اندازه گیری و پیشگویی تأثیر اصلاح کننده های آلی و معدنی بر حرکت نیترات در خاک های آهکی

تا کنون مطالعات اندکی در مورد سرعت و پتانسیل معدنی شدن نیتروژن در ترکیبات آلی با نسبت c/n متفاوت و آبشویی شکل های مختلف نیتروژن از خاک های آهکی مناطق خشک و نیمه خشک تیمار شده با انواع ترکیبات آلی انجام شده است. از طرفی اطلاعات کمی در ارتباط با توانایی ترکیبات آلی و معدنی مختلف در جذب آمونیوم از محلول های آبی وجود دارد. هدف از این مطالعه بررسی 1) سرعت و پتانسیل معدنی شدن نیتروژن در ترکیبات آلی به تنهایی و مخلوط شده با خاک، 2) آبشویی شکل های مختلف نیتروژن از خاک های آهکی طبیعی و تیمار شده با انواع ترکیبات آلی، 3) توانایی ترکیبات آلی و معدنی مختلف در جذب آمونیوم از محلول های آبی و 4) پیشگویی آبشویی نیترات در بعضی از خاک های آهکی می باشد. ثابت سرعت معدنی شدن نیتروژن در دامنه 0217/0 بر هفته در بقایای کلزا تا، 2223/0 بر هفته در کود مرغی بدست آمد. پتانسیل معدنی شدن نیتروژن در دامنه 2425 تا 43688 میلی گرم بر کیلوگرم به ترتیب در بقایای کلزا و کود مرغی قرار داشت. ثابت سرعت معدنی شدن در دو خاک تیمار شده با ترکیبات آلی در دامنه 0137/0 بر هفته در کمپوست زباله شهری تا 1229/0 بر هفته در کود مرغی بدست آمد. پتانسیل معدنی شدن نیتروژن در دامنه 995 تا 9542 میلی گرم بر کیلوگرم به ترتیب در کمپوست زباله شهری و کود مرغی بدست آمد. در خاک های تیمار شده با بقایای گندم و آفتابگردان فرایند غیر-متحرک شدن نیتروژن رخ داد. در شرایط اشباع بین 4 تا 36 میلی گرم بر کیلوگرم نیتروژن نیتراتی از خاک های آهکی آبشویی شد. مقدار نیتروژن آمونیومی و نیتریتی آبشویی شده به ترتیب در دامنه 85/0 تا 7/4 میلی گرم بر کیلوگرم و 01/0 تا 2/1 میلی گرم بر کیلوگرم بدست آمد. شدت آبشویی نیتروژن در شرایط اشباع در دامنه 162/0 تا 511/0 میلی گرم بر کیلوگرم در پوروالیوم قرار داشت. تاثیر نوع خاک بر آبشویی نیتروژن نیتراتی بسیار معنی دار بود. غلظت اولیه نیتروژن نیتراتی در خاک همبستگی مثبت و معنی داری با اوج غلظت و کل نیتروژن نیتراتی آبشویی شده نشان داد. مقدار تجمعی نیتروژن نیتراتی و آمونیومی آبشویی شده در دو نوع خاک آهکی تیمار شده با 3 درصد از کودمرغی، بقایای سیب زمینی وکمپوست زباله شهری به ترتیب در دامنه 5/39 تا 2/222 کیلوگرم بر هکتار و 3/2 تا 3/454 کیلوگرم بر هکتار بدست آمد. بین کاتیون های بازی با نیتروژن نیتراتی و آمونیومی آبشویی شده از خاک های تیمار شده همبستگی معنی دار و مثبت بدست آمد. شدت آبشویی نیتروژن نیتراتی در خاک های شنی لومی و رسی تیمار شده به ترتیب در دامنه 022/0 تا 030/0 و 012/0 تا 060/0 بر روز بدست آمد. حداکثر ظرفیت جذب آمونیوم در ترکیبات معدنی در دامنه 48/7 (کائولینیت) تا 56/14 (زئولیت) میلی گرم بر گرم بدست آمد. در ترکیبات آلی این ضریب در دامنه 13/2 (مخلوط میوه) تا 49/10 (کلزا) میلی گرم بر گرم قرار داشت. ضریب انرژی پیوند در ترکیبات معدنی و آلی در دامنه 0008/0 (مخلوط میوه) تا 0105/0 (زئولیت) لیتر بر میلی گرم بدست آمد. تفاوت معنی داری بین نیتروژن نیتراتی آبشویی شده از خاکی که لجن فاضلاب به سطح آن اضافه شده بود با سایر خاک های تیمار شده بدست آمد. نیتروژن آمونیومی آبشویی شده از خاکی که در آن لجن فاضلاب کاملا" با خاک مخلوط شده بود، تفاوت معنی داری با سایر خاک های تیمار شده نشان داد. زئولیت به مقدار قابل ملاحظه ای آبشویی نیتروژن نیتراتی و آمونیومی را کاهش داد. نتایج آبشویی نیترات نشان داد که رس وکربنات کلسیم معادل خاک از جمله عوامل مهم و تاثیر گذار در آبشویی نیترات از خاک های آهکی می باشند. بین رس و کربنات کلسیم معادل با نقطه اوج نیترات همبستگی معنی داری بدست آمد. همچنین منحنی های رخنه با استفاده از مدل مکانیستیک phreeqc شبیه سازی گردیدند. نتایج نشان داد منحنی های شبیه سازی شده در بعضی از خاک ها بر مقادیر اندازه گیری شده به خوبی منطبق می باشند. بطور کلی نتایج نشان داد، امکان آبشویی نیتروژن نیتراتی و آمونیومی از خاک های آهکی وجود دارد و اضافه نمودن ترکیبات آلی موجب افزایش آبشویی نیتروژن نیتراتی و آمونیومی از خاک ها خواهد شد. همچنین می توان با استفاده از مدل مکانیستیک phreeqc اطلاعات مفیدی را در رابطه با حرکت نیترات در خاک های آهکی بدست آورد.