بررسی آزمایشگاهی تأثیر مدیریت سطح ایستابی بر چرخه نیتروژن و آلودگی منابع آب

نیتروژن یکی از مهم ترین عناصر غذایی مورد نیاز گیاه است و ارتباطی مستقیم با عملکرد گیاهان زراعی دارد، از این رو استفاده از آن برای تامین امنیت غذایی امری اجتناب ناپذیراست. از طرف دیگر استفاده بیش از اندازه کودهای حاوی ترکیبات نیتروژن و مدیریت نامناسب آن، اصلی¬ترین منبع آلودگی آب های سطحی و زیر زمینی به وسیله نیترات به شمار می¬آید که با بهره¬گیری از روش¬های مدیریتی صحیح، می¬توان در جهت کاهش آلودگی ورودی به محیط زیست گام برداشت. زهکشی کنترل شده به عنوان یکی از این راه¬حل¬های مدیریتی در مدیریت جامع منابع آب معرفی شده است که علاوه بر کنترل کمی و کیفی جریان زه¬آب، اثرات مخرب زیست محیطی را نیز کاهش می دهد. از این رو بررسی جوانب این شیوه¬ی مدیریتی به لحاظ زیست محیطی، تشخیص تأثیرات آن بر روی نوع و مقدار ترکیبات حاوی نیتروژن خروجی از زهکش ها و همچنین جریانی که به آب¬های زیر زمینی می¬پیوندد مورد توجه قرار می¬گیرد. هدف این پژوهش، ارزیابی تأثیر زهکشی کنترل شده به عنوان یکی از شیوه¬های مدیریت سطح ایستابی برچرخه نیتروژن و کیفیت زه¬آب وارده به منابع پذیرنده آن می¬باشد.کنترل سطح ایستابی در این شیوه مدیریت می¬تواند باعث حفظ و بازیافت عناصر مغذی مورد نیاز گیاه به ویژه ترکیبات حاوی نیتروژن گردد. این نوع مدیریت سطح ایستابی با کاهش آبشویی ترکیبات نیتروژن¬دار و ایجاد فرصت لازم برای انجام فرآیندهای موثر در کاهش گونه¬های مخاطره¬آمیز زیست محیطی، منجر به کاهش غلظت این ترکیبات در زه¬آب خروجی می¬گردد. به منظور بررسی اثرات این شیوه مدیریتی، آزمایش¬هایی در حالت¬های زهکشی کنترل شده با عمق نصب زهکش 80 سانتی¬متر و مدت زمان کنترل سطح ایستابی 5 روز، زهکشی کنترل شده با عمق نصب زهکش 45 سانتی¬متر و مدت زمان کنترل سطح ایستابی 5 روز و زهکشی کنترل شده با عمق نصب زهکش 80 سانتی¬متر و مدت زمان کنترل سطح ایستابی4 روز در مدلی فیزیکی تحت شرایط آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور تأمین نیتروژن مورد نیاز، کود نیترات آمونیوم با الگوی توزیع 200 کیلوگرم در هکتار به همراه آب آبیاری استفاده گردید. غلظت فاکتورهای نیترات، نیتریت، آمونیاک و آمونیوم در روزهای ابتدای، میانی و پایانی کنترل سطح ایستابی اندازه¬گیری شد. نتایج نشان داد، زهکشی کنترل شده باعث کاهش3/29 تا 6/49 درصدی در حجم زه¬آب خروجی نسبت به زهکشی آزاد شده و در تمامی حالت¬ها، اثری معنی-دار بر کاهش غلظت فاکتورهای حاوی نیتروژن دارد. کاهش عمق سطح ایستابی در زهکشی کنترل شده باعث کاهش معنی¬دار فاکتورهای نیتریت، آمونیاک و آمونیوم در سطح احتمال 5% و فاکتور نیترات در سطح احتمال 1% گردید. با انجام مقایسه¬های آماری، بهترین زمان کنترل سطح ایستابی برابر 80 درصد حداکثر زمان ممکن کنترل به دست آمد. بررسی بیلان نیتروژن در سیستم زهکشی کنترل شده نشان داد که این سیستم با فراهم آوردن محیط اشباع مناسب برای فرآیند نیترات¬زدایی، باعث کاهش غلظت نیترات می¬شود. با توجه به یافته¬های این پژوهش، متغیرهای مدیریتی در زهکشی کنترل شده شامل، عمق کنترل سطح ایستابی و مدت زمان کنترل سطح ایستابی می¬باشد.