خواص تغذیه‌ای خاک و برگ درختان کاج تهران آبیاری شده با فاضلاب شهری

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

آزاده صالحی ¹ , مسعود طبری کوچکسرایی ²

1 - دانش آموخته دکتری جنگل‌داری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس.
2 - استاد گروه جنگل‌داری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس*(مسوول مکاتبات).

تاریخ دریافت : 1387/11/11 تاریخ پذیرش : 1388/11/04 تاریخ انتشار : 1393/10/01

کلید واژه: آبیاری, فاضلاب شهری, عناصر غذایی, کاج تهران, خاک,

چکیده مقاله :

محدودیت منابع آبی و ضرورت استفاده بهینه از این منابع، اهمیت کاربرد فاضلاب های شهری را در مواردی که به کیفیت پایین تری از آب آشامیدنی نیاز است (آبیاری پارک ها و فضای سبز)، مشخص می سازد. فاضلاب غیر از تامین آب به عنوان یک منبع سرشار از عناصر تغذیه ای مورد نیاز گیاه نیز مطرح می باشد. در تحقیق حاضر، تاثیر کاربرد طولانی مدت آبیاری با فاضلاب شهری روی غلظت عناصر غذایی ماکرو و میکرو (N، P، K، Ca، Mg، Na، Fe، Mn، Zn و Cu) خاک و برگ درختان کاج تهران (Pinus eldarica Medw..) در اراضی جنگل کاری جنوب تهران بررسی شد. بدین منظور، چهار پلات 30×30 متر در یک طرح تصادفی- سیستماتیک در دو توده 15 ساله دست کاشت کاج تهران 1) آبیاری شده با فاضلاب شهری و 2) آبیاری شده با آب چاه پیاده و نمونه های برگ و خاک جمع آوری گردید. نمونه های آب (فاضلاب شهری و آب چاه) نیز در طول 6 ماه (از ابتدای تیر تا پایان آذرماه) با 3 تکرار در هر ماه برداشت شد. نتایج نشان داد که غلظت عناصر غذایی نیتروژن (N)، فسفر (P)، پتاسیم (K)، کلسیم (Ca)، منیزیم (Mg)، سدیم (Na)، آهن (Fe)، منگنز (Mn)، روی (Zn) و مس (Cu) در فاضلاب شهری و برگ درختان تحت تیمار با فاضلاب شهری به طور معنی داری بیشتر از غلظت آن ها در عرصه آبیاری شده با آب چاه است. کاربرد فاضلاب شهری افزایش 5/1 واحدی عناصر غذایی خاک را به همراه داشت که در هر دو تیمار آبیاری غلظت این عناصر در لایه سطحی خاک (عمق 15-0 سانتی متری) بیش‌تر از لایه های زیرین بود. آبیاری با فاضلاب شهری موجب سمیت عناصر غذایی خاک و برگ نشد. بررسی ارتباط بین عناصر غذایی خاک و برگ درختان همبستگی خطی مثبت و معنی داری را نشان داد. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند ایده بهره برداری از فاضلاب شهری را به عنوان یک منبع آبی و کودی مورد نیاز جنگل کاری ها و فضای سبز بیش از پیش تقویت کند.

چکیده انگلیسی:

Municipal effluents can often contain significant concentrations of organic and inorganic nutrients. There is potential for these nutrients to be used as a fertilizer source when the water is recycled as an irrigation source. Therefore, long-term irrigation with municipal effluents can add large amounts of nutrients to the soil and plant. A case study was undertaken to assess the impact of municipal effluent irrigation on macro and micro-nutrient (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn) concentration of soil and leaf of eldar pine (Pinus eldarica Medw.) trees, in south of Tehran. For this purpose, Data were collected using technique of systematic random sampling with 4 replicates in two 15 year-old-artificial eldar pine stands 1) under irrigation of municipal effluent and 2) irrigated with well water. Municipal sewage and well water were sampled daily (3 days in each month) from early June to late November. Results indicated that the concentrations of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), sodium (Na), copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn) and zinc (Zn) in municipal effluent and leaf of trees irrigated with municipal effluent were significantly greater compared with those of well water treatment. Application of municipal effluent resulted in a 1.5-fold increase in the concentrations of soil macro and micro-nutrients. The nutrients showed their greatest values in the upper layer of soil (0-15 cm). Irrigation using municipal effluent did not result in toxicity of nutrients in tree leaf and soil. The macro and micro-nutrient contents of leaf were correlated with their respective value in soil. It might be concluded that the municipal effluents could be utilized as a source of water and nutrients in afforestations.  

منابع و مأخذ:

1. حسن لی، ع. و جوان، م. 1384. ارزیابی پساب تصفیه شده شهری و کاربرد آن در آبیاری فضای سبز. مطالعه موردی (تصفیه خانه فاضلاب شهر مرودشت). مجله محیط شناسی، شماره 31، ص 30-23.
   
   
   1. Singh, R.P., Agrawal, M., 2008. Potential benefits and risks of land application of sewage sludge. Waste Management, 28 (2): 347-358.
   
   
   2. Toze, S., 2006. Reuse of effluent water-benefits and risks. Agricultural Water Management, 80: 147-159.
   
   
   3. Al-Jamal, M.S., Sammis, T.W., Mexal, J.G., Picchioni, G.A., Zachritz, W.H., 2000. A growth irrigation scheduling model for wastewater use in forest production. Agricultural Water Management, 56: 57-79.
   
   
   4. Sharma, R.K., Agrawal, M., Marshall, F., 2007. Heavy metal contamination of soil and vegetables in suburban areas of Varanasi, India. Ecotoxicology and Environmental Safety, 66 (2): 258-266.
   
   
   5. Ramirez-Fuentes, E., Lucho-Constantino, C., Escamilla-Silva, E., Dendooven, L., 2002. Characteristics and carbon and nitrogen dynamics in soil irrigated with waste water for different lengths of time. Bioresource Technology, 85: 179-187.
   
   
   6. Meli, S., Porto, M., Belligno, A., Bufo, S.A., Mazzatura, A., Scopa, A., 2002. Influence of irrigation with lagooned urban wastewater on chemical and microbiological soil parameters in a citrus orchard under Mediterranean condition. The Science of the Total Environment, 285: 69-77.
   
   
   7. Stewart, H.T.L., Hopmans, P., Flinn, D.W., Hillman, T.J., 1990. Nutrient accumulation in trees and soil following irrigation with municipal effluent in Australia. Environmental Pollution, 63: 155-177.
   
   
   8. Selivanovskaya, S.Y., Latypova, V.Z., Kiyamova, S.N., Alimova, F.K., 2001. Use of microbial parameters to access treatment methods of municipal sewage sludge applied to grey forest soils of Tatarstan. Agriculture, Ecosystem and Environment, 86: 145-153.
   
   
   9. Sharma, A., Ashwath, N., 2006. Land disposal of municipal effluents: importance of choosing agro forestry systems. Desalination, 187: 361-374.
   
   
   10. Singh, G., Bhati, M., 2005. Growth of Dalbergia sissoo in desert regions of western India using municipal effluent and the subsequent changes in soil and plant chemistry. Bioresource Technology, 96: 1019-1028.
   
   
   11. Madejo´n, P., Maran˜o´n, T., Murillo, J.M. Biomonitoring of trace elements in the leaves and fruits of wild olive and holm oak trees. Science of the Total Environment, 355: 187-203.
   
   
   12. Rattan, R.K., Datta, S.P., Chhonkar, P.K., Suribabu, K., Singh, A.K., 2005. Long-term impact of irrigation with sewage effluents on heavy metal content in soils, crops and groundwater-A case study. Agriculture, Ecosystems and Environment, 109: 310-322.
   
   
   13. Sharma, R.K., Agrawal, M., Marshall, F., 2007. Heavy metal contamination of soil and vegetables in suburban areas of Varanasi. India. Ecotoxicology and Environmental Safety, 66: 258-266.
   
   
   14. Gasco´, G., Lobo, M.C., 2007. Composition of Spanish sewage sludge and effects on treated soil and olive trees. Waste Management, 27 (11): 1494-1500.
   
   
   15. Emongor, V.E., Ramolemana, G.M., 2004. Treated sewage effluent (water) potential to be used for horticultural production in Botswana. Physics and Chemistry of the Earth, 29: 1101-1108.
   
   


2. طبری، م.، عبدالله زاده، ب.، ثاقب طالبی، خ. و زبیری، م. 1383. تاثیر برخی عوامل محیطی روی بهبود ویژگی­های کیفی کاج الدار در فضای سبز شهری تهران. مجله محیط شناسی، شماره 33، ص 73-68.


3. جزیره‌ای، م.ح. 1381. جنگل­کاری در خشکبوم. انتشارات دانشگاه تهران، 458 ص.
   
   
   1. Letacon, F., 1969. Une methode originale de prelevemennts foliaires R.F.F., 3: 196- 197.
   
   


4. حبیبی کاسب، ح. 1371. مبانی خاکشناسی جنگل. انتشارات دانشگاه تهران، 424 ص.
   
   
   1. Yadav, R.K., Goyal, B., Sharma, R.K., Dubey, S.K., Minhas, P.S., 2002. Post-irrigation impact of domestic sewage effluent on composition of soils, crops and ground water-A case study. Environment International, 28:481-486.
   
   
   2. APHA, 1992. Standard methods for the examination of water and wastewater. APHA, AWWA and WPCF. 16^th ed.
   
   
   3. Jackson, M.L., 1973. Soil chemical analysis. Prentice Hall of India Private Ltd, New Delhi.
   
   
   4. Olsen, S.R., Cola, C.V., Watanabe, F.S., Dean, L.A., 1954. Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate, In: USDA Circ. 939, USDA, Washington, DC.
   
   
   5. Bremner, J.M., 1996. Nitrogen-total. In: Bigham, J.M. (Ed.), Methods of Soil Analysis: Part 3. Chemical Methods. SSSA, pp. 1085-1121.
   
   


5. زرین کفش، م. 1372. حاصلخیزی خاک و تولید. انتشارات دانشگاه تهران، 320 ص.
   
   
   1. Bozkurt, M.A., Yarilga, T., 2003. The effects of sewage sludge applications on the yield, growth, nutrition and heavy metal accumulation in apple trees growing in dry conditions. Turkish Journal of Agricultural and forestry, 27: 285-292.
   
   
   2. Lindaman, H.R., 1992. Analysis of variance in experimental design. Springer-Verlag, New York.
   
   
   3. Hach, 2002. Water Analysis Handbook, Loveland, Colorado, USA, 61-62.
   
   


6. سالاردینی، ع. 1371. حاصلخیزی خاک. انتشارات دانشگاه تهران، 440 ص.
   
   
   1. Mathan, K.K., 1994. Studies on the influence of long-term municipal sewage-effluent irrigation on soil physical properties. Bioresource Technology, 48: 275-276.
   
   
   2. Bhati, M., Singh, G., 2003. Growth and mineral accumulation in Eucalyptus camaldulensis seedlings irrigated with mixed industrial effluents. Bioresource Technology, 88: 221-228.
   
   
   3. Hati, K.M., Biswas, A.K., Bandyopadhyay, K.K., Misra, A.K., 2007. Soil properties and crop yields on a vertisol in India with application of distillery effluent. Soil & Tillage Research, 92: 60-68.
   
   
   4. Egiarte, G., Camps Arbestain, M., Alonso, A., Ruı´z-Romera, E., Pinto, M., 2005. Effect of repeated applications of sewage sludge on the fate of N in soils under Monterey pine stands. Forest Ecology and Management, 216: 257-269.
   
   
   5. Arora, B.R., Azad, A.S., Singh, B., Sekhon, G.S., 1985. Pollution potential of municipal wastewater of Ludhina, Punjab. Environmental Journal and Ecology, 12: 1-7.
   
   
   6. Bansal, R.L., Nayyar, V.K., Takkar, P.N., 1992. Accumulation and bioavailability of Zn, Cu, Mn and Fe in soils polluted with industrial waste water. J. Indian Soc. Soil Sci., 40: 796-799.
   
   
   7. Singh, K.P., Mohon, D., Sinha, S., Dalwani, R., 2004. Impact assessment of treated/untreated waste water toxicants discharge by sewage treatment plants on health, agricultural, and environmental quality in waste water disposal area. Chemosphere, 55: 227-255.
   
   
   8. Nan, Z.Li., Zhang, J., Cheng, G., 2002. Cadmium and zinc interaction and their transfer in soil-Crop system under actual field conditions. Science of the Total Environment, 285 (1-3): 187-195.
   
   


7. باقری، م. 1379. اثرات پساب و سیستم­های آبیاری بر برخی خواص فیزیکی، شیمیایی و آلودگی خاک تحت کشت چند محصول زراعی. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده کشاورزی، 166 ص.
   
   
   1. Guo, L.B., Sims, R.E.H., 2000. Effect of meatworks effluent irrigation on soil, tree biomass production and nutrient uptake in Eucalyptus globulus seedlings in growth cabinets. Bioresource Technology, 72 (3): 243-251.
   
   
   2. Guo, L.B., Sims, R.E.H., Horne, D.J., 2002. Biomass production and nutrient cycling in Eucalyptus short rotation energy forests in New Zealand: I. Biomass and Nutrient Accumulation. Bioresource Technology, 85(3): 273-283.
   
   
   3. Clarkson, D.T., Luttge, U., 1989. Mineral Nutrition: Divalent Cations, Transport and Compartmentation. Prog. Botany, 51: 93-112.
   
   
   4. Howe, J., Wagner, M., 1999. Effects of pulp mill effluent irrigation on the distribution of elements in the profile of an arid region soil. Environmental Pollution, 105: 129-135.
   
   
   5. Wang, J.R., Klinka, K., 1997. White spruce foliar nutrient concentration in relation to tree growth and soil nutrient amounts. Forest Ecology and Management, Canada, Department of Biology, I.1, 89-99.
   
   
   6. Keller, C., Grath, S.P., Dunham, S.J., 2002. Trace metal leaching through a soil grassland system after sewage sludge application. Journal of Environmental Quality, 31: 1550-1560.