X
تبلیغات
وبلاگ تخصصی کشاورزی اسماعیل حیدری
مطالب کشاورزی
مدیریت استفاده از کود فسفات
به کار بردن کودهای فسفات اصولا به مشخصات خاک از قبیل نوع مواد معدنی رسی، درجه هوادهی خاک، pH آن، نمونه های زراعی، شدت زراعی و رژیم آب بستگی دارد. خاک هایی که قبلا درآن ها برنج آبی کشت می شده است به کود فسفات بیش تراز کشت محصولات دیمی مانند سورگوم و ارزن نیاز دارد. زیرا خاک های باتلاقی شده در گذشته دارای ظرفیت جذب فسفر زیادتر از خاک های خشک بوده اند.
کمبود فسفر در خاک ها
کمبود فسفر معمولا درخاک های آهکی، قلیایی، سولفات اسیدی، Ultisoils, Latisoils, Andosoils, رخ می دهد. خاک های معینی مانند Vertisols و Inseptisols دارای ظرفیت بالای تثبیت فسفر بوده و به مقادیر خیلی بیش تری از کود فسفات نسبت به حالت عادی نیاز دارند. علاوه براین، افزایش فسفر قابل جذب که با جریان باتلاقی خاک به نزدیک گیاه آورده می شود، کم است. بنابراین، مقادیر کود فسفات مورد استفاده در خاک های Inseptisols حدود 200 کیلوگرم P2O5 بر هکتار و 100 کیلوگرم P2O5بر هکتار برای خاک های آهکی که 2 تا 4 برابر بالاتر از خاک های معمولی است.
غلظت فسفر در خاک
صرف نظر از نوع خاک، باتلاقی کردن آن غلظت فسفر را در محلول خاک از کم تر از 05/0 پی پی ام به حدود 6/0 پی پی ام ترقی داده و سپس کاهش می دهد. افزایش فسفر ممکن است به عمل احیاء فسفات های فریک به فسفات های فرّو قابل حل در محیط احیائی مربوط باشد. همراه با آن آنیون های آلی جانشین فسفات آز فسفات های فرّیک و آلومینیوم می شوند. شکل یونی فسفات در محلول خاک اصولا به وسیله واکنش خاک تعیین می شود.
زمان به کاربردن کود فسفات
در همه خاک ها، کود های فسفری را بایستی به صورت پایه به کاربرد ( در زمان شخم ). فسفر اصولا برای پایداری و استحکام نشاء و افزایش طول ریشه آن مورد استفاده قرار می گیرد. وجود مقدار کافی کود فسفری برای تولید دانه در مراحل اولیه رشد بیش تر از مراحل بعدی آن مؤثر است، زیرا برای پنجه زنی فعّال مورد استفاده قرار می گیرد. تأمین نیاز فراوان گیاه برنج به جذب P مستلزم به کاربردن آن در زمان نشاء کاری است نه دیر تراز آن. به کاربردن کود P در زمان 25 روز پس از نشاء کاری در تولید محصول تأثیر نخواهد داشت. برخلاف کود اوره، لازم نیست کود P را در چندین مرحله تقسیم کرده و در مراحل مختلف رشد گیاه برنج به پاشند، زیرا معلوم شده که این کود آبشویی نمی شود و در خاک باقی می ماند و به تدریج در اختیار گیاه قرار می گیرد. به علاوه، در صورتی که در مرحله آغاز رشد کود P به اندازه کافی توسط برنج جذب شده باشد، بعدا در مراحل بعدی رشد در همه اندام های گیاه می تواند توزیع گردد. فسفر در مرحله زایشی به طور فعّال از برگ های کهنه به برگ های تازه انتقال می یابد.
روش های به کار بردن کود های فسفری
با وجود محلولیت زیاد فسفر خاک در بوم سازگان های باتلاقی، بازیابی فسفر تثبیت شده خاک بیش از 10 درصد برای جذب مورد استفاده قرار نگرفت.
سویا گیاهی یکساله و دو لپه از تیره بقولات با نام علمی Glycinemax و تعداد کروموزومهای این گونه مساوی 140 است ( 40= n2).
این گیاه برای اولین بار در دشتهای شمال چین در قرن یازدهم قبل از میلاد کشت می شده است سپس در سرتاسر خاور دور گسترش پیدا کرد .
امروزه ایالات متحده تقریبا 75 درصد محصول سویا در دنیا تولید می کند. چین با 17 درصد دومین تولید کننده آن است . این گیاه در سال 1343 وارد ایران شد .
دانه سویا حاوی پروتئین ، لیپید ، هیدرات کربن و عناصر معدنی است . پروتئین و لیپید قسمت اعظم ارزش تجاری سویا را شامل می شوند و حدود 60 درصد دانه را تشکیل می دهند . این ترکیبات عمدتا در لپه ها قرار دارند . مقدار پروتئین و نیز روغن دانه بدلیل تغییرات آب و هوایی و اختلاف ژنتیکی به ترتیب بین 30 الی 46 و 12 الی 24 درصد متغیر است .
دارا بودن غده های تثبیت کننده ازت هوا در ریشه های سویا از نیاز غذایی این گیاه به ازت کاسته و وجود باکتری ریزوبیوم (Rhizobium) در خاک نقش موثری در تشکیل این غده ها ایفا می کنند . مقداری از این ازت ذخیره شده و به مصرف گیاه میرسد ولی قسمت اعظم آن در خاک باقی مانده و به افزایش ازت خاکی کمک می کند .


مطالب مرتبط:
محرک های رشد گیاه ، کود حیوانی ، کودهای میان مصرف  ،کودهای آلی ، کودهای ازته ، کودهای فسفاته ،  کودهای ماکرو ( پر مصرف ) ، کودهای  میکرو ( کم مصرف ) ، سولفات آهن(کلات آهن) ،مولیبدن(مولیبدات آمونیوم )  ،کود کامل میکرومعدنی ،  کودهای پتاسیم ، کودهای بورات کلسیم ، کودهای نیترات کلسیم ،سولفات روی( کلات روی) ، سولفات مس (کلات مس) ، سولفات منگنز(کلات منگنز) ، اسید بوریک(کلات بور) ، کود کشاورزی ، ورمی کمپوست ، کمپوست




    محصولات مرتبط
کودهای تخصصی و مایع گروه OKIS کودهای تخصصی و مایع گروه OKIS
قیمت: 50000 ریال
تأمین کننده: موسسه کشاورزی آزرنگ
کودهای گروه تفتان با تکنولوژی نانو کودهای گروه تفتان با تکنولوژی نانو
قیمت: 220000 ریال
تأمین کننده: موسسه کشاورزی آزرنگ
کود لیبرل روی (کلات 14./. روی) کود لیبرل روی (کلات 14./. روی)
قیمت: 158000 ریال
تأمین کننده: ترنم دشت
بیومین منگنز-کلات منگنز بیومین منگنز-کلات منگنز
قیمت: 154000 ریال
تأمین کننده: ترنم دشت
کودNPK20-20-20بهمراه ریز مغذی1کیلویی کودNPK20-20-20بهمراه ریز مغذی1کیلویی
قیمت: 42000 ریال
تأمین کننده: پردیسان کشت نوین فردوس
15-5-30+2Mg+Te نوتری پلاس 15-5-30+2Mg+Te نوتری پلاس
قیمت: 31500 ریال
تأمین کننده: ترنم دشت
سولفات روی - بیومین روی سولفات روی - بیومین روی
قیمت: 144000 ریال
تأمین کننده: ترنم دشت
کود کلات بر یونی بر کود کلات بر یونی بر
قیمت: 75000 ریال
تأمین کننده: ترنم دشت
کود کلات آهن لیبفر SP کود کلات آهن لیبفر SP
قیمت: 199000 ریال
تأمین کننده: ترنم دشت
کودلیبرل منگنز( کلات 13./. منگنز) کودلیبرل منگنز( کلات 13./. منگنز)
قیمت: 148000 ریال
تأمین کننده: ترنم دشت
لیبرل مس( کلات 14./. مس) لیبرل مس( کلات 14./. مس)
قیمت: 176500 ریال
تأمین کننده: ترنم دشت
کود حاوی اسید هیومیک k humate 26% کود حاوی اسید هیومیک k humate 26%
قیمت: 1700000 ریال
تأمین کننده: زیبا سازان شرق کیانا
مزایا و معایب کاربرد لجن فاضلاب به عنوان کود در کشاورزی
امروزه به دلیل محدودیتهای قانونی که در مورد روشهای سوزاندن و دفن لجن فاضلاب در اراضی و اقیانوسها به وجود آمده است،متخصصین محیط زیست برای رهایی از مشکلات ناشی از لجن تولید شده در تصفیه خانه ها،استفاده از آن را به عنوان کود در کشاورزی توصیه میکنند.لجن فاضلاب رسوباتی است تشکیل شده از مواد معدنی و آلی که در مراحل مختلف تصفیه به صورت توده غلیظی از فاضلاب جدا میشود.این مواد به دلیل دارا بودن مقادیر قابل توجهی از ترکیبات آلی و عناصر غذایی مورد نیاز گیاه میتوانند به عنوان یکی از بهترین و ارزان ترین کودهای آلی برای اراضی کشاورزی مطرح باشند.اما وجود پتانسیل سمی عواملی از قبیل فلزات سنگین در لجن ها که مهمترین فاکتور محدود کننده استفاده از آنها میباشد،نباید از نظر دور بماند.بسیاری از محققین کاهش کیفیت و عملکرد محصولات در کاربردهای بالای لجن فاضلاب را به دلیل وجود فلزات سنگین در لجن دانستند.لجن فاضلاب بسته به منبع آن دارای یک سری ویژگی های مثبت یا منفی برای خاک می باشد که در این مطالعه به برخی از این اثرات پرداخته میشود.
کلمات کلیدی:لجن فاضلاب،فلزات سنگین،کشاورزی،مزایا،معایب
مقدمه
از حدود صد سال پیش که تأثیر باکتریها و سایر میکروارگانیسمها در فراگیری،شیوع و انتقال بیماریها توسط آبهای آلوده مشخص شد،انسان به فکر پاک سازی آبهای آلوده و تصفیه فاضلابهای خانگی افتاد.برای جلوگیری از تجمع لجن فاضلاب و کاهش خطر آلودگی محیط زیست استفاده از آن در کشاورزی از حدود صد سال پیش در کشورهای اروپایی متداول گشت.امروزه به دلیل محدودیتهای قانونی که در مورد روشهای سوزاندن و دفن لجن فاضلاب در اراضی و اقیانوسها به وجود آمده است،متخصصین محیط زیست برای رهایی از مشکلات ناشی از لجن تولید شده در تصفیه خانه ها،استفاده از آن را به عنوان کود در کشاورزی توصیه میکنند.لجن فاضلاب رسوباتی است تشکیل شده از مواد معدنی و آلی که در مراحل مختلف تصفیه به صورت توده غلیظی از فاضلاب جدا میشود.این مواد به دلیل دارا بودن مقادیر قابل توجهی از ترکیبات آلی و عناصر غذایی مورد نیاز گیاه میتوانند به عنوان یکی از بهترین و ارزانترین کودهای آلی برای اراضی کشاورزی مطرح باشند (باور و همکاران ،1992. (
اما وجود پتانسیل سمی عواملی از قبیل فلزات سنگین در لجن ها که مهمترین فاکتور محدود کننده استفاده از آنها میباشد،نباید از نظر دور بماند.بسیاری از محققین کاهش کیفیت و عملکرد محصولات در کاربردهای بالای لجن فاضلاب را به دلیل وجود فلزات سنگین در لجن دانستند.لجن فاضلاب بسته به منبع آن دارای یک سری ویژگی های مثبت یا منفی برای خاک میباشد.
ویژگیهای مثبت
بهبود ویژگیهای فیزیکی خاک مثل هدایت هیدرولیکی، پایداریخاکدانه ها،تهویه،رطوبت خاک تخلخل،ظرفیت نگهداشت آب در خاک(به دلیل وجود مواد آلی فاضلاب) میباشد و افزایش عملکرد در گیاه به دلیل بهبود قابلیت جذب بسیاری از عناصر غذایی میشود و غنی از عناصر غذایی نیتروژن،فسفر،پتاسیم و کلسیم میباشد و میتواند یک منبع غذایی مهم برای گیاهان مطرح باشد و حاوی مقادیر متفاوتی از عناصر کم مصرف است که به آهستگی در خاک رها میشوند،به همین دلیل کابرد لجن فاضلاب باعث افزایش عناصر در خاک و پوشش گیاهای میگردد و به علاوه باعث افزایش مواد آلی در خاک نیز میگردد(یگانه،1383).
1-به عنوان کود در کشاورزی و تاثیر آن در عملکرد گیاه
اروزه استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود در کشاورزی در بسیاری کشورها رایج شده است.این ماده سرشار از مواد مغذی مورد نیاز گیاهان می باشد.در مطالعه ای که توسط کریم پور و همکاران انجام گرفت به خوبی این موضوع مشهود گردید.بدین منظور در مرکز ایران،یک آزمایش صحرایی 5  ساله انجام شد.نرخ لجن فاضلاب مصرفی 100 و 0، 25 ،50 مگاگرم در هکتار  بود.در سال اول به کل پلات،در سال دوم به 4/5 ،در سال سوم به3/5 ،در سال چهارم به 2/5 و در سال پنجم به 1/5 هر پلات لجن اضافه گردید.پس از 5 سال گیاهان ذرت کشت شده در پلات ها برداشت شد.افزودن لجن فاضلاب به خاک منطقه مورد مطالعه موجب افزایش عملکرد گیاه گردید.در تیمارهای 1 سال کاربرد که از مصرف لجن در آنها 5 سال می گذرد همچنان عملکرد کاه و کلش و دانه بالاتر از عملکرد در پلات شاهد بود.بنابراین می توان نتیجه گرفت که کاربرد لجن حتی برای یکبار،در حالی که چندین سال از مصرف آن می گذرد،می تواند باعث افزایش عملکرد گیاه شود.عملکرد کاه و کلش مربوط به تیمارهای(  در سطح احتمال 1 درصد) و (  در سطح احتمال 5 درصد)، در حالی که برای دانه گیاه عملکرد تیمار(  در سطح احتمال 1 درصد)با تیمار شاهد تفاوت معنی دار نشان داد.به نظر می رسد که با افزایش حجم لجن مصرفی در پلات ها به تدریج اثرات منفی این ماده(از قبیل حضور فلزات سنگین و به هم خوردن تعادل C:N خاک)نیز افزایش می یابد.در نتیجه زمانی که حجم لجن فاضلاب از مقدار معینی فراتر می رود اثرات منفی لجن ر اثرات مثبت آن غالب شده،عملکرد گیاه رشد یافته در آن حجم دیگر روند افزایشی نداشته و در نتیجه بین عملکرد گیاه رشد یافته در این تیمار با پلات شاهد تفاوت معنی دار دیده نمی شود.از آنجایی که در گیاهان علفی حساسیت  دانه بیشتر از کاه و کلش می باشد،این حجم معین برای کاه و کلش گیاه حجم 50و25 می باشد.تعداد سال کاربرد لجن فاضلاب تأثیر معنی داری بر عملکرد دانه و کاه و کلش داشت.مقدار لجن فاضلاب مورد استفاده تنها بر عملکرد کاه و کلش مؤثر بود و اثری بر عملکرد دانه نداشت.عملکرد گیاه در سطح احتمال 1 درصد با نرخ کاربرد لجن فاضلاب همبستگی مثبت نشان داد(کریم پور و همکاران،1386).
در مطالعه دیگری که توسط متقیان و همکاران(1386)به منظور بررسی تأثیر مقادیر مختلف کمپوست،ورمی کمپوست،لجن فاضلاب و کود شیمیایی بر عملکرد دانه و پروتئین،محتوای کلروفیل برگ،میزان نیتروژن برگ و بذر در ارقام مختلف سویا، آزمایشی در سال 1385 در مجتمع اموزش عالی علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام شد.کاربرد ضایعات آلی در نظام کشاورزی به عنوان راه حل مناسبی برای حفظ محیط زیست و بهینه سازی مصرف کودهای سشیمیایی در کشور در نظر گرفته شود.آزمایش در قالب اسپلیت پلات بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد.کرت های اصلی از 8 تیمار کودی تشکیل شد که عبارت بودند از:سطوح 20 و 40 تن در هکتار کمپوست زباله شهری،ورمی کمپوست و لجن فاضلاب،کود شیمیایی(سولفات پتاسیم و فسفات آمونیوم به میزان 75 کیلوگرم در هکتار)و شاهد(بدون کاربرد کمپوست یا کود شیمیایی).برای کرت های فرعی نیز سه ژنوتیپ از سویا (032،033 وJk )در نظر  گرفته شد.نتایج نشان داد که بیشترین عملکرد دانه و پروتئین سویا را تیمارهای لجن 20 و 40 تن در هکتار،کود شیمیایی و کمپوست زبله 40 تن در هکتار تولید کرد.همچنین نتایج نشان داده است که بین ارقام مختلف سویا تفاوت معنی داری از لحاظ تمام صفات مورد مطالعه مشاهده شد.بیش ترین عملکرد دانه و پروتئین را ژنوتیپ های Jk و 033 تولید کردند.هر سه رقم سویا در تیمارهای کودی لجن و کمپوست زباله 40 تن حداکثر میزان نیتروژن برگ را نشان دادند.همچنین لاین 032 در تیمارهای کودی لجن و کمپوست زباله 40 تن از بالاترین محتوای کلروفیل برگ برخوردار بود.
همین لاین در تیمارهای کودی لجن 20 و 40 تن،کمپوست و ورمی کمپوست 40 تن در هکتار بیشترین درصد نیتروژن و پروتئین بذر را نشان داد.عملکرد دانه از همبستگی مثبت و معنی داری با عملکرد پروتئین ،محتوای کلروفیل و درصد نیتروژن برگ برخوردار بود.
2-تولید ورمی کمپوست
کودهای بیولوژیک به عنوان دریچه ای جدید برای حذف کودهای الی از چرخه کشاورزی است.یک راه حل برای افزایش مواد آلی خاک های زراعی،استفاده از کود های آلی از قبیل کود حیوانی و کود سبز و کودهای بیولوژیک مانند ورمی کمپوست(vermicompost )می باشد.ورمی کمپوست فناوری استفاده از انواع خاصی از کرمهای سطحیزی خاک است که به دلیل توان رشد و تکثیر بسیار بالا و پتانسیل قابل توجه برای مصرف انواع مواد آلی زاید،این قبیل مواد را به کود بیولوژیک تبدیل می کند.تولید ورمی کمپوست از دو جهت اهمیت دارد،نخست اینکه حجم زیادی از مواد زاید آلی با این روش بازیافت می شود و از نقطه نظر اقتصادی و زیست محیطی مهم است.دوم اینکه استفاده از ورمی کمپوست تولید شده در اراضی کشاورزی سبب بهبود کیفیت خاک و رشد گیاهان می شود که صرفه اقتصادی فراوانی را می تواند به دنبال داشته باشد.با توجه به محدود بودن منابع کودهای دامی استفاده از منابع کودهای آلی نظیر لجن فاضلاب امری مطلوب است.لجن فاضلاب به عنوان منبع غنی از عناصر مورد نیاز گیاه میباشد.به همین علت به عنوان کودی ارزان قیمت مورد توجه کشاورزان قرار گرفته است.در خاک های ایران مرکزی که بیشتر تحت تاثیر اقلیم خشک و نیمه خشک کمبود آهن و روی مشاهده می شود استفاده از لجن فاضلاب مفید است(یحیی بیدکی و همکاران،1386).
ویژگی های منفی
شامل تعداد زیادی ترکیبات شیمیایی مثل فلزات،ترکیبات آلی و هیدروکربن های آروباتیک،پاتوژل ها و ترکیبات آلی سمی است که همه این ها تهدید جدی بر علیه محیط زیست و فعالیت میکروبی است.بعضی از مواد شیمیایی،در اثر جذب توسط گیاهان وارد زنجیره غذایی انسان و حیوانات می شوند.لجن فاضلاب با توجه به منبع آن حاوی مقادیر متفاوتی از کاتیون های فلزی مضر برای گباهان و عناصر غذایی است و در واقع می توان گفت فلزات سنگین اصلی ترین موضوع مورد بحث در استفاده از لجن فاضلاب محسوب می شود(یگانه،1383).
1-اثر لجن فاضلاب بر قابلیت جذب عناصر کم مصرف و فلزات سنگین در خاک هایی با pH متفاوت
 افزودن لجن فاضلاب به مقدار زیاد به خاک باعث انباشته شدن عناصر سمی در خاک می شود در مطالعه ای که توسط واثقی و همکاران(1382) انجام گرفت نتیجه گرفته شد که مقدار افزودن لجن فاضلاب به خاک باید بر اساس مقدار افزایش میزان قابل جذب این فلزات در خاک ارزیابی گردد.پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل در چارچوب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام گرفت.تیمارها شامل لجن فاضلاب در مقادیر 0 ،50،100،200 تن در هکتار و خاک شامل خاک رشتpH=6.8 لنگرود pH=4.8 ،لاهیجان pH=5.7 و اصفهان pH=7.9 بود که زیر کشت گیاه ذرت Zea mays قرار گرفتند.لجن فاضلاب باعث افزایش معنی دار مقدار قابل استخراج(به روش DTPA )آهن،روی،مس،کادمیم و نیکل در هر چهار خاک شد.این افزایش متناسب با افزایش مقدار لجن
با افزایش مقدار لجن بود.مقدار عنصر فوق در خاک لنگرود به دلیل اسیدی بودن بیشترین و در خاک اصفهان به دلیل قلیایی بودن کمترین بود.افزایش لجن فاضلاب به خاک باعث افزایش رشد گیاه و نیز افزایش مقدار جذب فلزات در اندام هوایی ذرت گردید که متناسب با کاهش pH   خاک بود.در نتیجه استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود آلی در خاک ، به ویژه در خاک های اسیدی ،ممکن است باعث افزایش قابلیت جذب فلزات سنگین حتی در حد سمیت گردد.
2-تأثیر لجن فاضلاب در افزایش عناصر سنگین خاک
لجن فاضلاب تصفیه شده حاوی مقادیر زیادی عناصر پر مصرف و کم مصرف است که پس از اضافه شدن به زمین می تواند در افزایش رشد و عملکرد گیاه نقش به سزایی داشته باشد.با این وجود لجن فاضلاب دارای غلظت های بالای عناصر سنگین است که می تواند منجر به آلودگی خاک و انتقال این آلودگی به زنجیره غذایی شده و سلامتی حیوانات و انسان را با خطر مواجه کند.چرم و همکاران طی تحقیقی اثر استفاده از لجن فاضلاب تصفیه شده را بر روی خصوصیات شیمیایی خاک و جذب عناصر سنگین خاک مطالعه کردند.این مطالعه در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی اهواز با دو سطح لجن 50 و 100 تن در هکتار و تیمار شاهد(بدون کود)در چهار نکرار و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا گردید.
نمونه برداریهای خاک در سه زمان 50 روز،90 روز و 6 ماه پس از کشت جو از عمق 30-0 سانتی متر خاک جهت تعیین خصوصیات شیمایی ، غلظت کاتیونها و آنیونهای محلول،غلظت عناصر پر مصرف و عناصر سنگین قابل جذب موجود در خاک انجام شد.لجن فاضلاب در دو سطح باعث افزایش معنی دار شوری ،ماده آلی،نیتروژن،فسفر کاتیونها و آنیونهای محلول به جز بیکربنات ،غلظت قابل جذب عناصر سنگین (آهن،روی و کادمیم)و کاهش معنی دار پتاس قابل جذب در هر خاک در مقایسه با تیمار شاهد شد.نتایج این تحقیق نشان داد که لجن فاضلاب غلظت عناصر سنگین را در خاک افزایش داده ولی در حد مجاز باقی مانده است.
لجن های فاضلاب ،محصولات فرعی غیر قابل اجتناب تصفیه پس آب هستند.در دهه های گذشته،افزایش معنی داری در تولید لجن فاضلاب حاصل از پس آب کارخانه های ناشی از محدودیت های اصلی در دورریزی پس آب و افزایش درصد خانوارهای مرتبط با پس آب کارخانه ها وجود داشته است.متعاقباً در حال حاضر جهان دستخوش افزایش سریعی در تولید فاضلاب است که در طی سالهای آتی مورد انتظار است.در حال حاضر از لجن فاضلاب به صورت صنعتی، مواد سوختنی و کمپوست سازی در مزارع استفاده می گردد.لجن فاضلاب،میزان زیادی مواد آلی با اثرات مطلوب روی خصوصیات فیزیکی ،شیمیایی و میکروبیولوژیکی خاک فراهم می کند.مواد آلی ساختار خاک ،میزان تهویه،پایداری دانه در برابر اثر قطرات باران و ظرفیت نگهداری آب و خاک را بهبود می بخشند.در واقع ،اضافه کردن کردن مواد آلی، از دست رفتن خاک و هرز آب را کاهش می دهد.به هر حال افزودن لجن فاضلاب به مقدار زیاد به خاک باعث انباشته شدن عناصر سنگین در خاک می شود و نیز نمک های محلول زیادی دارد که می توانند سمیت برای گیاه ایجاد کنند و یک منبع آلودگی ناشی از شستشوی بالقوه به آب های زیر زمینی باشند.آلودگی خاک خطرات روز افزونی برای سلامتی انسان ها و محیط زیست دارد.عناصر سنگین از جمله مهم ترین آلاینده های محیط زیست به شمار می آیند که در چند دهه اخیر به شدت مورد توجه تعداد زیادی از پژوهشگران قرار گرفته اند.بنابراین اطلاع از نحوه تاثیر ترکیبات آلی به صورت کود یا ضایعات در تغییرات غلظت و قابلیت جذب عناصر سنگین در به کارگیری موثر این مواد به عنوان مواد اصلاح کننده خصوصیات خاک ضروری است.
مطالعات بوزکورت و همکاران.(2003)نیز در این زمینه نشان داد که استفاده از لجن
زیادی در افزایش غلظت عناصر سنگین در گیاه فاضلاب در کوتاه مدت نمی تواند تأثیر شود.در طی این مطالعه تأثیر نسبت های مختلف لجن فاضلاب و یک نوع کود دامی بر عملکرد میوه،رشد و تجمع عناصر غذایی و عناصر سنگین در درختان سیب ارزیابی شد.آزمایش به در قالب طرح کاملاً تصادفی با 4 تکرار در شرایط خشک در ون در ناحیه آناتولیای شرقی ترکیه در طی دو سال انجام شد.لجن فاضلاب با نسبت های 0، 10 ،20 ،40 و60 و کود دامی به نسبت  25 به خاک اضافه شدند.داده های دو ساله نشان داد که کاربرد لجن فاضلاب در خاک آهکی به طور معنی داری عملکرد میوه،عملکرد تجمعی محصول،رشد ساقه و غلظت های Mn ، Fe ،  Mg ، N و Zn را افزایش داد.این افزایش معمولاً در کاربرد کود دامی پایین تر بود.
کاربرد لجن فاضلاب و کود دامی باعث افزایش معنی داری در ابعاد تنه درخت و غلظت های Cr ، Ni ، Ca ، K ، P و Cd در نمونه های برگ نشدند.نتایج دو ساله این تحقیق ثابت کرد که کاربرد لجن فاضلاب برای درخت سیب باعث سمیت در برگ ها نمی شود،اگر چه کاربرد طولانی مدت ممکن است باعث افزایش فلزات سنگین در خاک و وارد شدن آن به درختان در کمیت های بالا شود.
در آزمایش دیگری که توسط سر کار و همکاران(2004) در دهلی نو انجام گرفت نتایج نشان داد که بین عناصر سنگین موجود در لجن فاضلاب در خاک های تیمار شده با آن و عناصر موجود در گیاه همبستگی خوبی وجود دارد.برای این منظور نمونه های خاک از نقاط مختلف یک مزرعه که سابقه تاریخی از نظر استفاده از لجن فاضلاب داشت برداشت شدند به منظور نمونه شاهد از مزرعه مجاور نمونه هایی برداشت شدند و خاک و نمونه های گیاهی آنالیز شدند.
3-تأثیر استفاده از لجن فاضلاب بر غلظت جیوه در خاک
افزایش بازدهی محصولات کشاورزی در واحد سطح یکی از اولویت های مهم جهت تهیه غذای مورد نیاز جمعیت در حال رشد کشور می باشد.یکی از راهکارهای این مسأله افزودن کودهای مختلف به خاک می باشد.در کشوری مانند ایران جایگزینی کودهای معدنی با کودهای آلی ضروری به نظر می رسد چرا که مصرف فزاینده کودهای شیمیایی در پنجاه سال اخیر اثرات منفی زیادی بر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک وارد کرده و از طرف دیگر مقدار ماده آلی ،به عنوان یکی از ارکان مهم باروری خاک،در سطح وسیعی از زمین های کشاورزی ایران پایین می باشد.
عمده ترین منابع تأمین کننده مواد آلی خاک ها عبارتند از:
فضولات دامی،بقایای گیاهی،لجن فاضلاب و کمپوست.از این میان استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود آلی در خاک های کشاورزی که از آن به عنوان بهترین تدبیر زیست محیطی عملی یاد شده و در سال های اخیر به دلیل ارزان بودن ،رواج زیادی یافته،علاوه بر حاصلخیزی خاک مشکل دفع این مواد را نیز تا حدودی رفع می کند این ماده سرشار از مواد مغذی موردنیاز گیاهان(nutrients )مثل نیتروژن (N )و فسفر(P )است که می تواند اثر مثبتی بر عملکرد گیاهان داشته باشد،لجن فاضلاب با افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی و درصد ماده آلی خاک بر بهبود کیفیت و افزایش باروری آن اثرات مثبتی داشته و نیز موجب افزایش مقاومت خاک در برابر فرسایش می شود،اما از سوی دیگر در تصفیه فاضلاب فلزات سنگینی مثل جیوه،سرب و کادمیوم از بین نرفته،در هنگام استفاده از لجن در زمین های زراعی این عناصر به خاک و به دنبال آن به زنجیره غذایی
انسان و حیوان منتقل می شوند.در واقع اصلی ترین عامل ایجاد نگرانی در تیمار زمین با لجن فاضلاب حضور فلزات سنگینی مثل جیوه(Hg )می باشد.که این امر موجب کاهش ارزش این ماده برای کشاورزی می شود جیوه یک سم عصبی قوی محسوب می شود که می توانند از جفت و نیز سد خونی مغزی عبور کند.غلظت جیوه موجود در لجن فاضلاب می بایست بین 15 تا 25 میلی گرم بر کیلو گرم باشد تا بتوان آن را به عنوان کود در زمین های کشاورزی پذیرفت.در شهرهای صنعتی مانند اصفهان به دلیل وجود تصفیه خانه های فاضلاب،استفاده از لجن فاضلاب در کشاورزی از دیر باز مرسوم بوده است اما به جنبه های زیست محیطی این مساله توجه کافی نشده است.در این شهر سالانه به طور متوسط 10 تا 20 مگاگرم بر هکتار لجن ( ) فاضلاب به کار می رود که یکی از مضرات استفاده از این کود محسوب می شود(کریم پور و همکاران،1385).
4-تأثیر استفاده از لجن فاضلاب در افزایش سرب
سرب یکی از آلاینده های عمده محیط بوده و برای انسان بسیار سمی است.میانگین فراوانی سرب در پوسته زمین در حدود  15 تخمین زده می شود.مقدار کل سرب در خاک های کشاورزی بین    2-200 در مناطق غیرآلوده متغیر است.اگر چه گونه سرب می تواند به طور قابل توجهی از خاکی به خاک دیگر تفاوت کند.سرب را به عنوان کم تحرک ترین عنصر در میان دیگر فلزات سنگین گزارش می کنند.
حلالیت سرب با آهک دهی می تواند کاهش یابد و واکنش قلیایی خاک سرب را به صورت هیدروکسید،فسفات یا کربنات رسوب می دهد.تشکیل کمپلکس های آلی سرب که پایدار هستند مواد آلی را به عنوان منبع مهم سرب در خاک های آلوده معرفی می کند.نتایج کرمی در تحقیقی نشان داد که در اثر افزودن لجن فاضلاب به خاک غلظت سرب و مس قابل جذب نیز در اعماق مختلف افزایش معنی داری مشاهده شد که نشان می دهد این دو فلز نیز در خاک دارای تحرک بوده و هر دوی این فلزات دارای همبستگی بالایی با کربن آلی بوده اند و به نظر می رسد عامل اصلی افزایش قابلیت جذب و تحرک آنها در خاک تشکیل کمپلکس های محلول با مواد آلی است(کرمی 1383).
نتیجه گیری و پیشنهادها
قیمت ارزان و در دسترس بودن لجن فاضلاب از یک طرف و از طرف دیگر مزایای مثبت آن،استفاده از این ماده را به عنوان کود در کشاورزی مطرح می کند.با توجه به اینکه بررسی منابع نشان می دهد استفاده کوتاه مدت این ماده نمی تواند زیانی به گیاه برساند و در طولانی مدت باعث تجمع عناصر سنگین در خاک می شود می توان از این ماده به عنوان کود در کشاورزی استفاده کرد البته در صورتی که بتوان به همراه آن از مواد اصلاحی مانند زئولیت(نوعی کانی سیلیکاتی)که استفاده از آن منجر به حذف فلزات سنگین می شود استفاده کرد مشکل تجمع فلزات سنگین نیز برطرف خواهد شد.


مطالب مرتبط:
کود کشاورزی ،  کودهای ماکرو ( پر مصرف ) ، کودهای  میکرو ( کم مصرف ) ، کودهای میان مصرف  ،کودهای آلی ، کودهای ازته ، کودهای فسفاته ، کودهای پتاسیم ، کودهای بورات کلسیم ، کودهای نیترات کلسیم ،سولفات روی( کلات روی) ، سولفات مس (کلات مس) ، سولفات منگنز(کلات منگنز) ، اسید بوریک(کلات بور) ، سولفات آهن(کلات آهن) ،مولیبدن(مولیبدات آمونیوم )  ،کود کامل میکرومعدنی ، ورمی کمپوست ، کمپوست ، محرک های رشد گیاه ، کود حیوانی

خواص کودهای شیمیایی ازته
یکی از کودهای مصرفی، کود اوره است. کود اوره که به کود شکری نیز معروف است در سطح جهان از پر مصرف ترین و ارزان ترین کودهای شیمیایی ازتی است. کود اوره ٤٦ درصد ازت دارد و حلالیتش در آب خیلی خوب است و به همین دلیل در خاک برای تهیه محلول های کودی و محلول پاشی بر روی گیاه مورد استفاده قرار می گیرد.
در محلول پاشی روی گیاه ممکن است که کود اوره دارای مقداری ماده سمی بیوره باشد که این ماده نباید از یک مقدار مشخص بیشتر باشد.
مشکلی که در ارتباط با کود اوره وجود دارد این است که به دلیل حلالیت زیادش شستشویش در خاک خیلی زیاد است. یعنی اگر آب آبیاری یا بارندگی زیاد و خاک شنی باشد به راحتی این کود در خاک شسته می شود.
کود مهم دیگر، کود سولفات آمونیوم است. این کود ٢١ درصد ازت و ٢٤ درصد گوگرد دارد و اسیدزا بوده و بهترین کود برای شرایط خاک های ایران است. کود سولفات آمونیوم به دلیل پائین بودن درصد ازت آن نسبتاً گران است. کود نیترات آمونیوم از کودهای مهم دیگر است که از ترکیب آمونیاک و اسید نیتریک تولید می شود.
ویژگی این کود آن است که دارای هر دو نوع منبع ازتی گیاه یعنی نیترات و آمونیوم است. و یکی از معایبش آن است که به راحتی رطوبت هوا را جذب می کند و دانه های کود بهم چسبیده و تشکیل کلوخه می دهند و دیگر آنکه اشتعال زا است. یعنی اگر ضربه یا فشاری به کود وارد شود آتش می گیرد و مشکل آتش سوزی به وجود می آید.
یکی دیگر از کودهای ازتی مشهور و معروف کود اوره با پوشش گوگردی است. حلالیت کود اوره بالاست و امکان شستشویش زیاد بوده و دانه های کود اوره بر روی آن یک پوشش گوگردی ایجاد می کنند.
 به این کود اصطلاحاً کند حل می گویند. یعنی کود SU به تدریج ازت خود را آزاد می کند و شستشو و تلفات کود خیلی کمتر بوده و از این نظر می تواند کود مناسبی باشد ولی نسبت به کود اوره معمولی گران است و برای گیاهان زینتی و برای شرایطی که امکان آب شویی زیاد بوده یا  محصولاتی که از نظر اقتصادی با صرفه است می تواند کود مناسب و مفیدی باشد.
کدام کود ازتی برای مصرف توصیه می شود؟
انتخاب کود ازتی می تواند به چند پارامتر وابسته باشد. یکی از این ها قیمت کود است. همانطور که گفتیم کود اوره نسبت به کود سولفات آمونیوم خیلی کود ارزان تری است. کود ٤٦ درصد ازت و کود سولفات آمونیوم ٢١ درصد ازت دارد.
شرایط خاک نیز می تواند عامل تعیین کننده ای برای انتخاب کود باشد. اگر خاک خیلی قلیایی و PH آن بالا باشد با مصرف کود سولفات آمونیوم تا حدودی PH را کاهش می دهیم.
در بعضی از گیاهان کود نیترات آمونیوم کود مناسبی است البته از نظر تغذیه شاید کودها با هم تفاوتی نداشته باشند.
 جدول خواص کودهای شیمیایی ازتی مهم
 ١)سولفات آمونیوم: کود سولفات آمونیوم دارای ٢١ درصد ازت و ٢٣ درصد گوگرد است. این کود اسید زا و مناسب خاک های آهکی بوده و نسبتاً گران و کمی مقاوم به شستشو می باشد.
٢)کود اوره ٤٦ درصد ازت دارد. این کود اسید زا نیست و مناسب بیشتر خاک ها بوده، ارزان و رایج ترین کود ازتی ایرانی است.
٣) کود نیترات آمونیوم ٢٦ درصد ازت دارد. این کود اسید زا نیست و مناسب برای چغندر قند بوده و نسبتاً گران و حساس به شستشو می باشد.
٤) کود فسفات آمونیوم ١٧ درصد ازت و ٢٦ درصد ایدرید فسفریک دارد. کود فسفات آمونیوم نسبتاً اسید زا و دو منظوره بوده و قیمت مناسب داشته و کمی مقاوم به شستشو می باشد.
٥) کود اوره فرم ٢٦ درصد ازت دارد. این کود نسبتاً اسیدزا و مناسب چمن بوده، گران و خیلی مقاوم به شستشو می باشد.
٦) کود اوره با پوشش گوگرد ٣٥ درصد ازت دارد. اسیدزا و مناسب خاک های سبک و مقاوم به شستشو بوده و قیمت آن مناسب است.


مطالب مرتبط:
گلخانه ، تجهیزات گلخانه ، پد سلولزی گلخانه ، هیتر گلخانه ، کوکوپیت ، پرلیت ، بستر کشت ، کشت گلخانه ای ، کشت گلخانه ای ، سیستم سرمایشی گلخانه ، سیستم گرمایشی گلخانه ، سیستم مه پاش ، بستر کشت ، سیستم تهویه تابستانه ، سازه های گلخانه ای ، فن و پد در گلخانه ، کو کو پیت ، پیت ماس ، بیو ماس ، تجهیزات گلخانه ای  ، سیستم تابستانه گلخانه ای ، سیستم زمستانه گلخانه ای
بررسی لزوم مصرف کود سرک ازته در زراعت غلات دیم
بر اساس شواهد موجود بسیاری از کشاورزان دیمکار غلات با دردسر فراوان و هزینه بالا کود سرک ازته را تهیه می نمایند به امید این که با مصرف آن عملکرد در واحد سطح افزایش یابد اما متاسفانه در موارد زیادی مصرف کود سرک ازته نتیجه منفی داشته است و کشاورزان علاوه بر تحمل هزینه تهیه و مصرف کود، دچار خسارت شدید شده اند.
شرایط آب و هوایی حاکم بر زراعت غلات دیم از سالی به سال دیگر متفاوت است و در برخی از سالها مزارع دچار تنش شدید خشکی و در برخی از سالها دچار تنشهای ناشی از پربارانی می شوند.
بر اساس تجربیات به دست آمده از سال زراعی 88-87 (خشکسالی) و سال زراعی 89-88 (ترسالی)، کشاورزانی که کود سرک ازته مصرف نموده اند، چه در سالهای خشک و چه در سالهای پرباران دچار خسارتهایی از قبیل چروکیدگی دانه و خوابیدگی شدید مزارع شدند.
مصرف کود ازته در سالهای خشک نیاز آبی مزارع را بسیار افزایش می دهد و اندک باران موجود، جوابگوی نیازهای حیاتی گیاه نمی باشد و به این ترتیب خسارت تنش خشکی به طور نسبی در مزارعی که کود سرک ازته مصرف نمودند بیشتر می باشد.
در سالهای پرباران مصرف کود ازته در مزارعی که ارقام حساس به خوابیدگی مانند ارقام زراعی گندم سرداری و آذر-2 و جو محلی کشت می شوند، موجب تُردتر شدن بافت گیاهی و حساسیت شدیدتر به خوابیدگی و بیماریهای قارچی مانند زنگ غلات، سپتوریا و ... می گردد. با توجه به یافته های تحقیقاتی در معاونت موسسه تحقیقات کشاورزی دیم در صورتی که مقدار بارندگی در پاییز و زمستان برابر 300 میلی متر بود، به کشاورزان دیم کار غلات تو صیه می شود 20 کیلوگرم ازت خالص در هکتار ( 44 کیلو گرم کود اوره) مصرف نمایند.
در سال زراعی 88-87 مقدار بارندگی در اکثر مناطق استان کرمانشاه تا خرداد ماه کمتر از 300 میلیمتر بود ولی با این وجود درصد بالایی از کشاورزان دیم کار غلات اقدام به مصرف 46 تا 69 ازت خالص در هکتار به ترتیب برابر 100 تا 150 کیلوگرم کود اوره در هکتار نمودند و دچار خسارت بسیار شدید شدند. با توجه به مقدار بارندگی در این سال زراعی، کشاورزان با تجربه ای که کود سرک ازته مصرف ننمودند به عملکردی برابر800 تا 1200 کیلوگرم در هکتار رسیدند. اما در مزارعی که کود سرک ازته مصرف شده بود عملکرد دانه در هکتار بین 250 تا 400 کیلو گرم بود.
در سال زراعی پرباران 89-88 که در بسیار از مناطق در استان کرمانشاه مقدار بارندگی تا آخر زمستان 300 میلی متر و بیشتر بود بر اساس توصیه معاونت موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشاورزان می توانستند تقریباً 44 کیلو گرم (برابر 20 کیلو ازت خالص در هکتار مصرف نمایند) اما بسیاری از کشاورزان بیش از حد کود سرک ازته مصرف نمودند و مزارعشان دچار خوابیدگی شدید، حساسیت بیشتر به بیماریهای قارچی و حتی سرمای دیر رس بهاره شد.
ضمناً در این سال زراعی پرباران در مزارعی که کود سرک بیش از حد مصرف کرده بودند علاوه بر مشکلات فوق مزارع دچار بادزدگی شدید شدند. حتی وزن  دانه در مزارعی که اصلاً کود سرک در آنها استفاده نشده بود، نسبت به مزارعی که در آنها بر اساس توصیه معاونت موسسه دیم  20 کیلو گرم در هکتار ازت خالص به صورت سرک مصرف شده بود، بیشتر بود.
بنا بر این چنین به نظر می رسد که مصرف کود سرک در شرایط زراعت غلات دیم تاثیر مثبت چندانی نداشته باشد و فقط موجب افزایش هزینه تولید و خسارت قابل توجه به مزارع در شرایط دیم می گردد.
بر اساس این مشاهدات در مزارع کشاورزان در سالهای مختلف، ضرورت مصرف کود ازته در زراعت غلات دیم چندان واضح و مشخص نیست. در سال زراعی جاری ( 89-88) از تعدادی از کشاورزان در مناطق مختلف استان کرمانشاه که معمولا کود سرک مصرف می کنند، خواسته شد که در قسمتی از مزرعه به عنوان تیمار شاهد کود سرک مصرف ننمایند. بعد از رسیدن محصول از کشاورزان خواسته شد که نظر خود را در رابطه با دو تیمار کودی ارائه نمایند.
بر اساس نظر اکثر قریب به اتفاق کشاورزان که این طرح بسیار ساده را در شرایط مزارعشان اجرا کرده بودند، تیمار کود سرک ازته یا اختلاف معنی داری ایجاد نکرده بود یا به محصول خسارت کم تا شدیدی وارد کرده بود.
بنا بر این به کشاورزان عزیز که معمولاً کود سرک ازته در مزارعشان استفاده می کنند، توصیه می شود که این طرح ساده را به مدت سه سال در مزارع خود اجرا نمایند تا عملاً به تاثیر مثبت یا منفی کود سرک ازته پی ببرند.
برای این کار فقط باید در قسمت کوچکی از مزارع (برابر 1000 تا 2000 متر مربع)، که از نظر حاصلخیری مشابه بقیه مزرعه است، کود سرک مصرف ننمایند و بقیه مزرعه را به طور معمول کود پاشی نمایند. در زمان برداشت کشاورزان با بررسی عملکرد دانه و وزن دانه این دو تیمار مختلف می توانند تشخیص دهند که مصرف کود سرک موثر بوده است یا نه و پس از اجرای این طرح بسیار ساده و مفید در مزارعشان به مدت سه سال، برای مصرف یا عدم مصرف کود سرک، بر اساس تجربیات و نتایج بدست آمده تصمیم بگیرند.
اجرای این طرح و نتیجه گیری از آن برای کشاورزان بسیار ساده است ولی بهتر است که کارشناسان مراکز تحقیقاتی و یا کارشناسان شرکتهای خدمات کشاورزی و یا شرکتهای فنی مشاوره ای کشاورزی با کشاورزان در اجرای دقیقتر و علمی تر این کار مشارکت نمایند و از این دو تیمار برای برآورد عملکرد نمونه برداری نمایند و داده های به دست آمده با مشارکت کارشناسان و کشاورزان مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد و بر این اساس برای مصرف یا عدم مصرف کود سرک در آینده تصمصم گیری گردد.
بر اساس شواهد موجود بسیاری از کشاورزان دیمکار غلات با دردسر فراوان و هزینه بالا کود سرک ازته را تهیه می نمایند به امید این که با مصرف آن عملکرد در واحد سطح افزایش یابد اما متاسفانه در موارد زیادی مصرف کود سرک ازته نتیجه منفی داشته است و کشاورزان علاوه بر تحمل هزینه تهیه و مصرف کود، دچار خسارت شدید شده اند.
با مشارکت کشاورزان و کارشناسان در اجرای این طرح و طرحهای مشابه در مورد دیگر مسایل به زراعی در زراعت دیم می توان به نتایج ارزنده ای رسید و بر اساس این نتایج می توان توانِ تولید زراعت غلات دیم و در آمد کشاورزان را به طور قابل توجهی افزایش داد و جلوی مصرف بی رویه برخی از نهاده های شیمیایی مانند کود ازته را که سلامت محیط زیست و انسانها را به خطر می اندازد گرفت.
اجرای پروژهای تحقیقاتی با مشارکت کشاورزان در مناطق هدف در مزارع کشاورزان از راهکارهای مهم برای حل مشکلات عمده بخش کشاورزی است.

دکتر رضا حق پرست


مطالب مرتبط:
کود کشاورزی ،  کودهای ماکرو ( پر مصرف ) ، کودهای  میکرو ( کم مصرف ) ، کودهای میان مصرف  ،کودهای آلی ، کودهای ازته ، کودهای فسفاته ، کودهای پتاسیم ، کودهای بورات کلسیم ، کودهای نیترات کلسیم ،سولفات روی( کلات روی) ، سولفات مس (کلات مس) ، سولفات منگنز(کلات منگنز) ، اسید بوریک(کلات بور) ، سولفات آهن(کلات آهن) ،مولیبدن(مولیبدات آمونیوم )  ،کود کامل میکرومعدنی ، ورمی کمپوست ، کمپوست ، محرک های رشد گیاه ، کود حیوانی

+ نوشته شده در  پنجشنبه چهاردهم مهر 1390ساعت 12:44  توسط اسماعیل حیدری  | 

بررسي تاثير افزايش سوپر جاذب هاي پليمري به کمپوست در ميزان جذب آب و ساير فاکتورهاي فيزيکي – شيميايي

بررسي تاثير افزايش سوپر جاذب هاي پليمري به کمپوست در ميزان جذب آب و ساير فاکتورهاي فيزيکي – شيميايي

جواد عابديني طرقبه

مسئول آزمايشگاه سازمان بازيافت و تبديل مواد شهرداري مشهد

 

چکيده

     در دنياي امروز در کشاورزي از بقاياي خود گياهان و مواد مختلف ( مثلاً کمپوست) به عنوان مواد افزودني براي بهبود خواص فيزيکي و شيميايي خاک استفاده مي شود . با توجه به اينکه ايران کشوري کم آب و خشک است استفاده از راهکارهايي در جهت کاهش مصرف آب و استفاده بهينه از مقدار آب موجود ، راه حل بسياري از مشکلات خواهد بود . يکي از راهکارهاي استفاده از مواد سوپر جاذب جهت افزايش جذب و نگهداري آب است . در اين مقاله کمپوست توليد شده از مواد زايد جامد آلي شهري و ورمي کمپوست در کارخانه کمپوست بازيافت و تبديل مواد شهرداري مشهد از نظر ميزان جذب آب مورد بررسي قرار گرفته و کيفيت آن از نظر اين فاکتور و نگهداري آب مطلوب ارزيابي شده است . بطوريکه درجه اشباعي کمپوست و ورمي کمپوست بترتيب در حدود 100 و 150 مي باشد . در اين تحقيق نمونه هايي از کمپوست و ورمي کمپوست در مخلوط با درصد هاي متفاوت ( 1، 5 ، 10 و 15 درصد) از سوپر جاذب آب ( هيدروژل ) تهيه گرديد و پارامتر هاي فيزيکي و شيميايي نظير ميزان رطوبت ، pH ، EC و مقدار درصد اشباعي در آنها اندازه گيري شد . نتايج نشان داد که با افزايش مقدار سوپر جاذب مقدار درجه اشباعي در کود افزايش مي يابد . ولي با توجه به تغييرات در پارامترهاي ديگر ، نمونه حاوي يک درصد سوپر جاذب داراي مشخصات مناسبي مي باشد .

واژه هاي كليدي

کمپوست – سوپر جاذب – درجه اشباعي- هيدروژل 

مقدمه

در دنياي امروز در كشاورزي از بقاياي خود گياهان و مواد مختلف ( مثلاً کمپوست ) به عنوان مواد افزودني براي بهبود خواص فيزيكي و شيميايي خاك استفاده مي شود . علاوه بر اين در مناطق خشك و نيمه خشك كه قسمتهاي وسيعي از كشور ما ايران نيز جزء آن مي باشد، كمبود رطوبت در فصل رشد گياهان موجب كمبود شديد عملكرد گياهان به خصوص گياهان زراعي مي شود . بنابراين استفاده بهينه از روش هاي آبياري و اصلاح خاك امري اجتناب نا پذير است. يكي از موارد افزودني در زمينه جذب آ ب، پليمري با نام سوپر جاذب آب (هيدروژل) مي باشد كه استفاده از اين پليمر نتايج شگفت انگيزي در صرفه جويي مصرف آب و افزايش كمي و كيفي محصولات باغي و زراعي و همچنين فضاي سبز و جنگلكاري ها دارد .

ايران كشوري كم آب و خشك است. با وجود اين، بايد ديد چطور قدر آب، اين مايه حيات را مي دانيم: در حالي که کل آب مصرفي در ايران حدود 5/86 ميليارد متر مکعب در سال است که 80 ميليارد متر مکعب آن در بخش کشاورزي مصرف مي شود، از اين مقدار 65 درصد آن به علت شيوه هاي غلط و سنتي آبياري هدر مي رود! در رهگذر اين اتلاف آب، كودهاي شيميايي نيز (به ويژه در خاک هاي شني) بر اثر آبياري غرقابي، به سرعت شويش يافته و موجب آلودگي منابع گرانبهاي آبهاي زيرزميني مي شوند. خشکسالي ها و فجايع زيست محيطي مرتبط، پيامد هدرروي بي رحمانه آب است. در کشورمان نزولات جوي ناکافي و کمبود شديد منآبع آب  از مهمترين معضلات رشد و توليد محصول در گياهان زراعي به شمار مي رود. بنابراين بررسي راهکارهاي مقآبله با تنش خشکي از اهم تحقيقات مي باشد. از راههاي جبران کمبود آب  خصوصأ در زمان رشد مي توان به استفاده از روشهاي آبياري با راندمان بالا، بهبود خصوصيات فيزيکي خاک و کاربرد برخي مواد اصلاح کننده نظير پليمرهاي سوپر جاذب  اشاره نمود.هر يک از گياهان بطور اعم و گياهان زراعي بطور اخص داراي حداقل نياز آبي براي رشد و توليد عملکرد مطلوب حتي تحت شرايط گلخانه اي مي باشند. در صورتيکه حداقل نياز آبي بنا به دلايلي نتواند فراهم شود گياه مواجه با تنش خشکي شده و در صورت مصادف شدن تنش مزبور با مراحل رشدي حساس به کمبود آب ، نظير جوانه زني بذر ومرحله گلدهي  مي تواند صدمات جبران ناپديري به محصول وارد آيد. برخي مواد نظير: بقاياي گياهي، ‏کود دامي ، کود کمپوست و هيد روژل هاي پليمري سوپر جاذب مي توانند مقادير متفاوتي آب  در خود ‏ذخيره نموده و قابليت نگهداري  و ذخيره سازي آب  را در خاک افزايش دهند. آب ذخيره شده در اين  ‏مواد در مواقع کم آبي در خاک آزاد شده و مورد استفاده ريشه گياه قرار مي گيرد . پليمرهاي سوپر جاذب قأدرند به ميزان 0 تا 200 ‏ميلي ليتر آ‏ب به ازاي هر گرم وزن خشک پليمر در خود ذخيره نمايند (بومن و ايو انس 1991‏). پليمرهاي سوپر جاذب موجب جذب سريع و به مقدار قابل ملاحظه آب  در ساختمان خود مي شوند. تحقيقات انجام شده روي ‏تاثير پليمرهاي سوپر جاذب در خاک و تحت شرايط کم آبي روي برخي گياهان موفقيت آميز بوده و اين به دليل مناسب بودن نسبي قيمت اين مواد در برخي کشورها، سهولت ساخت و مصرف طيف وسيع کاربرد آنها مي باشد. استفاده از پليمرهاي سوپرجاذب به سالها قبل  باز مي گردد. استفاده از ‏پليمرهاي سوپرجاذب در تصفيه آب آشاميد ني و فاضلاب هاي صنايع غذايي و نساجي و استخراج معادن گزارش گرديده است (بدر ونيگ 1993‏ درزولگ 1993 ‏). اين مواد همچنين در پزشکي و در ترکيب داروها يي که نياز به کنترل آزادسازي مواد مؤثره دارند به کدر مي رود (پاپس ، 1987 اندي و همکاران 1996‏). ازموارد ديگر کاربرد آنها مي توان به استفاده بعنوان کاتاليزور در برخي واکنش هادر ترکيب رزينهاي تبادل کننده يونها و در اطفاء حريق اشاره نمود (ليوه 1999 ‏). در کشاورزي از پليمرهاي سوپر جاذب بعنوان يک ماده  افزودني به خاک بعنوان مخزن عناصر غذايي و نيز بعنوان جاذب آب  در خاک استفاده مي شود. خواص اين مواد وابسته به عوامل زيادي از جمله خصوصيات ترکيبي و شيميايي آنها ، بافت خاک، گونه گياهي و نيز فاکتورهاي محيطي، مي باشد. پليمرهاي سوپر جاذب از نوع پلي اکريل اميد جزو اين دسته مواد بوده که بعنوان جاذب آب در افزايش ظرفيت نگهداري و جذب  آب  در خاک مورد استفاده قرار مي گيرند و اين خصوصيت براي  مقابله با شرايط کم آبي و کاهش اثرات سوء تنش خشکي در گياهان زراعي اهميت بسزايي دارد. ‏(چاتسوپلوس و همکاران  2000 ‏). سرعت تجزيه بيولوژيکي پليمرهاي سوپر جاذب در خاک ‏به ابعاد خاکدانه و ميزان مواد آلي بستگي دارد. همچنين با کاهش اکسيژن خاک و در نتيجه کاهش فعاليت باکتريها سرعت تجزيه بيولوژکي پليمرهاي سوپر جاذب نيز کاهش مي يابد ماندگاري پليمرهاي سوپر جاذب از 2 ‏سال در خاکهاي درشت بافت تا 3 ‏سال در خاکهاي ريز بافت است (وودهوس و جانسون 1991‏). پليمرهاي سوپرجاذب بر ميزان نفوذ آب در خاک وزن مخصوص ظاهري و ساختمان خاک(هليا ولتي 1900 ‏) و نيز ميزان تبخير از سطح خاک(تيل و ا‏هدي 1981 ‏) تاثير مي گذارند. هدف اصلي از افزودن پليمرهاي سوپر جاذب به خاک بالا بردن ظرفيت نگهداري آب در خاک است. هاترمن و همکاران در سال 1999‏) گزارشي کردند که افزودن پليمرهاي سوپر جاذب به خاک شني موجب افزايش ظرفيت نگهداري آب مي گردد. گنجي خرم دل در سال 1378 ‏تاثير مقادير صفر0.5 0.1 0.2 0.3 درصد وزني پليمرهاي سوپر جاذب را روي ‏برخي خصوصيات فيزيکي خاک از قبيل ظرفيت نگهداري آب ، تخلخل و ضريب آبگذري در  در نوع‏بافت خاک لومي و لومي شني بررمي نمود. نتايج نشان داد که در خاک لومي مآبين درصد هاي مختلف پليمر سوپر جاذب و مقدار 13/0 ‏درصد وزني ملمو بيشترين تاثير را روي افزايش تخلخل کل خاک داشت.

‏کاربرد پليمرهاي سوپر جاذب در خاک موجب کاهش وزن مخصوص ظاهري خاک مي گردد (ال-هدربي و همکاران در سال 1999 ‏با. آم زام 1980 طي آزمايشي مشاهده کرد که پليمرهاي سوپرجاذب وزن مخصوص ظاهري خاک شني را از1.616 به 1.585 و وزن مخصوص ظاهري خاك شني رسي را 1.331 به 1.203 كاهش دادند.‏پليمرهاي سوپر جاذب در خاک وزن مخصوص ظاهري خاک تا 12 درصد افزايش مي دهد (ال ‏محدربي، 1999‏). يکي از راههاي افزايش قابليت ثبات خاکدانه ها و جلو گيري از تشكيل سله، ممانعت از ‏ايجاد رورن آب در مزرعه و كاهش  فرسايش خاك استفاده از پليمرهاي سوپر جاذب در خاک مي باشد‏( بن هور و همکاران در سال 1989 دريافتند كه كاربرد يک كيلوگرم پليمر سوپر جاذب در آبياري شياري ميزان فرسايش را تا 99 ‏درصد کاهش داد. در برخي شرايط ­ پليمرهاي سوپر جاذب بعنوان عامل آزاد كننده کود در ماتريكس خاک مورد استفاده قرار مي گيرند (ماگلسن 1997 ‏). بدين صورت که اين پليمر عناصر غذايي مورد نياز گياهان را جذب نموده و به مرور آنها را آزاد و در اختيار گياه قرار مي دهد و بدين ترتيب مانع از آبشويي اين عناصر مي گردد.وانک و همکاران در سال 1989 آب  حاصل از آب شويي خاک حاوي پليمر سوپر جاذب را مورد بررسي قردر داده و مشاهده کردند كه اين آب از حد پايئني برخوردار است و علت آن را جذب  و نگهداري کودها و نمكهاي اضافه شده  به ماتريس خاک توسط پليمر سوپر جاذب ذکر کردند. آبرا هام و پيلاي 1995  گزارش کردند که کاربرد پليمرهاي سوپر جاذب در خاک ميزان آب شويي آمونيوم را به ميزان قابل توجهي کاهش مي دهد. بنابراين با توجه به خصوصيات مثبت و عديده پليمرهاي سوپر جاذب، ‏اهداف اين تحقيق را مي توان به صورت زير خلاصه کرد :

1 ‏- بررسي کاربرد مقادير پليمر سوپر جاذب در مخلوط با کمپوست و ورمي کمپوست

2- ‏تعيين بهترين ميزان کاربرد پليمرسوپرجاذب تحت شرايط تنش خشکي

3- بررسي تغييرات فيزيکي و شيميايي موجود در کمپوست و ورمي کمپوست در خصوص سوپر جاذب ها .

 راهکار، بکارگيري شيوه هاي نوين آبياري است. کاربرد هيدروژلهاي سوپر جاذب، جديدترين شيوه آبياري براي مناطق خشک است که به کمک آن مي توان تا 50 درصد مصرف آب آبياري را کاهش داد و ضمنا از شويش کودهاي محلول در آب و آلودگي آبهاي زيرزميني جلوگيري کرد.سوپر جاذب در خاک، آب را همراه با کودهاي محلول در آن، جذب کرده و بنا بر تقاضاي ريشه در اختيار آن قرار مي دهد. لذا اين روش به تنهايي و يا در کنار ساير روش هاي نوين آبياري، اگر بر اساس داده هاي پژوهشي و به درستي پياده شود و تداوم يابد، مي تواند ايران را از فجايع خشکسالي و زيست محيطي از يک سو، و از وابستگي شديد غذايي و رهايي از بحران اشتغال از سوي ديگر، برهاند و انقلابي در کشاورزي و اقتصاد ايجاد کند.پليمرهاي سوپر جاذب[1] ژلهاي پليمري آبدوست يا هيدروژلهايي هستند که مي توان مقادير زيادي آب حاوي املاح ( آب نمک 9 % ) يا محلولهاي فيزيولوژيکي را جذب کنند . از لحاظ عملي يک سوپر جاذب بصورت ماده خشکي توصيف مي شود که چندين برابر وزن خود محلول آبي جذب کند (9 و 4 ) . تحقيقات متعددي بر روي اين ماده صورت گرفته است . در آزمايشي که توسط ماس و کرولي (Math & Croeley) در سال 1995 در ايالت کلرادو صورت گرفته با کاربرد هيدروژل بر روي گياه گوجه فرنگي در چين هاي اول و دوم بترتيب 8/24% و 7/13% افزايش محصول و در مجموع 6/18% افزايش محصول عايد گرديده است (19) . در آزمايش ديگري که توسط راگو (Rughoo) و همکاران در سال 1997 بر روي گياه گوجه فرنگي صورت گرفت اثر دو نوع هيدروژل بر عملکرد گياه بررسي گرديد . نتايج اين تحقيق مبين آن است که هر دو هيدروژل با عث افزايش محصول به ميزان 10 % و 14 % شد (20) .

آزمايش ديگري توسط اشميت و گراهام (Shzmidt & Graham ) بر روي گياهان گوجه فرنگي ، خيار و کاهو در آزمايشگاه با بکارگيري هيدروژل و آب بسيار شور صورت گرفت که نتايج نشان از افزايش توليد در  اجزا عملکرد و وزن خشک داشت (23). الحربي (Al-Hrabi) در سال1994 اثر آبياري و افزودن مواد جاذب الرطوبه در خاک را بر روي رشد نهال گوجه فرنگي آزمايش نمود . نتايج نشان داد که افزودن آن به ميزان 6/0 درصد وزني باعث افزايش معني داري در عملکرد مي گردد که مسلماً اين افزايش ناشي از دسترسي بيشتر گياه به آب بوده است (16) .

در سال 1999 افزايش شاخص جوانه زني بر روي خيار توسط الحربي (Al-Hrabi) و همکاران گزارش شده است (15) . جيمز و ريچاردز (James & Richards) نيز در سال 1996 در شرح سوپر جاذب ها ( هيدروژلها ) گفته اند که آنها قادرند تا هزار برابر وزن خود آب جذب کنند (18) . والاک (Wallace) هم در سال 1990 با استفاده از هيدروژل عملکرد بالايي در محصول گوجه فرنگي بدست آورد (24) . هنس و نايدو (Haynes & Naidu) در سال 1998 اعلام نمودند هيدروژل علاوه بر افزايش ظرفيت نگهداري آب ، به نگهداري مواد غذايي (کود) عناصر ماکرو و ميکرو در خاک نيز کمک مي کند (17) . سيبلربوش (Silberbush) و همکاران در سال 1993 پلي اکريلاميد جاذب رطوبتي به نام آگروسواک را به عنوان يک ماده اصلاح کننده خاک براي افزايش دسترسي گياهان به آب در خاک شني در منطقه نگو(Negev) فلسطين مورد آزمايش قرار دادند . نتايج نشان داد ظرفيت ذخيره آب در خاک با افزايش ميزان کاربرد آگروسواک زياد مي شود (21) .

اثر هيدروژل بر ذخيره آب در خاکهاي شني و لوم شني و تاثير آن بر رشد جو و گندم و نخود توسط اختر (Akhter) و همکارانش در سال 2004در کشور پاکستان بررسي گرديد . نتايج نشان داد با افزايش 1/0 و 2/0 و 3/0 درصد هيدروژل به خاک ظرفيت نگهداري آب بطور خطي (R=0.988) افزايش خواهد يافت . افزودن هيدروژل به خاک باعث تاخير 4 تا 5 روزه در پژمردگي نهال در هر دو نوع خاک بکار رفته شد (14) .

سيواپالان (Sivapalan) و همکاران در سال 2001 در يک آزمايش گلخانه اي اثر پليمر جاذب رطوبتي به نام آلکوزورب را روي عملکرد و کارآيي مصرف آب سويا در يک خاک شني مورد آزمايش قرار دادند . نتايج نشان داد که مقدار آب نگهداري شده در خاک در فشار 01/0 مگا پاسکال به ميزان 23 و 93 درصد به ازاي کاربرد 03/0 و 07/0 درصد وزني پليمر افزايش يافت . ميزان کارايي مصرف آب سويا در 03/0 درصد 12 برابر و در 07/0 درصد به ميزان 19 برابر نسبت به تيمار کنترل افزايش نشان داد (22) . در کشورمان نيز تحقيقات گسترده اي در اين زمينه انجام شده است .

کوچک زاده و همکاران در سال 1379 در تحقيق خود تحت عنوان : “تاثير پليمر فراجاذب آب بر روي برخي خصوصيات فيزيکي خاک ” نشان دادند که اين پليمر مي تواند نگهداري رطوبت را در خاکهاي سبک  افزايش دهد و مشکل نفوذ پذيري خاکهاي سنگين را برطرف سازد (10) . شرفا در سال 1366 تاثير ماده جاذب رطوبت هيدروپلاس را بر تخلخل ، ظرفيت نگهداري و عبور آب دو نوع خاک نسبتاً سنگين و سبک مورد آزمون قرار داد و اعلام داشت که افزودن هيدروپلاس موجب افزايش ظرفيت نگهداري رطوبت در هر دو نوع خاک مي شود و تخلخل در خاکهاي سبک را افزايش مي دهد (7) . در تحقيقي که شفيعي در سال 1382 بر روي تاثير پليمر سوپر جاذب بر افزايش رطوبت خاک و بازدهي و استقرار گونه پانيکوم آنتيدوتيل داشت مشخص گرديد که استقرار گونه در تيمار شاهد 75 % و در تيمار پليمر 80 % و توليد ماده خشک هر گلدان در تيمار شاهد 71/1 و در تيمار پليمر 82/3 گرم بوده است . همچنين کارايي مصرف آب در تيمار شاهد 21/0 و در تيمار پليمر 46/0 گرم در ليتر بود (3) .

گوگلاني هم در سال 1382 با کاربرد 30 تا 50 گرم پودر هيدروژل براي هر درخت در باغهاي زيتون گنبد نشان داد که حداقل 50 % در مقدار آب آبياري صرفه جويي مي شود (13) .

الله دادي در سال 1384 در بررسي اثر مقادير سوپر جاذب آب از نوع  A200 بر رشد و عملکرد سويا گزارش نمود که بيشترين عملکرد و اجزاء عملکرد سويا با اعمال آبياري کافي ( دور آبياري 6 روز ) و نيز کاربرد بالاترين مقدار پليمر سوپر جاذب 225 کيلوگرم در هکتار بدست مي آيد (2) .

در گزارش روشن (1381) در دومين دوره تخصصي کاربرد هيدروژلهاي سوپر جاذب در کشاورزي و صنعت آمده است که با مصرف 10 گرم در متر مربع بر روي گياه چمن دور آبياري دو برابر شده و 50 درصد در مصرف آب و هزينه هاي آبياري صرفه جويي مي شود (5) . در طرحي اثر پليمر آبدوست Terracottem بر دور آبياري خربزه در سال 1382 در منطقه شهرستان سمنان اجرا گرديد که نتايج نشان داد که استفاده از هيدروژل تاثير مثبت روي صفات مورد بررسي ( بنيه گياه ، وزن ميوه و بيوماس گياه ) در شرايط تنش خشکي دارد ، فاکتور اثرات متقابل صفات مذکور فقط در سطح 1 % براي صفت بيوماس گياه معني دار شد بطوريکه تيمار با  دور آبياري 6 روز و 15 گرم پليمر بيشترين بيوماس را داشته است (6) . تاثير هيدروژل هاي سوپر جاذب در کاهش خشکي درختان زيتون توسط عليرضا طلايي و ادل اسد زاده در سال 1384 بررسي گرديد . نتايج نشان داد با کاربرد 3/0 درصد وزني پليمرهاي سوپر جاذب ، شاخص هاي رشد در نهال هاي مورد تيمار نسبت به شاهد افزايش چشمگيري داشته و کمتر در معرض تنش خشکي قرار گرفته است (8) . کاربرد پليمر سوپر جاذب بر روي گياه دارويي کتان روغني در مرکز تحقيقات کشاورزي زابل اجرا گرديد .

نتايج اين تحقيق نشان داد که با اعمال 5/7 ميليمتر (75% نياز ناخالص آبياري) به ميزان 1500 متر مکعب آب در هر هکتار صرفه جويي مي گردد و در صفات اندازه گيري شده گياه تغيير محسوسي مشاهده نگرديده (11) . کاربرد شش مقدار سوپر جاذب (3،2،1،0 و 5 گرم سوپر جاذب در کيلو گرم ) و چهار دور آبياري (18،14،10 و 22) بر روي رشد و عملکرد ذرت علوفه اي بررسي گرديد که نتايج نشان داد که اثر مثبت مقادير با سوپر جاذب روي صفات مورد بررسي بخصوص ارتفاع بوته و تجمع ماده خشک بوده است . اين اثر در فواصل آبياري 18 و 22 روز بيشتر از دور آبياري 10 و 14 روز ملاحظه شد . بيشترين تاثير روي صفات مورد اندازه گيري مربوط به مقادير 3 و 4 و 5 گرم سوپر جاذب در کيلوگرم خاک بود و مقادير 1 و 2 گرم خاک به دليل کافي نبودن ميزان آن تفاوت معني داري را با شاهد بدون سوپر جاذب نشان نداد (1)

گودرزي در سال 1384 در بررسي اثر گوگرد و کمپوست در افزايش جذب عناصر غذايي توسط گندم گزارش گرد که مصرف گوگرد به تنهايي موجب افزايش جذب عناصر غذايي فسفر ، پتاسيم ، آهن ، روي و مس به ترتيب 5/5 ، 11 ، 39 ، 5 و 29 درصد نسبت به شاهد شد در حاليکه مصرف توام گوگرد با کود آلي کمپوست جذب اين عناصر را به ترتيب 78 ، 73 ، 68 و 54 درصد افزايش داد .

عملكرد، ساختار وخصوصيات هيدروژل :

سوپر جاذب ها از اتصال تعداد نامحدودي مونومر ( تک پاره) ساخته شده اند پس وزن مولكولي آن ها ممكن است به چند ميليون برسد ، در حقيقت پلي آلكيل آميدهاي1[2] غير سمي هستند كه بار مثبت آنها عنصرمعدني پتاسيم يا سديم است . هر چه غلظت مونومر در اين مواد افزايش يابد سبب ايجاد تخلخل بر اثر تبخير محلول در ژل مي شود كه اين فضاهاي خالي باعث افزايش سطح تماس ژل با محلولهاي آبي مي شود و در نتيجه سرعت جذب را افزايش مي دهد. سوپر جاذب ها از نظر ميزان جذب ، سرعت جذب ، استحكام ژل ، به چهار نوع تقسيم مي شوند . اين مواد در حدود 500 برابر وزن مولكولي خود آب جذب مي كنند در حقيقت براي گياه به منزله آب انبار هاي زيبايي هستند كه در موقع نياز ريشه به راحتي آب را در اختيار آن قرار مي دهند. اين مواد پس از 7-4 سال بسته به نوع آن در خاك توسط ميكروارگانيسم ها تخريب مي شوند. هيدروژل ها به علت تغييرحجم مداوم كه به دليل جذب آب وازدست دادن آب پيدا مي كنند ميزان هوا را در خاك افزايش داده و باعث تهويه بيشتر خاك مي شوند.

از مزاياي استفاده از هيدروژل ها مي توان موارد زير را برشمرد :

1- تاثيرات برروي شاخصهاي خاك از نظر بافت فيزيکي .

2- فشردگي خاك

3- تهويه بهينه خاك

4- ممانعت از فرسايش خاك

5- جلوگيري از شسته شدن و هدر رفتن مواد غذايي خاك

6- كاهش تاثيرات منفي حاصل از نمك خاك و کاهش شوري (EC) در خاک

7- جذب بهتر مواد غذايي از طريق ريشه و افزايش راندمان استفاده از کود هاي طبيعي .

8- انبوهي رشد ريشه (تقويت ريشه زايي) و افزايش ريشه دواني

9- افزايش شاخص جوانه زني و سهولت در جوانه زني

10- فزايش تاثير كودها و آفت كشها به ميزان بسيار چشمگير

11- كاهش تاثيرات منفي ناشي از تنش خشكي

12- كاهش چشمگير مصرف آب و جلوگيري ازاتلاف آب در حدود 70-50 %

13- افزايش كمي وكيفي محصول و در نتيجه درآمد بالاتر

14- افزايش توليد ماده خشك در گياه بدون نياز به افزايش مصرف آب

براي رفع مشكل هدر رفت آب در خاكهاي سبك (شني) مي توان با استفاده از هيدروژل ظرفيت نگهداري آب را بالا برد. به علاوه براي رفع مشكل نفوذ پذيري خاكهاي سنگين (رسي) مي توان از هيدروژل استفاده نمود. هيدروژل در كشاورزي ، باغباني، جنگلكاري و فضاي سبز استفاده مي شود هيدروژل تاثيرات مثبت بسزايي در كنترل فرسايش خاك دارد. اين پليمرها مي توانند از بارندگيهاي پراكنده در مناطق كم آب به خوبي استفاده كرده و در موقع نياز ريشه در اختيار گياه قرار دهند. در مناطقي كه داراي شيب فراوان هستند اين مواد مي توانند از هدر رفتن آب جلوگيري كنند. از آنجا كه اين مواد جذب آب ناشي از بارندگي هاي پراكنده را بالا مي برد پس فواصل آبياري را افزايش مي دهند كه اين افزايش بستگي به شرايط فيزيكي خاك ، آب و هوا و ميزان مصرف هيدروژل در خاك متفاوت است. اين پليمرها تنش هاي رطوبتي را از بين برده وبه سازگاري گياهان كاشته شده با محيط جديد كمك مي كنند. سوپر جاذبها با قرار گرفتن در خاك باعث جذب آب ثقلي و غير قابل استفاده براي گياه مي شوند بنابراين از تنشهاي وارده و تقليل عملكرد تاحد زيادي جلوگيري مي كند . هيدروژل عناصري نظير : نيتراتها ، فسفاتها ، پتاسيم، آهن ، روي، وانواع ويتامينها را در خود نگهداري نموده و از هدر رفتن آنها جلوگيري مي كند .
ميزان و طريقه كاربرد

هيدروژل بايد به صورت ماده خشك با خاك مخلوط شود و حداقل در لايه 5 سانتي متري خاك قرار بگيرد زيرا اشعه ماوراء بنفش باعث شكسته شدن سريع اين مواد مي شود . نحوه استفاده از هيدروژل در موارد مختلف به شرح زير است :

درختان و بوته ها: حدود 100-50 گرم سوپر جاذب خشك به ازاي هر درخت توصيه مي شود. به اين طريق كه 25-20 سانتيمتر از سطح خاك را با سوپر جاذب مخلوط كرده و استفاده مي كنيم. ميزان مصرف هيدروژل بستگي به بافت خاك و اندازه درخت دارد.

انتقال نهال: ابتدا نهال را در ظرفي حاوي ژل (هيدروژل كه آب جذب كرده به تناسب 1 كيلوگرم در 220 ليتر آب) فروبرده به صورتيكه اين مواد از ريشه جدا نشود نهال را جا به جا مي كنيم. روش كاشت به شرح زير مي باشد: ابتدا محل چاله ها را مشخص كرده و با توجه به حجم ريشه نهال اقدام به حفر چاله اي مي كنيم كه تقريباً سه برابر حجم ريشه باشد سپس مقداري هيدروژل را با خاك مخلوط كرده ودر اطراف ريشه كه در وسط چاله قرار دارد مي ريزيم و وقتي از محكم شدن نهال و چسبيدن ريشه آن به خاك چاله مطمئن شديم آنگاه آبياري مي كنيم . اين چاله ها بايد حداقل 10 سانتي متر پايين تر از سطح زمين باشند تا بتوانند آبهاي سطحي را جذب كند .
درختان ميوه و جنگلكاريهاي شهري: 100-80 گرم براي هر درخت توصيه مي شود .روش كار به اين صورت است كه در قسمت سايه انداز درخت كه توسعه ريشه بيشتر است 5-3 حفره 50-40 سانتي متري ايجاد مي كنيم ( اندازه و تعداد حفره ها بستگي به اندازه درخت دارد ) در اين روش كه روش كپه اي ( درون گودال ) است مقداري هيدروژل را در كف چاله ها به صورت خشك مي ريزيم و سپس روي آن را با خاك معمولي پر مي كنيم البته چاله ها بايد حداقل 10 سانتي متر از سطح زمين پايين تر باشند.علاوه بر اين روش سوپرجاذ بها مي توانند به صورت نواري و اختلاط كامل با خاك به كار روند .

زمينهاي چمن: به مقدار 25-20 گرم سوپر جاذب در هر متر مربع و در عمق 5/2- 2 سانتي متري خاك قرار مي دهيم. روش كار به اين صورت است كه ابتدا بستر خاك را آماده مي كنيم و بعد مقدار توصيه شده را به صورت دستپاش يا بذر پاش در سطح خاك پخش كرده و سپس با برگرداندن خاك سوپر جاذب را در لايه 5/2- 2 سانتي متري قرار مي دهيم و به اندازه 10 سانتي متر خاك معمولي روي آن مي ريزيم و غلتك مي زنيم و بعد عمليات بذر پاشي را انجام مي دهيم. دراين روش مقدار آبياري كمتر از روشهاي معمول و همچنين دوره آبياري طولاني تر مي شود .

كشتهاي زراعي: بسته به خصوصيات مزرعه از جمله بافت خاك، شرايط اقليمي و… حد ود 25-40 كيلوگرم سوپر جاذب در هر هكتار (10000متر مربع) خاك استفاده مي شود وبه دو صورت نواري ، دست پاش يا كود پاش اعمال مي شود . روش نواري: هيدروژل ته شيار ريخته و روي آن را با خاك پوشانده و آبياري مي شود . روش دستپاش يا كود پاش: هيدروژل در سطح مزرعه پخش مي شود و با ابزار مناسب آنها را زيرخاك مي برند.

پرورش قارچ: كلوفوني به مقدار دو كيلوگرم در هرمتر مكعب با بستر كاشت مخلوط شده و تا حالت اشباع آبياري مي شود .

خزانه نشاء: حدود 120- 40 گرم كلوفوني در هر متر مربع ودر عمق 15-10سانتي متري استفاده مي شود.
گلدان: هيدروژل را با خاك مخلوط مي كنيم و به صورت لايه اي در قسمت پايين گلدان مي ريزيم تا ازهدر رفتن آب جلوگيري كنيم يا سوراخهايي تا دو سوم عمق گلدان ايجاد كرده و مقداري هيدروژل خشك را درون آن ريخته و آن را مي فشاريم و سپس سوراخها را با خاك معمولي مي پوشانيم تقريباً به ازاي هر كيلو گرم خاك گلدان دو گرم هيدروژل مصرف مي كنيم . در هر يك از شرايط فوق لازم است تا 3-2 نوبت آبياري معمولي انجام شود و سپس فاصله آبياري را افزايش دهيم .

كاربرد هيدروژل بسته به نوع گياه ، بافت خاك ، شرايط اقليمي و كيفيت آب ، موجب كاهش آب مصرفي به ميزان 70-50% مي شود كه اين مقدار براي گياهان گلداني 75-50% ، زمينهاي چمن 40-15%، گياهان زراعي در شرايط مزرعه اي 40-20% است .

رزينهاي سوپرجاذب (سوپرآب) مواد اصلاح‌كننده جديدي هستند كه به تازگي كاربرد وسيعي پيدا كرده‌اند. اين هيدروژلها، پليمرهايي به شدت آبدوست‌اند كه ضمن برخورداري از سرعت و ظرفيت زياد جذب آب، به مثابه آب انبارهاي مينياتوري عمل كرده و در موقع نياز ريشه، به راحتي آب و مواد غذايي محلول در آب را در اختيارريشه گياه قرار مي‌دهند. مقدار آبي كه در خاك ذخيره مي‌شود به ظرفيت نگهداري رطوبت خاك نيز بستگي دارد.

پليمرهاي سوپر‌آب ضمن بالا بردن ظرفيت نگهداري آب در خاكهاي سبك مي‌توانند مشكل نفوذناپذيري خاكهاي سنگين و مشكل شويش سريع كودها وآلودگي آبهاي زيرزميني را نيز مرتفع كنند. اين سوپرجاذبها از آنجاكه با جذب سريع آب به ميزان صدها برابر وزن خود به ژلي با دوام زياد تبديل مي‌شوند، در كشاورزي و باغباني، جنگلكاري، فضاي سبز و نيز در تثبيت بيولوژيكي شنهاي روان، كنترل فرسايش خاك و كويرزدايي از جايگاه ويژه‌اي در دنيا برخوردارشده‌اند.

با اينكه سوپرآب، تحت فشار هم قادر به نگهداري آب جذب كرده خود است، به‌محض نياز ريشه، آب را به سهولت در اختيار آن قرار مي‌دهد. سوپرآب با جذب سريع آب و حفظ آن، بازده جذب آب ناشي از بارندگيهاي پراكنده را بالا برده و در صورت آبياري خاك، فواصل آبياري را نيز افزايش مي‌دهند. مقدار اين افزايش به شرايط فيزيكي خاك، آب و هواي منطقه و ميزان مصرف سوپرجاذب در خاك، بستگي دارد. استفاده از سوپرآب در كاشت نشاء و نهال، تنشهاي رطوبتي را از بين برده و به سازگاري نباتات كاشته شده با محيط كمك مي‌نمايد. با توجه به pH نزديك به خنثاي سوپرآب كه بين 6 تا 7 است، اثر سوء بر خاك نداشته و هيچگونه سميتي نيز ندارد. اين سوپرجاذبها پس از 3 تا 5 سال، بسته به نوع آن و تركيب خاك، توسط ميكروارگانيسمها تخريب مي‌شوند و لذا آلودگي زيست‌محيطي ايجاد نمي‌كنند. علاوه بر نگهداري آب، سوپرآب به علت تغيير حجم مداوم (انبساط به هنگام تورم و انقباض به هنگام از دست دادن آب) ميزان هوا را در خاك افزايش مي‌دهد.

روش تحقيق

ابتدا جهت تعيين ترکيب بهينه کمپوست – هيدروژل  و ورمي کمپوست – هيدروژل  آزمايشات فيزيکي ، شيميايي بخصوص تعيين نقاط مهم رطوبتي در نسبت هاي مختلف نمونه – هيدروژل انجام شد . درصد هاي اختلاط مورد آزمايش بشرح ذيل بود :

جدول 1 – ترکيب درصد اختلاط نمونه ها با کمپوست

A

B

C

D

E

کد نمونه

100

99

95

90

85

درصد کمپوست

0

1

5

10

15

درصد هيدروژل

جدول 2 – ترکيب درصد اختلاط نمونه ها با ورمي کمپوست

A

B

C

D

کد نمونه

100

99

95

90

درصد ورمي کمپوست

0

1

5

10

درصد هيدروژل

 در ادامه بهترين ترکيب کمپوست – هيدروژل را که بالاترين ظرفيت نگهداري آب  را نشان دهد و ويژگيهاي شيميايي – فيزيکي مطلوب داشته باشد تعيين گرديد . همچنين در مورد ورمي کمپوست نيز بطور مشابه نمونه ها تهيه گردد .

نمو نه ها ابتدا بوسيله آسياب کاملاً خرد شده و بصورت مخلوط همگن در آورده شده است . سپس از آنها مقادير لازم جهت آزمايشات مختلف برداشته شده است سپس آزمايشات انتخابي تعيين درصد رطوبت ، pH و هدايت الکتريکي1[3](EC) و درجه اشباعي روي نمونه ها انجام شده است .

مشخصات دستگاهها

براي اندازه گيري فاکتورهای مختلف ازروش های استانداردانجمن سلامت امریکا استفاده شده است.براي اندازه گيري هدايت الکتريکي از دستگاه هدايت سنج BA 380 – EDT و pH از دستگاه pH  مترMetrohm 744 استفاده شده است . آون Memmert  نيز براي خشکاندن وتعيين رطوبت مواد بکار رفته است  ضمنا” اندازه گيري ها بر حسب ماده خشک مي باشد . هدايت الکتريکي بر حسب ms/cm گزارش شده است .براي محاسبه درصد اشباع نیز از روش هاي وزني استفاده شده است.مشخصات سوپر جاذب مورد استفاده در اين تحقيق که ساخت پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران مي باشد به شرح جدول 3 مي باشد:

رديف

ويژگي

مشخصه هيدروژل

1

ظاهر

دانه سفيد

2

بو و سميت

ندارد

3

دانسيته gr/cm3

5/1-4/1

4

pH در محيط آبي

7-6

5

حلاليت در آب

نامحلول

6

ميانگين اندازه ذرات (mm)

4-2

7

ظرفيت جذب آب شهر (g/g)

190

8

ظرفيت جذب آب مقطر (g/g)

220

9

ظرفيت جذب محلول               9/0 درصد سديم کلريد (g/g)

45

جدول 4 – نتايج نمونه هاي ترکيبي با کمپوست

کد نمونه

نوع نمونه

درجه اشباعي

pH

EC (ds/m)

رطوبت (درصد)

A

100 گرم کمپوست

8/98

35/7

07/3

5/8

B

99 گرم کمپوست + 1 گرم سوپر جاذب

0/154

44/7

80/2

5/8

C

95 گرم کمپوست + 5 گرم سوپر جاذب

1/326

52/7

98/3

4/8

D

90 گرم کمپوست + 10 گرم سوپر جاذب

0/382

52/7

15/4

4/8

E

85 گرم کمپوست + 15 گرم سوپر جاذب

4/542

68/7

42/4

0/9

همانطور که نتايج نشان مي دهد ترکيب کمپوست و ورمي کمپوست با سوپر جاذب باعث افزايش درجه اشباعي شده که مسلماً موجب افزايش زمان نگهداري آب در خاک مي شود و به دنبال آن فوايد بسياري در کشاورزي به دنبال خواهد داشت . (مطابق نمودار 1 )

جدول 5 – نتايج نمونه هاي ترکيبي با ورمي کمپوست

کد نمونه

نوع نمونه

درجه اشباعي

pH

EC (ds/m)

رطوبت (درصد)

A

100 گرم  ورمي کمپوست

0/150

0/8

52/1

2/38

B

99 گرم ورمي کمپوست + 1 گرم سوپر جاذب

0/190

10/8

60/1

8/37

C

95 گرم ورمي کمپوست + 5 گرم سوپر جاذب

0/350

12/8

14/2

7/36

D

90 گرم ورمي کمپوست + 10 گرم سوپر جاذب

4/442

17/8

44/2

6/36

در اثر افزايش سهم درصدي سوپر جاذب کمي تغيير افزايش در ميزان هدايت الکتريکي (EC) ديده مي شود که بنا به دليل مقادير بهينه مورد استفاده در اين اختلاط با مقدار 1 درصد همخواني دارد . در مورد ورمي کمپوست نيز نتايج تقريباً بطور مشابه تکرار شده است .

تيجه گيري

بنابراين استفاده از سوپرجاذب به تنهايي يا در کنار ساير روشهاي آبياري و يا در حين مصرف کودهاي آۀي نظير کمپوست و ورمي کمپوست  در صورتيکه به نحوه صحيح به کار رود و ادامه يابد اين توانايي را دارد که زمينهاي خشک و غير قابل کشت کشورمان را با کمترين هزينه از خشکسالي نجات دهد و همچنين تحولي عظيم در کشاورزي و اقتصاد کشاورزان شريف و کليه مراکز و سازمانهاي حفظ و نگهداري منابع طبيعي و فضاي سبز کشور ايجاد کند و با توجه به اثرات زيست محيطي مفيدي که از توليد کمپوست حاصل مي شود به حفظ محيط زيست سبز نيز خدمت خواهد شد .

+ نوشته شده در  سه شنبه دوازدهم مهر 1390ساعت 11:9  توسط اسماعیل حیدری  |