake (r=0.856, P<0.001). The overall results of this study showed that (i) nitrification increased with sludge dosage and application rates and of times, and (ii) since there is a significant correlation between rate of nitrification and nitrogen uptake by corn, nitrification rate can be used as an index for soil test to quantify concentration of available nitrogen that can be used by corn.

1- افیونی، م.، مجتبی‌پور، ر. و نوربخش، ف.، (1376). "خاک‌های شور و سدیمی (و اصلاح آنها)"، انتشارات ارکان. اصفهان.

2- ابراهیمی، ن.، (1380). " بررسی اثر کود‌های آلی بر خصوصیات شیمیایی خاک و جذب عناصر به‌وسیله ذرت وگندم". پایان‌ نامه کارشناسی ارشد خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.

3- خیامباشی، ب.، (1376). "اثرات استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود در آلایش و انباشت عناصر سنگین در خاک وگیاه". پایان نامه کارشناسی ارشد خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.

4- ملکوتی، م. ج. و نفیسی، م.، (1376). "مصرف کود در اراضی فاریاب و دیم"، انتشارات دانشگاه تربیت مدرس. تهران.

5- نوربخش، ف.، (1382). " اثر مقادیر مختلف لجن فاضلاب بر معدنی شدن خالص نیتروژن در خاک"، مجله آب و فاضلاب، شماره 48، صفحات 38-33.

6- نوربخش، ف. و افیونی، م.، (1379)." تخمین ظرفیت زراعی و نقطه پژمردگی دایم از روی برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک"، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، شماره1، جلد 4، صفحات 9-1.

7- Adegbidi, H. G., and Briggs, R. D., (2003). “Nitrogen Mineralization of Sewage Sludge and Composted Poultry Manure Applied to Willow in a Greenhouse Experiment”, Biomass and Bioenergy Vol. 25, pp. 665-673.

8- Ajwa, H. A., and Tabatabai, M. A., (1994). “Decomposition of Different Organic Materials in Soils”, Biol. Fertil. Soil., Vol. 18, pp. 175-182.

9- Bremner, J. M., and Mulvany, C. S., (1982). “Methods of Soil Analysis”, Part 2, pp. 595-624, American Society of Agronomy, Madison, WI., USA.

10- Cripps, R. W., Winfree, S. K., and Reagan, J. L., (1992). “Effects of Sewage Sludge Application Method on Corn Production”, Commun. Soil Sci. Plant Anal. Vol. 23, pp. 1705-1715.

11- Dick, W. A., and Tabatabai, M. A., (1993). “Significance and Potential Uses of Soil Enzymes”, Soil Microbial Ecology, Application in Agriculture and Environment Management, Marcel Dekker, Inc., New York.

12- Fu, H., Wang, Y. M., Zhou, Z. Y., Zhang, H. R., Li, X. R., and Zou, X. J., (2002). “Studies on Effects of Application of Sewage Sludge on Alfalfa. I. Effects on Physical and Chemical Characteristics, and Element Accumulation of the Soil”, Acta Prataculturae Sinica. Vol. 11, pp. 57-61.

13- Hart, S. C., Stark, J. M., Davidson, E. A., and Firestone, M. K., (1994).”Methods of Soil Analysis”, Soil Sci. Soc. Am., Part 2., pp. 985-1018, Madison, WI., USA.

14- Kabata, P., and Tabatabai, M. A., (1977). “Effect of Trace Element in Soils and Plants”, 2nd edition, p. 365.

15- Keeney, D. R., and Nelson, D. W., (1982). “Methods of Soil Analysis”, American Society of Agronomy, Part 2. pp. 643-698, Madison, WI, USA.

16- Killham, K., (1994). “Soil Ecology”, Cambridge University Press, Cambridge, UK.

17- Lerch, R. N., Barbarick, K. A., Sommers, L. E., and Westfall, D. G., (1992). “Sewage Sludge Protein as Labile Carbon and Nitrogen Sources”, Soil Sci. Soc. Am. J. Vol. 56, pp. 1470-1476.

18- Lindsy, N. L., (1979). “Chemical Equilibria in Soils”, John Wiley & Sons, New York.

19- Loll, M. J., and Bollag, J. M., (1983). “Protein Transformation in Soil”, Advances in Agron., Vol. 36, pp. 351-379.

20- Navas, A., Bermudez, F., and Machin, J., (1998). “Influence of Sewage Sludge Application on Physical and Chemical Properties of Gypsisols”, Geoderma, Vol. 87, pp. 123-135.

21- Nelson, D. W., and Sommers, L. P., (1986). Total carbon, organic carbon and organic matter. In : Page, A. L. (Ed.). “Methods of Soil Analysis”, Part 2., pp. 539-579, American Society of Agronomy, Madison, WI, USA.

22- Oliviera, F. C., Mattiazzo, M. E., Marciano, C. R., and Rossetto, R., (2002). “Organic Carbon, Electrical Conductivity, pH and CEC Changes in a Dystrophic Yellow Latisol”, Revista Brasileira de Ciencia do Solo, Vol. 2, pp. 505-519.

23- Paul, E. A., and Clark, F. E., (1989). “Soil Microbiology and Biochemistry”, Academic Press, New York.

24- Prassad, R., and Power, J. F., (1997). “Soil Fertility Management for Sustainable Agriculture”, CRC, Boca Raton, FL, USA.

25- Rosenzweig, C., and Hillel, D., (2000). “Soils and Global Climate Change : Challenges and Opportunities”, Soil Science, Vol. 165, pp. 47-56.