تأثیر کاربرد بیوچار و کاه و کلش گندم بر غلظت آبشویی نیتروژن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین

2 گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)

3 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران

چکیده

با توجه به محدودیت دسترسی به منابع آب، افزایش جمعیت و افزایش سطح بهداشت، حفظ منابع آب زیرزمینی با کیفیت مناسب امری مهم می‌باشد. کشاورزی و کاربرد مداوم کود در اراضی تحت کشت منجر به آلودگی منابع آب زیرزمینی می‌گردد. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر نحوه کاربرد و مقدار کاربرد بیوچار و کاه‌و‌کلش بر آبشویی نیترات و نیتریت می‌باشد. این مطالعه در غالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی و شامل تیمارها شاهد (CO)، کاه و کلش گندم با ضخامت mm5 (SM5)، کاه و کلش گندم با ضخامت mm10 (SM10)، کاه و کلش گندم با نرخ ton/ha 5 (ST5)، کاه و کلش گندم با نرخ ton/ha 10 (ST10)، بیوچار با نرخ ton/ha 5/2 (BT2.5) و بیوچار با نرخ ton/ha5 (BT5) می‌باشد. نتایج نشان داد کاربرد بیوچار و کاه و کلش تأثیر معنی‌داری در سطح 95 درصد بر آبشویی نیترات و نیتریت دارد. بیشترین مقدار کاهش غلظت نیترات تجمعی در تیمار BT2.5 (23 درصد) رخ داده است. در حالی‌که در تیمار ST10 غلظت نیترات تجمعی (64 درصد) افزایش یافته است. مقدار نیتریت در تمامی تیمارها در طول دوره کشت روند نزولی داشته است و بیشترین مقدار کاهش غلظت نیتریت تجمعی در تیمار BT5 (94 درصد) رخ داده است. کاربرد بیوچار و کاه‌و‌کلش منجر به کاهش غلظت نیتریت تجمعی آبشویی شده می‌گردد. کاربرد بیوچار منجر به کاهش غلظت نیترات آبشویی شده گشته و کاربرد کاه‌و‌کلش به صورت لایه موثرتر از کاربرد آن به صورت ترکیبی با خاک (تن در هکتار) می-گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Biochar and Wheat straw effect on nitrogen leaching concentration

نویسندگان [English]

  • zahra Partovi 1
  • Hadi Ramezani Etedali 2
  • Abbas Kaviani 3
1 1. M.S.C student of Irrigation and Drainage, Imam Khomeini international University, Qazvin
2 Dept. of Water Sciences and Engineering, Imam Khomeini International University
3 assisstance professor water Eng. Dept., Agricultural and natural resources Faculty, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
چکیده [English]

Given the limited availability of water resources, population growth and hygiene, maintaining a groundwater resources with good quality is important. Agriculture and the continued use of fertilizer in cultivated lands lead to contamination of groundwater resources. The aim of this study was to investigate the effect of application and amount of biochar and straw application on nitrate and nitrite leaching. This study was based on a randomized complete block design with treatments: control (CO), Wheat straw 5 mm thick (SM5), Wheat straw at 10mm (SM10), Straw at a rate of 5 ton / ha (ST5), Straw at a rate of 10 ton / ha(ST10), Biochar at a rate of 2.5 ton / ha (BT2.5) and Biochar at a rate of 5 ton / ha (BT5). Results showed that biochar and straw application had significant effect on nitrate and nitrite leaching at 95% level. The highest decrease in cumulative nitrate concentration occurred in BT2.5 treatment (23%). Whereas in ST10 treatment the concentration of cumulative nitrate increased (64%). Nitrite content in all treatments decreased during the cultivation period and the highest decrease in cumulative nitrite concentration occurred in BT5 treatment (94%). The use of biochar and straw leads to a decrease in the concentration of cumulative leaching nitrite. Biochar application reduces leaching nitrate concentration and straw application as a more effective layer than its combination with soil (ton / ha).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater
  • Pollution
  • Nitrate
  • nitrite
احمدی،ک. عبادزاده،ح. عبدشاه،ه. کاظمیان، آ. رفیعی،م . 1397. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 95- 1396. وزرات جهاد کشاورزی.
چوکان، ر. 1391. ذرت و ویژگی­های آن. نشر آموزش کشاورزی.
حقیقتی،ب. 1394. گزارش طرح ترویجی بهبود مدیریت و مصرف بهینه آب در فرآیند تولید محصولات کشاورزی. وزرات جهاد کشاورزی.
دهقانپور، ز. 1393.دستورالعمل کاشت، داشت و برداشت ذرت. وزارت جهاد کشاورزی.
شایسته زاده، م . چرم، م. معزی، ع . 1387. بررسی تأثیر کاربردهای مختلف نیتروژن بر عملکرد گندم و آبشویی نیترات.
فتحی گردلیدانی، ا. میرسید حسینی،ح.1394. جنبه های مختلف اثرات بیوچار در اصلاح و بهبود کیفیت خاک. همایش بین المللی پژوهش های کاربردی در کشاورزی.
کسرائیان، ع. 1392. کودها و استفاده از آن­ها.دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز.
مهرابی، ف. نوشادی، م. 1390. شبیه سازی انتقال نیتروژن و فسفر با استفاده از مدل های PRZM_3 ، LEACHN.
میرزاشاهی،ک. بازرگان،ک.بغوری، ا. 1394 . فاضلاب و کاربرد آن در کشاورزی. موسسه تحقیقات آب و خاک.
میرزایی، ل. نظری، ب. ستوده­نیا، ع. 1397. مطالعه الگوی توزیع نمک در آبیاری قطره ای نواری سطحی و نیمه زیرسطحی.
نامی­فردی،ز. 1389. بیماری­های منتقله توسط آب. دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی استان همدان، بیمارستان فاطمیه.
Abbasi, F., Sohrab, F., & Abbasi, N. (2017). Evaluation of Irrigation Efficiencies in Iran. Irrigation and Drainage Structures Engineering Research, 17, 113–128. https://doi.org/10.22092/ARIDSE.2017.109617
 
Bruinsma, J. (2017). World agriculture: Towards 2015/2030: An FAO Study. World Agriculture: Towards 2015/2030: An FAO Study, 1–431. https://doi.org/10.4324/9781315083858.
Burkartaus, M. R. D., & Stoner, J. D. (2008). Chapter 7 . Nitrogen in Groundwater Associated with Agricultural Systems.
Ding, Y., Liu, Y. X., Wu, W. X., Shi, D. Z., Yang, M., & Zhong, Z. K. (2010). Evaluation of biochar effects on nitrogen retention and leaching in multi-layered soil columns. Water, Air, and Soil Pollution, 213(1–4), 47–55. https://doi.org/10.1007/s11270-010-0366-4
Gholami, L., Banasik, K., Sadeghi, S. H., Khaledi Darvishan, A., & Hejduk, L. (2014). Effectiveness of straw mulch on infiltration, splash erosion, runoff and sediment in laboratory conditions. Journal of Water and Land Development, 22(1), 51–60. https://doi.org/10.2478/jwld-2014-0022
Hafshejani, L. D., Naseri, A. A., Hooshmand, A., Abassi, F., Mohammadi, A. S., & Engineering, D. (2015). Effect of Sugarcane Bagasse Biochar Application on Chemical Properties a Sandy Loam Soil. Journal of Irrigation Sciences and Engineering (JISE).
Laird, D., Fleming, P., Wang, B., Horton, R., & Karlen, D. (2010). Biochar impact on nutrient leaching from a Midwestern agricultural soil. Geoderma, 158(3–4), 436–442. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2010.05.012
Leghari, S. J., Wahocho, N. A., Laghari, G. M., HafeezLaghari, A., MustafaBhabhan, G., HussainTalpur, K., Bhutto, T. A., Wahocho, S. A., & Lashari, A. A. (2016). Role of Nitrogen for Plant Growth and Development: A review. Advances in Environmental Biology, 209–2016.
Lehmann, J., & Schroth, G. (2009). Nutrient leaching. In Trees, crops and soil fertility: concepts and research methods (pp. 151–166). https://doi.org/10.1079/9780851995939.0151
Li, S., Zhang, Y., Yan, W., & Shangguan, Z. (2018). Effect of biochar application method on nitrogen leaching and hydraulic conductivity in a silty clay soil. Soil and Tillage Research, 183(May), 100–108. https://doi.org/10.1016/j.still.2018.06.006
Lone, A. H., Najar, G. R., Ganie, M. A., Sofi, J. A., & Ali, T. (2015). Biochar for Sustainable Soil Health: A Review of Prospects and Concerns. Pedosphere, 25(5), 639–653. https://doi.org/10.1016/S1002-0160(15)30045-X
Pékný, V., Skořepa, J., & Vrba, J. (1989). Impact of nitrogen fertilizers on groundwater quality-some examples from Czechoslovakia. Journal of Contaminant Hydrology, 4(1), 51–67. https://doi.org/10.1016/0169-7722(89)90025-9
Silgram, M., & Chambers, B. J. (2002). Effects of long-term straw management and fertilizer nitrogen additions on soil nitrogen supply and crop yields at two sites in eastern England. Journal of Agricultural Science, 139(2), 115–127. https://doi.org/10.1017/S0021859602002435
Wang, L., Ma, B., & Wu, F. (2017). Effects of wheat stubble on runoff, infiltration, and erosion of farmland on the Loess Plateau, China, subjected to simulated rainfall. Solid Earth, 8(2), 281–290. https://doi.org/10.5194/se-8-281-2017
Yang, S., Wang, Y., Liu, R., Li, Q., & Yang, Z. (2018). Effects of straw application on nitrate leaching in fields in the Yellow River irrigation zone of Ningxia, China. Scientific Reports, 8(1), 954