بررسی میزان غلظت نیترات زه‌آب خروجی از خاک تحت تاثیر کاربرد بیوچار ذرت علوفه‌ای در کشت فلفل دلمه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری،گروه مهندسی آب، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

2 استادیار گروه مهندسی آب، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران.

3 استاد، گروه مهندسی و آبادانی، پردیس کشاورزی کرج،دانشگاه تهران

4 دانشیار، گروه علوم باغبانی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

چکیده

با توجه به محدودیت دسترسی به منابع آب، افزایش جمعیت و افزایش سطح بهداشت، حفظ کیفیت منابع آب زیرزمینی امری مهم است. توسعه کشاورزی و کاربرد مداوم کود در اراضی تحت کشت منجر به آلودگی منابع آب زیرزمینی می‌گردد. به منظور بررسی اثر بیوچار ذرت علوفه‌ای و کاربرد کود اوره تحت کشت فلفل دلمه‌ای، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی در 9 تیمار و 3 تکرار انجام شد. تیمارها شامل سه سطح بیوچار صفر، 2 و 5 درصد وزن خاک و سه سطح نیاز کودی اوره 75، 100 و 120 درصد بود. یک نشاء فلفل دلمه‌ای در مرحله 4 برگی در گلدان‌های حاوی 5 کیلوگرم خاک و بیوچار منتقل شد، سپس در سه مرحله‌ی ابتدایی، میانی و پایانی کشت و در هر مرحله 236، 314 و 376 میلی‌گرم در کیلوگرم نیتروژن از منبع کود اوره به هر گلدان اضافه شد. در مراحل مختلف کشت، شامل مرحله ابتدایی، میانی و پایانی نیترات زهاب خروجی و در مرحله پایانی اندازه‌گیری نیترات خاک و میوه صورت گرفت. نتایج نشان داد که کاربرد بیوچار ذرت علوفه‌ای به مقدار 2 درصد تجمع نیترات در خاک را در تیمار اوره کاربردی 376 میلی‌گرم در کیلوگرم به میزان 4/66 درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش داد. غلظت آبشویی نیترات در مرحله پایانی کشت در تمامی تیمارها روند نزولی داشت و بیشترین مقدار کاهش غلظت نیترات در تیمار 5 درصد بیوچار و 236 گرم بر کیلوگرم معادل 72 درصد مشاهده شد. همچنین کاربرد بیوچار، غلظت نیترات میوه در تیمار 2 درصد بیوچار و 236 گرم بر کیلوگرم کود اوره را 4/44 درصد نسبت به شاهد کاهش داد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of drainage water nitrate Concentration from soil that affected by application of forage maize biochar under cultivation of bell pepper

نویسندگان [English]

  • Akram Hosseinnejad mir 1
  • Seyyed Ebrahim Hashemi Garmdareh 2
  • Abdolmajid Liaghat 3
  • Soheil karimi 4
1 Ph.D. Student of irrigation and drainage water engineering department, College of Aburaihan, University of Tehran, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Water Engineering, College of Aburaihan, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Professor of faculty of agricultural engineering and technology Campus of agriculture and natural resources University of Tehran, Iran
4 Associated professor of horticulture department, College of Aburaihan, University of Tehran, Iran
چکیده [English]

Due to the limited access 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. In order to investigate the effect of forage maize biochar and urea fertilizer application on cultivating bell pepper, a factorial experiment in a completely randomized design with three replicates and nine treatment was conducted. The treatments consisted of three levels of forage maize biochar (zero, 2, and 5% Soil weight) and three urea fertilizer (75% 100%, and 120%). One bell pepper was transferred in 4- leaves pots containing 5 kg of soil and biochar, then in three stages and in each stage, 236, 314, and 376 mgkg-1 N of urea fertilizer was added to the pot. In the different stages of cultivation, drained water nitrate including the initial, middle, final, and the soil nitrate and fruit nitrate were measured final stage of the experiment. The results indicated that the forage maize biochar increased nitrate concentration from the soil the treatment the amount of 2% in the application urea of 376 mg kg-1 by 66.4%, Compared to the control. Nitrate leaching content in final stage all treatments decreased during the cultivation period and the highest decrease nitrate concentration occurred in obsevesion in 5% biochar and 236 mg kg-1 urea fertilizer 72%. Biochar decreased the uptake and concentration of N in fruit treatment in 2% biochar and 236 mg kg-1 urea fertilizer 44.4% as compared to the control.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater
  • Nitrate leaching
  • Pyrolysis process
  • Soil nitrate concentration

مراجع

صادقی‌پور مروی، م. (1389). بررسی کارایی استفاده از کود نیتروژن در گیاه اسفناج. مجله آب و خاک (علوم و صـنایع کـشاورزی). 24(2): 244-253.
رضوانی مقدم، پ.، سیدی، س.م. و آزاد، م. 1393. مقایسه تأثیر منابع آلی، شیمیایی و بیولوژیک نیتروژن بر کارایی مصرف نیتـروژن در سیاه‌دانه (Nigella sativa L). فصلنامه تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 3 (3): 2-26.
کاظمی‌زاده، م.، ناصری، ع.، هوشمند، ع.، گلابی، م. و مسکرباشی، م. 1399. بررسی تأثیر بیوچار و هیدروچار (باگاس نیشکر) بر عملکرد، بهره وری آب و آبشویی نیتروژن در کشت ذرت. تحقیقات آب و خاک. 51(3): 753-761.
گویلی، ا.، موسوی، س.ع.ا.، کامکار حقیقتی، ع.ا. 1395. اثر بیوچار کود گاوی و تنش رطوبتی بر ویژگی‌های رشد و کارایی مصرف آب اسفناج در شرایط گلخانه‌ای. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 30(2) 245-259.
قربانی، م.، اسدی، ح. و ابریشم‌کش، س. 1394. تأثیر بیوچار (زغال زیستی) پوسته شلتوک برنج بر آبشویی نیترات در یک خاک رسی. نشریه پژوهش‌های خاک (علوم خاک و آب). 29(4): 427-434.
مارزی، م.، فرحبخش، م. و خیال، ص. 1395. سینتیک و هم‌دمای جذب نیترات از محلول آبی با استفاده از بیوچار. نشریه دانش آب و خاک. 26(1): 145-158.
ملکوتی م. ج.، بای بوردی، ا. و طباطبائی، ج. 1383. مصرف بهینه کود، گامی مؤثر در افزایش عملکرد، بهبود کیفیت و کاهش آلاینده‌ها در محصولات سبزی و صیفی و ارتقاء سطح سلامت جامعه. نشر علوم کشاورزی کاربردی، 338 صفحه.
Ade-Omowaye, B.I.O., Rastogi, N. K., Angersbach, A. and Knorr, D. 2002. Osmotic dehydration of bell peppers: influence of high intensity electric field pulses and elevated temperature treatment. Journal of Food Engineering. 54: 35–43.
Ameloot, N., Sleutel, S., Das, K.S., Kanagaratnam, J. and De Neve, S. 2015. Biochar amendment to soils with contrasting organic matter level: effects on N mineralization and biological soil properties. Glob Chang. Biol. Bioenergy. 7: 135-144.
Alexander, J., Benford, D., Cockburn, A., Cravedi, J.P., Dogliotti, E., Domenico, A. D., Fernández-Cruz, M. L., Fink-Gremmels, J., Fürst, P. and Galli, C. 2008. Nitrate in vegetables Scientific Opinion of the Panel on Contaminants in the Food chain. EFSA Journal. 689, 1-79.
Aslam, Z., Khalid, M. and Aon, M. 2014. Impact of Biochar on Soil Physical Properties. Journal of Agricultural Science. 4(5): 280-284.
Azeem, M., Hayat, R., Hussain, Q., Ahmed, M., Imran, M. and Crowley, D. 2016. Effect of biochar amendment on soil microbial biomass, abundance, and enzyme activity in the mash bean field. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences. 8: 1-13.
Berek, A. K., Hue, N. and Ahmad, A. 2011. Beneficial use of biochar to correct soil acidity. The Food Provider. Available at Website http:// www.ctahr.hawaii.edu/huen/nvh/biochar.
Clough, T.J., Condron, L.M., Kammann, C. and Muller, C. 2013. A review of biochar and soil nitrogen dynamics. Agronomy Journal. 3(2): 275-293.
Ding, Y., Liu, Y.X., Wu, W.X., Shi, D.Z., Yang, M. and Zhong, Z.K. 2010. Evaluation of biochar effects on nitrogen retention and Leaching in multi Layered soil columns. Water Air and Soil Pollution. 213: 47-55.
Farrell, M., Macdonald, L.M., Butler, G., Chirino-Valle, I. and Condron L.M. 2014. Biochar and fertilizer applications influence phosphorus fractionation and wheat yield. Biology and Fertility of Soils. 50: 169-178.
Geo, S., Wand, D., Dangi, S.R., Doan, Y., Pflum, T., Gurtung, J., Qin, R. and Turini, T. 2020. Nitrogen dynamics affected by biochar and irrigation level in an onion field. Science of the Total Environment. 714:1-13.
Golterman, H. L. 1991. Eutrophication of Lakes, Rivers and Coastal Seas. Part of the Water Pollution book series (HEC, volume 5 / 5A).
Havlin, J. L., Tisdale, S.L., Nelson, W.L. and Beaton, J.D. 2013. Soil Fertility and Fertilizers. 8th Ed. Pearson, USA. 1-5.
Hord, N.G., Tang, Y. and Bryan, N.S. 2009. Food sources of nitrates and nitrites: the physiologic context for potential health benefits. American Journal of Clinical Nutrition. 90(1):1-10.
Hunter, W.J., Fahring, C.J., Olsen, S.R. and Porter, L.K. 1982. Location of Nitrate Reduction in Different Soybean Cultivars. Crop Scientific. 22: 944-948.
Knowles, O.A., Robinson, B.H., Contangelo, A. and Clucas, L. 2011. Biochar for the mitigation of nitrate leaching from soil amended with biosolids. Science of the Total Environment. 409: 3206-3210.
Ippolito, J.A., Stromberger, M.E., Lentz, R.D., and Dungan, R.S. 2014. Hardwood biochar influences calcareous soil physicochemical and microbiological status. Journal of Environmental Quality. 43: 681-689.
Knowles, O.A., Robinson, B.H., Contangelo, A. and Clucas, L. 2011. Biochar for the mitigation of nitrate leaching from soil amended with biosolids. Science of the Total Environment. 409: 3206-3210.
Lehmann, J., da Silva., J.P., Jr, C., Steiner, C., Nehls, T., Zech., W. and Glaser, B. 2003. Nutrient availability and leaching in an archaeological anthrosol and a ferralsol of the Central Amazon basin: fertilizer, manure and charcoal amendments. Plant and Soil. 249:343–357
Lehmann, J. 2007. Bioenergy in the black. Frontiers in Ecology and the Environment. 5(7): 381-387.
Lehmann, J. and Joseph, S. 2015. Biochar for environmental management: science, technology and implementation, Routledge.
Li, Y., Tsend, N., Li, T., Liu, H., Yang, R., Gai, X., Wang, H. and Shan, S. 2020. Microwave assisted hydrothermal preparation of rice straw hydrochars for adsorption of organics and heavy metals. Bioresource Technology. 273: 136-143.
Lundberg, J.O., Weitzberg, E. and Gladwin, M.T. 2008. The nitrate-nitrite-nitric oxide pathway in physiology and therapeutics. Nature Reviews Drug Discovery. 7: 156-167.
Mukherjee, A., Lal, R. and Zimmerman, A.R. 2014. Effects of biochar and other amendments on the physical properties and greenhouse gas emissions of an artificially degraded soil. Science of the Total Environment. 487: 26-36.
 Polat, E., Karaca, M., Demir, H. and Onus, A.N. 2004. Use of natural zeolite (Clinoptilolite) in agriculture. Journal of Fruit and Ornamental. Plant Research. 12: 183-189.
Topuz, A. and Ozdem, F. 2007. Assessment of carotenoids, capsaicinoids and ascorbic acid composition of some selected pepper cultivars (Capsicum annum L.) grown in Turkey. Journal of Food Composition and Analysis. 20: 596-602.
Sarfaraze, R., Shakoor, A., Abdullah, M., Arooj, A., Hussain, A. and Xing, sh. 2017. Impact of integrated application of biochar and nitrogen fertilizers on maize growth and nitrogen recovery in alkaline calcareous soil. Soil Science and Plant Nutrition. 1747-0765.
Stagnari, F., Bitetto, V.D. and Pisante, M. 2007. Effects of N fertilizers and rates on yield, safety and nutrients in processing spinach genotypes. Science Horticulture. 114: 225-233.
Shukla, S., Hanlon, E.A., Jaber, F.H., Stoffella, P.J., Obreza, T.A and  Ozores- Hampton, M. 2006. Groundwater nitrogen: behavior in flatwoods and gravel soils using organic amendment for vegetable production. Univ. Florida Ext. Ser. Pub# CIR, 1494.
Singh, B.P., Hatton., B.J., Singh., B., Cowie., A.L. and Kathuria, A. 2010. Influence of biochar on nitrous oxide emission and nitrogen leaching from two contrasting soils. Journal of Environmental Quality. 39(4):1224–1235.
Sun, H., Lu, H., Chu, L., Shao, H. and Shi, W. 2016. Biochar applied with appropriate rates can reduce N leaching, keep N retention and not increase NH3 volatilization in a coastal saline soil. 1- 6.
Widowati, W.H. 2012. The effect of biochar on the growth and nitrogen fertilizer requirement of Maize (Zea mays L.) in greenhouse experiment. Journal of Agricultural Science, 4(5):256- 262.
Zhang A.P., Liu, R.L., Gao, J., Zhang, Q.W., Xiao, J.N., Chen, Z., Yang, S.Q., Hui, J.Z. and Yang, L.Z. 2015. Effects of Biochar on Nitrogen Losses and Rice Yield in Anthropogenic Alluvial Soil Irrigated with Yellow River Water. Journal of Agro-Environment Science. 33: 2014.12.017
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 15، شماره 6 - شماره پیاپی 90
بهمن و اسفند 1400
صفحه 1338-1347

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار