بررسی عملکرد گیاهان وتیور، تیفا و نی بر بهبود کیفیت زه آب اراضی شالیزاری (مطالعه موردی: استان گیلان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 استادیار گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان و عضو وابسته پژوهشی گروه آب و محیط زیست پژوهشکده حوضه آبی دریای خزر

3 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان

چکیده

شوری و نیترات موجود در زه‌آب اراضی از مهم‌ترین دلایل آلایندگی بخش کشاورزی محسوب می‌شوند. عدم تمرکز اراضی کشاورزی، تنوع آلاینده‌ها و حجم بالای زه‌آب منجر به این شده است که راه‌کارهای متداول حذف نیترات و کاهش شوری عملکرد مناسبی نداشته باشند. پژوهش حاضر به منظور ارزیابی راه‌کار گیاه‌پالایی در کاهش شوری و نیترات زه‌آب کشاورزی، توانایی جذب نیترات و کاهش شوری توسط سه گیاه وتیور، تیفا و نی را در اقلیم استان گیلان در قالب طرح بلوک‌های کاملا تصادفی در سه تکرار مورد بررسی قرار داد. در این راستا 9 مخزن استوانه‌ای به قطر و ارتفاع 50 و 80 سانتی‌متر و بافت خاک سیلتی لوم آماده و پس از کشت گیاهان دو تیمار غلظت‌های متفاوت نیترات شامل محلول‌های با غلظت 10 و 20 میلی‌گرم بر لیتر نیترات در طول مدت آزمایش به گیاهان و مخازن خاک اعمال شد. توانایی جذب نیترات و کاهش شوری توسط گیاهان در عمق‌های 35 و 70 سانتی‌متر با اندازه‌گیری مقادیر نیترات و شوری عصاره خاک بررسی شد. نتایج نشان داد که بیش‌ترین مقدار جذب نیترات مربوط به گیاه نی در تیمار غلظت 10 و در عمق 70 سانتی‌متر به میزان 59/98 درصد و کم‌ترین مقدار آن در عمق 70 سانتی‌متر و غلظت 20 میلی‌گرم بر لیتر، به میزان 96/34 درصد توسط گیاه وتیور روی داد. علاوه براین سه گیاه در کاهش میزان اسیدیته با یکدیگر اختلاف معنی‌دار داشتند اما در کاهش شوری میان آن‌ها تفاوتی در سطح 5 درصد مشاهده نشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Plant Vetiver, Typha and Reed on Improvement of Paddy Field Drains (Case study: Guilan province)

نویسندگان [English]

  • Maryam Navabian 1
  • Katayoun Kochaki Pastaki 2
  • Mehdi M. Esmaeili Varaki 3
1 Assistant Professors of Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan and Depttment of Water Engineering and Environment, Caspian Sea Basin Research Center
2 Assistant Professors of Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan and Depttment of Water Engineering and Environment, Caspian Sea Basin Research Center
3 M.Sc. student of Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan
چکیده [English]

Salinity and nitrate of drainage water are the main reasons of agricultural pollutant. Decentralization of agriculture land, variety of contaminants and the high volume of agricultural waste led to reduce the performance of conventional strategies of nitrate and salinity removal. This study aimed to evaluate the phytoremediation strategy to reduce salinity and nitrate in agricultural drainage, and reduced ability to absorb nitrate salt by three Vetiver, Typha and Reed was investigated in the region of Guilan province in a randomized complete block design with three replications. So 9 cylindrical boxes with 50 cm diameter and 80 cm height and Silty loam soil texture were prepared and after planting, two treatments of nitrate concentrations including of 10 and 20 mg/l nitrate were exposed during testing. Ability of nitrate and salinity reduction in two depths 35 and 70 cm was determined by measuring the amount of nitrate and salinity in soil extracts. Results showed that the highest amount of nitrate uptake of Reed in concentration 10 mg/l and in 70 cm depth was 98.59% and the lowest nitrate uptake in concentration 20 mg/l and in 70 cm depth was 34.96% for Vetiver. In addition, three plants were significant differences in reduction of pH but the salinity reduction was not significant in 5% level.

کلیدواژه‌ها [English]

  • acidity
  • Bio remediation
  • Phytoremediation
  • Salinity
  • Water Pollution
اکبرزاده،ع.، وخشوری،م. جمشیدی،ش و خالصی‌دوست،م. 1394. بررسی عملکرد گیاه وتیور در حذف مواد مغذی از فاضلاب. مجله آب و فاضلاب. 26. 1: 67-57.
خوش‌نواز،ص.، برومندنسب،س و معاضد،ه. 1393. بررسی بازده حذف نیترات فاضلاب کشاورزی کشت و صنعت کارون در تالاب مصنوعی جریان سطحی با کشت گیاه وتیور(Vetiveria zizaniodes). اکوبیولوژی تالاب. 6. 21: 15-5.
فلاحی،ف.، آیتی،ب و گنجی‌دوست،ح. 1390. حذف نیترات توسط فرآیند گیاه‌پالایی در مقیاس آزمایشگاهی. مجله آب و فاضلاب. 23. 81: 75-65.
صادق‌پور،ح. ترابیان،ع. و مهردادی،ن. 1379. حذف نیتروژن و فسفر از فاضلاب‌های شهری با استفاده از نیزارهای مصنوعی. مجله محیط ‌شناسی. 25: 22-11.
صمیمی لقمانی،س. عباس‌پور،ع. قاسم‌زاده گنجه‌ای،م و سمسار،ه. 1392. نقش گیاه آبزی لویی در حذف نیتروژن و فسفر از پساب شهری. نشریه پژوهش‌های حفاظت آب و خاک. 20. 5: 114-99.
میرزایی،س و جعفرزاده حقیقی‌فرد،ن.ا. 1391. بررسی میزان کارایی تالاب مصنوعی زیرسطحی در کاهش ازت آمونیاکی و فسفر از فاضلاب مصنوعی مشابه خانگی در مقیاس آزمایشگاهی. مجله تحقیقات نظام سلامت. 8. 4: 613-600.
Baskar,G., Deeptha,V.T and Abdul Rahaman,A. 2009 Root Zone Technology for Campus Wastewater Treatment. Environmental Research and Development. 3.3: 695-705.
Bavor,H.J and Mitchell,D.S. 1994. Wetland Systems in water Pollution Control. Water Science and Technology. 29.4: 1-336.
Calheiros,C., Rangel,A and Castro,P. 2009. Treatment of industrial wastewater with two stage constructed wetlands planted with Typha latifolia and Phragmites australis, Bioresource Technology. 100: 3205-3213.
DeBusk,W. 1999. Wastewater Treatment Wetlands: Contaminant Removal Processes. SL155, Soil and Water Science Department Institute of Food and Agriculture science. University of Florida.
Jampeetong,A., Brix,H and Kantawanichkul,S. 2012. Effects of inorganic nitrogen forms on growth, morphology, nitrogen uptake capacity and nutrient allocation of four tropical aquatic macrophytes (Salvinia cucullata, Ipomoea aquatica, Cyperus involucratus and Vetiveria zizanioides), Aquatic Botany. 97:10-16.
Klink,A. Macioł,A. Wisłocka,M and Krawczyk,J. 2013. Metal accumulation and distribution in the organs of Typha latifolia L. (cattail) and their potential use in bioindication, Limnologica. 43: 164-168.
Quan,W.M., Han,J.D., Shen,A.L., Ping,X.Y., Qian,P.L., Li,C.J., Shi,L.Y and Chen,Y.Q. 2007. Uptake and distribution of N, P and heavy metals in three dominant salt marsh macrophytes from Yangtze River estuary, China. Mar. Environmental Resource. 64: 21-37.
Standard Methods for the Examination of Water and Waste water .2013. 22nd Edition. Publication of the American Public Health Association (APHA), the American Water Works Association (AWWA), and the Water Environment Federation (WEF).
Truong,P.N.V. 1999. Vetiver grass technology for mine tailings rehabilitation. International Erosion Control Association, editor. Proceedings of the First Asia Pacific Conference on Ground and Water Bio-engineering for Erosion Control and Slope Stabilization, Manila, The Philippines. Pp. 315-25.
US EPA. 1999. estimated national occurrence and exposure to Nitrate and Nitrite in Public drinking water supplies. Washington, DC: United States Environmental Protection Agency (UAEPA). Pp. 1-77.
Vymazal,J. 2007. Removal of nutrients in various types of constructed wetlands. Science Total Environment. 380 (1-3): 48-65.
Wagner,S., Truong,P., Vieritz,A and Smeal,C. 2003. Response of Vetiveri grass to extreme nitrogen and phosphorus supply. Proc. Third International Vetiver Conference. China.
Xiao,W., Bao-ping,H., Ying-zheng,S and Zong-qiang,P. 2009. Advanced wastewater treatment by integrated vertical flow constructed wetland with Vetiveria zizanioides in north China. Procedia Earth Planet Science. 1: 1258-1262.