کاهش آبشویی نیترات در سیستم آبیاری قطره ای و کشت گلخانه ای خیار با استفاده از زئولیت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشگاه ارومیه

2 استاد گروه مهندسی آب، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه

4 دانش آموخته دکتری، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

نیتروژن یکی از مهمترین عناصر غذایی در دستیابی به عملکرد مطلوب در محصولات زراعی می‌باشد. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر زئولیت کلینوپتیلولایت در جذب و نگهداری یون نیترات، شاخص‌های رشد و پارامترهای رشدی محصول خیار گلخانه‌ای شامل تعداد، وزن، طول و قطر خیار اجرا گردید. این تحقیق در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه و در قالب طرح کاملاً تصادفی با تیمار زئولیت در چهار سطح صفر، 5، 10 و 15 گرم در هر کیلوگرم خاک لوم شنی در سه تکرار با آبیاری قطره‌ای انجام گرفت. نتایج تجزیه واریانس داده‌ها، تأثیر مثبت کارایی زئولیت را در کاهش آبشویی نیترات در سطح احتمال یک درصد نشان داد. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بین تیمار شاهد و تیمار 15 گرم زئولیت در هر کیلوگرم خاک، از نظر آماری تفاوت معناداری حاصل شد. نتایج نشان داد اثر کاربرد زئولیت بر تعداد میوه، سطح برگ، قطر بوته و عملکرد محصول در سطح احتمال یک درصد و بر وزن میوه، قطر میوه، طول میوه و ارتفاع بوته در سطح احتمال پنج درصد، معنی‌دار بود ولی تأثیر معنی‌داری بر تعداد برگ نداشته است. با افزایش مقدار زئولیت، میزان عملکرد محصول با افزایش 6/2 برابری همراه بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Reduction of Nitrate Leaching in Drip-irrigation System and Greenhouse Cultivation of Cucumber Using Zeolite

نویسندگان [English]

  • Masoumeh Shadan 1
  • Javad Behmanesh 2
  • Sina Besharat 3
  • Nasrin Azad 4
1 M.Sc of Irrigation and Drainage Engineering, Water Engineering Department, Urmia University
2 Professor of Water Engineering, Department of Water Engineering, Urmia University. Urmia. Iran
3 Associate Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Urmia University
4 Ph.D., Dept of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

Nitrogen is one the most important nutrients in achieving optimal yield of crops. The objective of this study was to investigate the effect of clinoptilolite zeolite on nitrate ion adsorbstion and growth indices and cucumber parameters including, number, weight, length and diameter of the cucumber. This research was conducted at greenhouse of the Faculty of Agriculture of Urmia University and in completely randomized design experiment with four levels including 0, 5, 10 and 15 gr zeolite per kg of sandy loam soil in three replications with drip irrigation system.The results show that zeolite has positive effect of on reducing nitrate leaching at p < 0.01 level.Comparing the averages, it showed that there was a statistically significant difference between the control treatment and 15 g zeolite per kg of soil. Also, results showed that the application of zeolite on crop yield (Multiplied by fruit number in fruit weight), number of fruits, leaf area and plant diameter was significant at p < 0.01 level and also on fruit weight, fruit diameter, fruit length and plant height at p < 0.05 probability but had significant effect on leaf number. Increasing amount of zeolite cause to increase yield by 2.6 time greater than control treatment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Leaching
  • Ground water Contamination
  • Zeolite
  • Greenhouse cucumbers
  • nitrogen fertilizer
حیدری، ن.، انتصاری، م.ر خیرابی، ع. ا. فرشی، ژ. وزیری و علایی، م. 1386. کارایی مصرف آب در کشت گلخانه­ای. کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. شماره کتابشناسی ملی: 1156082.
ﺷﯿﺮاﻧﯽراد، ا.ح.، ﻃﺎﻫﺮﺧﺎﻧﯽ، ت.، ﻣﺮادی اﻗﺪم، ا.، ﻧﻈﺮی ﮔﻠﺸﻦ ا.، و اﺳﮑﻨﺪری، ک. 1390. ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﻧﯿﺘﺮوژن و زﺋﻮﻟﯿﺖ ﺑـﺮ صفات زراﻋﯽ ﮔﯿﺎه ﮐﻠﺰا در ﺷﺮاﯾﻂ ﺗﻨﺶ ﺧﺸﮑﯽ. اﮐﻮﻓﯿﺰﯾﻮﻟﻮژی ﮔﯿﺎﻫﺎن زراعی جلد3،شماره 1، صفحات 125-135.
صادقی­لاری، ع.، معاضد، ه.، هوشمند ع.ر.، و چرم، م. 1389. تاثیر کاربرد زئولیت سدیمی برنگهداشت نیترات و آمونیوم در یک خاک اشباع لوم سیلتی. علوم و مهندسی آبیاری مجله علمی کشاورزی، جلد33، شماره 1، صفحات31-43.
عابدی کوپایی، ج.، موسوی، ف. و معتمدی، آ. 1389. بررسی تأثیر کاربرد زئولیت کلینوپتیلولایت در کاهش آبشویی کود اوره از خاک. مجله آب و فاضلاب. جلد24، شماره3، صفحات 51-57.
متشرع­زاده، ب.، و اصغری لجایر، ه. 1392. تاثیر سطوح مختلف زئولیت غنی شده بر عملکرد ماده خشک، اجزای عملکرد و جذب برخی عناصر غذایی (فسفر، پتاسیم، روی و مس) در دو رقم ذرت سینگل کراس (704 و 260). تحقیقات کاربردی خاک، جلد 1، شماره2، صفحات61-74.
محبتی، ع.ه.، نجفی مود، م.ح.، شهیدی، ع.، و خاشعی سیوکی، ع. 1397.اثر متقابل سطوح مختلف تنش خشکی و کاربرد زئولیت بر عملکرد خیار گلخانه­ای، علوم و فنون کشت­های گلخانه­ای، سال نهم، شماره 2، صفحات 55-65.
مرادزاده، م.، معاضد، صیاد.، غ.، حاجی خانلو، ح.، صادقی لاری، ع. 1391. تأثیر کاربرد زئولیت پتاسیمی بر نگهداشت نیترات و آمونیوم در یک خاک لوم شنی در شرایط اشباع، مجله پژوهش‌های خاک علوم خاک و آب، دوره 23، شماره 1 صفحات 108-100.
Abdi, G.H., Khosh-Khui, M., and Eshghi, S. 2006. Effects of natural zeolite on growth and flowering of strawberry (Fragaria× ananassa Duch.). International Journal of Agricultural Research, 1.4: 384-389.
Alberto, C., Oliviera, P., and Melamine, M. 2010. Brazilian sedimentary zeolite use in agriculture. World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World. Brisbane, Australia. 8(6): 334-348.
Bernardi, A.C.D.C., de Souza, G.B., Polidoro, J.C., Paiva, P.R.P., and Monte, M.B.D.M. 2011. Yield, quality components, and nitrogen levels of silage corn fertilized with urea and zeolite. Communications in soil science and plant analysis, 42(11), 1266-1275.
DeSmedt, C., Steppe, K., and Spanoghe, P. 2017. Beneficial effects of zeolites on plant photosynthesis. Advanced Materials Science, 2.1: 1-11.
Faccini, B., Di Giuseppe, D., Ferretti, G., Coltorti, M., Colombani, N., and Mastrocicco, M. 2018. Natural and NH 4+-enriched zeolitite amendment effects on nitrate leaching from a reclaimed agricultural soil (Ferrara Province, Italy). Nutrient cycling in agroecosystems, 110(2): 327-341.
Fan, J., Chen, B., Wu, I., Zhang, F., Xiang, Y., Zheng, J., 2016. Climate change effects on reference crop evapotranspiration across different climatic zones of China during 1956-2015. J. Hydro. 542: 923-937.
Ghazvini, R.F., Payvast, G., and Azarian, H. 2007. Effect of clinoptilolitic-zeolite and perlite mixtures on the yield and quality of strawberry in soil-less culture. Int J Agric Biol, 9(6): 885-888.
Gholamhoseini, M., Ghalavand, A., Khodaei-Joghan, A., Dolatabadian, A., Zakikhani, H., and Farmanbar, E. 2013 .Zeolite-amended cattle manure effects onsunflower yield, seed quality, water use efficiency and nutrient leaching. Soil Till Res 126:193–202.
Hikam, M., and Asijati, E. 2001. Identification and Enrichment of Indonesian Zeolite using Cation Flotation Method. Indonesian Journal of Physics, 12.1: 14-18.‏
Ippolito, A.J., Tarkalson, D.D. and Lehrsch G.A. 2011. Zeolite soil application method affects inorganic nitrogen, moisture, and corn growth. Soil Sci. 176.3: 136-142.
Keeney, D.R. and Nelson, D.W. 1982. N-inorganic forms Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. 2: 643-698.
Kotoulas, A., Agathou, D., Triantaphyllidou, I.E., Tatoulis, T.I., Akratos, C.S., Tekerlekopoulou, A. G., and Vayenas, D.V. 2019. Second Cheese Whey Treatment Using Zeolite under Continuous Flow Mode and Its Application on Wheat Growth. Water, 11.5:928.
Kurniawan, T., Nuryoto, N., and Firdaus, M.A. 2019.Zeolite for agriculture intensification and catalyst in agroindustry. World Chemical Engineering Journal, 3.1: 13-23.
Li, Z., Zhang, Y., and Li, Y. 2013.  Zeolite as slow release fertilizer on spinach yields and quality in a greenhouse test.  Journal of Plant Nutrition; 36.10: 1496–1505.
Malek, N.A.N.N., Hamzah, N.S., Dzkulfli, N.H., Abdullah, W.M.M.W., and Hamdan, S. 2014. Effect of Natural Zeolite (Clinoptilolite) and Urea on the Growth of Amaranthus gangeticus, Clinachantus nutans and Capsicum annuum. Jurnal Teknologi, 68(1).
Motesharezadeh, B., Arasteh, A., Pourbabaee, A.A., and Rafiee, G.R. 2015. The Effect of Zeolite and Nitrifying Bacteria on Remediation of Nitrogenous Wastewater Substances Derived from Carp Breeding Farm. International Journal of Environmental Research, 9.2:
Narayanankutty, C., Sreelatha, U., Jyothi, M. L., and Gopalakrishnan, T. R. 2013. Advances in protected cultivation of vegetables in Kerala. Advances in Protected Cultivation. New India Publishing Agency, New Delhi, 133-141.
Nijjar, GS. 1985. Nutrition of Fruit Trees. Usha Raj Kumar, Kalyani, New Dehli, India.
Oneil, W.B. and Raucher, R.S. 1990. The costs of groundwater contamination. J. Soil Water Conserv. 45.2: 180-183.
Peng, S.B., Buresh, R.J., Huang, J.L., Zhong, X.H., Zou, Y.B, Yang, J.C., et al.2010.  Improving nitrogen fertilization in rice by site-specific N management: A review.  Agron. Sustain. Dev; 30.3: 649–656.
Perez, R., Caballero, J., Gil, C., Benitez, J., and Gonazalez, L. 2008. The effect of adding zeolite to soilsin order to improve the N-K nutrition of olive trees: Preliminary results. Amer. J. Agric. and Biol. Sci. 2.1: 321-324. 21
Sfechiş S, Vidican R, Şandor M, Stoian V, Şandor V, Muste B.2015.  Using assessment of zeolite amendments in agriculture. ProEnvironment; 8.21: 85–88.
Sonmez, İ., Kaplan, M., Demir, H., and Yilmaz, E. 2010. Effects of zeolite on seedling quality and nutrient contents of tomato plant (Solanum lycopersicon cv. Malike F1) grown in different mixtures of growing media. Journal of Food, Agriculture and Environment, 8.2: 1162-1165
Walkley A., and Black I. 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science Society of American Journal, 37: 29-38.
Wang, H., Li, J., Cheng, M., Zhang, F., Wang, X., Fan, J., and Xiang, Y. 2019. Optimal drip fertigation management improves yield, quality, and water and nitrogen use efficiency of greenhouse cucumber. Scientia Horticulturae, 243: 357-366.‏
Wang, J., Cai, H., Chen, X., 2006. Study and evaluation methods of reference crop evapotranspiration in solar- heated greenhouse. J. Irrig. Drain, Eng.25 (6), 11-14 (in Chinese with English abstract).
Wan, C., Ding, S., Zhang, C., Tan, X., Zou, W., Liu, X. and Yang, X. 2017. Simultaneous recovery of nitrogen and phosphorus from sludge fermentation liquid by zeolite adsorption: Mechanism and application. Separat. Purif. Technol. 180(8): 1-12.
Van Genuchten, M.Th., Leij, F.J. and Yates, S.R. 1991. The RETC code for quantifying the hydraulic functions of unsaturated soils. Research Report No, 600/2-91/065. USEPA, Environment Research Laboratory, Ada, Ok.
Van Reeuwijk, L.P. 1972. High-temperature phase of zeolites of the natrolite group. Am. Mineral. 57: 499-510.
Yılmaz, E., Sönmez, İ., and Demir, H. 2014. Effects of zeolite on seedling quality and nutrient contents of cucumber plant (Cucumis sativus L. cv. Mostar F1) grown in different mixtures of growing media. Communications in soil science and plant analysis, 45.21: 2767-2777.
Zheng, J., Chen, T., Xia, G., Chen, W., Liu, G., and Chi, D. 2018. Effects of zeolite application on grain yield, water use and nitrogen uptake of rice under alternate wetting and drying irrigation. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 11(1), 157-164 after Research, 41, 269-276.