اثرات لجن فاضلاب شهری اردبیل بر برخی خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک و غلظت برخی عناصر در خاک و گندم

خاک های مناطق خشک و نیمه خشک دارای ماده آلی ناچیز، آهک و ph بالا هستند بنابراین، قابلیت دسترسی برخی عناصر غذایی مثل فسفر و آهن در آنها پایین است. همچنین، این خاک ها عموماً دارای ساختمان ناپایدار هستند. استفاده از مواد زائد ارزان قیمت مثل لجن فاضلاب یکی از روش های اصلاح مشکلات خاک های مذکور می باشد. در تحقیق حاضر تأثیر لجن فاضلاب شهری اردبیل بر خصوصیات فیزیکی شامل جرم مخصوص ظاهری و حقیقی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (mwd)، توزیع اندازه منافذ (ماکرو، مزو و میکرو) و تخلخل کل، خصوصیات هیدرولیکی شامل رطوبت های ظرفیت مزرعه ای، نقطه پژمردگی دائم و قابل استفاده گیاه و هدایت هیدرولیکی اشباع، خصوصیات شیمیایی شامل ph، هدایت الکتریکی(ec)، کربن آلی، عناصر پرمصرف نیتروژن، فسفر و پتاسیم و کم مصرف آهن، منگنز، روی، مس و فلزات سنگین نیکل، کادمیوم، کروم و سرب در یک خاک درشت بافت منتخب از دشت اردبیل زیر کشت گندم بهاره و نیز غلظت عناصر فوق الذکر در گندم در شرایط گلخانه ای بررسی گردید. تیمارها شامل مقادیر 0 (شاهد)، 53/11، 23، 15/46 و 23/69 گرم لجن هوا خشک در کیلوگرم خاک هوا خشک معادل صفر، 30، 60، 120 و 180 تن لجن در هر هکتار بودند. گلدان های پلاستیکی به ابعاد قطر 20 و ارتفاع 25 سانتی متر انتخاب شدند. خاک الک شده (mm 75/4 > ) به صورت هوا خشک پس از اختلاط با لجن در مقادیر فوق الذکر و بر اساس جرم مخصوص ظاهری مزرعه به صورت لایه به لایه در گلدان ها پر شد. بذر گندم بهاره در خاک هر گلدان با رطوبت 80 درصد ظرفیت مزرعه (fc) کشت گردید سپس در داخل گلخانه با دمای c° 4±22 به مدت 100 روز نگهداری شد. کنترل رطوبت خاک گلدان ها در طی دوره رشد در دامنه 60 تا 80 درصد fc به روش وزنی صورت گرفت. در انتهای فصل رشد، گیاهان از محل طوقه قطع گردیدند سپس نمونه های خاک دست خورده و دست نخورده (با استفاده از استوانه های فولادی به قطر و ارتفاع 5 سانتی متر) از عمق 10 تا 15 سانتی متری گلدان ها برداشته شد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی فوق الذکر در نمونه های خاک برداشت شده از داخل گلدان به روش های رایج اندازه گیری شد. همچنین نمونه های گیاهی شامل دانه، اندام هوایی و ریشه از تیمارهای آزمایشی تهیه و غلظت عناصر غذایی ضروری و فلزات سنگین در آن ها به روش های رایج اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که کلیه مقادیر مصرفی لجن از 30 تا 180 تن در هکتار به ترتیب و به طور معنی دار نسبت به شاهد باعث افزایش هدایت الکتریکی به میزان 14/43 تا 162 درصد، کربن آلی به میزان 94/21 تا 176 درصد، نیتروژن کل به میزان 81 تا 34/310 درصد، فسفر به میزان 7/16 تا 123 درصد، پتاسیم قابل استخراج به میزان 34/5 تا 8/117 درصد، آهن به میزان 65/77 تا 6/709 درصد، منگنز به میزان 5/0 تا 47/1 درصد، روی به میزان 62 تا 43/221 درصد و مس به میزان 93/1 تا 96/6 درصد و کاهش معنی دار ph به میزان 83/4 تا 23/12 درصد و کربنات کلسیم معادل به میزان 68/2 تا 36/10 درصد در خاک زیر کشت گندم گردید. استفاده از لجن در مقادیر 30 تا 180 تن در هکتار به ترتیب در مقایسه با شاهد، جرم مخصوص ظاهری را به میزان 34/3 تا 88/9 درصد، جرم مخصوص حقیقی را به میزان 32/1 تا 43/4 درصد، منافذ ماکرو را به میزان 12/9 تا 8/145 درصد و هدایت هیدرولیکی اشباع را به میزان 3/129 تا 5/440 درصد به طور معنی دار کاهش ولی میانگین وزنی قطر خاکدانه((mwd را به میزان 78/64 تا 233 درصد، تخلخل کل را به میزان 24/1 تا 6 درصد، رطوبت ظرفیت مزرعه را به میزان 91/1 تا 14/15 درصد، رطوبت نقطه پژمردگی دائم را به میزان 3/1 تا 85/15 درصد، رطوبت قابل استفاده گیاه را به میزان 22/2 تا 98/14 درصد، منافذ میکرو را به میزان 56/1 تا 19/24 درصد و منافذ مزو را به میزان 7/10 تا 29 درصد افزایش داد. میزان نیتروژن، فسفر و پتاسیم دانه به ترتیب 04/36، 34/112 و 64/86 درصد در تیمار 180 تن در هکتار لجن نسبت به شاهد به طور معنی دار افزایش یافت. نیتروژن و فسفر اندام هوایی به ترتیب 19/142، 82/272 درصد و نیتروژن و فسفر ریشه به ترتیب 78/11و 68/79 درصد در تیمار 180 تن در هکتار لجن در مقایسه با شاهد به طور معنی دار افزایش یافت. آهن و منگنز به ترتیب به میزان 3/270 و 23/1 درصد در تیمار 120 تن در هکتار لجن، روی در تیمار 180 تن در هکتار لجن به میزان 2/31 و مس در تیمار 60 تن در هکتار لجن به میزان 67/14 درصد و به طور معنی دار نسبت به شاهد در دانه گندم افزایش یافت. تأثیر مقادیر مصرفی لجن بر غلظت کادمیوم، نیکل، کروم و سرب در اجزای گیاه معنی دار نشد. نتایج نشان داد که استفاده از لجن فاضلاب شهری اردبیل باعث بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک درشت بافت قلیایی و نیز افزایش غلظت عناصر ضروری پرمصرف و کم مصرف در گیاه گندم گردید.