بررسی اثر استفاده از پساب تصفیه شده شهری بر خاک، بهره‌وری مصرف آب و عملکرد گیاه کینوا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشجوی کارشناسی، گروه مدیریت مناطق خشک و بیابانی، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه فردوسی مشهد

3 استادیار و عضو هیات علمی دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، پژوهشکده آب و محیط زیست، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

از آنجایی‌که یکی از اهداف مهم در کشاورزی پایدار با توجه به بحران منابع آب، افزایش بهره‌وری مصرف آب می‌باشد لذا استفاده از تکنیک‌هایی جهت رسیدن به این مهم ضروری است. به منظور بررسی اثر تیمارهای مختلف پساب تصفیه شده شهری بر خواص شیمیایی خاک، بهره‌وری مصرف آب و عملکرد کینوا (رقم Titicaca)، در سال 1396 آزمایشی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. این تحقیق بر پایه طرح کاملاً تصادفی و با 3 تکرار در شرایط گلخانه‌ای و در گلدان اجرا گردید. تیمارهای مورد بررسی در این پژوهش شامل آب شهری، پساب شهری، یک در میان پساب شهری، اختلاط 50:50 پساب شهری و آب شهری، و آبیاری زیرسطحی با پساب شهری بودند. نتایج نشان داد که تیمارهای مورد بررسی بر پتاسیم، فسفر، نیتروژن، بهره‌وری مصرف آب و عملکرد دانه در سطح احتمال یک درصد موثر بوده، ولی بر اسیدیته خاک و وزن هزار دانه در سطح احتمال 5 درصد معنی‌دار شدند. همچنین استفاده از پساب تصفیه شده شهری منجر به افزایش کلیه صفات گردید. بطوریکه تیمار پساب شهری، متناوب یک در میان، اختلاط 50:50 پساب شهری، و آبیاری زیر سطحی پساب شهری منجر به افزایش 7/30، 8/8، 6/20 و 1/36 درصدی عملکرد دانه، 1/31، 6/8، 5/20 و 4/36 درصدی بهره‌وری مصرف آب و 8/8، 7/6، 5/7 و 6/9 درصدی وزن هزار دانه شدند. در مجموع می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از آب فاضلاب تصفیه شده نه‌تنها عملکرد گیاه کینوا را افزایش داده بلکه سبب بهبود شرایط شیمیایی خاک شده و می‌تواند باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های تامین و مصرف کودهای شیمیایی شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation the Effects of Using Treated Wastewater on Soil Characteristics, Yield and Water Productivity of Quinoa

نویسندگان [English]

  • Saber Jamali 1
  • Seyedeh Mahbubeh Zeynodin 2
  • Mahdi Kolahi 3
1 PhD Student, Water Science and Engineering Department, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
2 ​Faculty of Natural Resources and Environment Ferdowsi University of Mashhad Mashhad, Iran, PO BOX 9177948974
3 Faculty of Natural Resources and Environment, Water and Environment Research Institute, Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Since the sustainable agriculture field is the main water consumer, using techniques in order to increasing water use efficiency is necessary. An investigation was done to evaluate effects of different regimes of urban wastewater on chemicals properties of soil, yield and water productivity of Quinoa plant (cv. Titicaca), at Research Greenhouse of Ferdowsi University of Mashhad, during 2017-2018. The research was based on completely randomized design with three replications in greenhouse conditions and in pots. Five applied treatments were urban fresh water, urban wastewater, alternate wastewater and fresh water, mixture of 50-50 percent wastewater and freshwater, and subterranean irrigation with urban wastewater. The results show that the treatments were significant on K, P, N, and water productivity; grain yield was significant at 1 percent level (P<0.01), but on pH and 1000 kernel weights at 5 percent level (P<0.05). The research shows effects of using urban refined wastewater on an increase in all traits. The treatments of urban wastewater, alternate, mixture of 50-50 and subterranean irrigation resulted in an increase of 30.7%, 8.8%, 20.6% and 36.1% of grain yield, 31.1%, 8.6%, 20.5% and 36.4% of water productivity, 8.8%, 6.7%, 7.5% and 9.6% of 1000 kernel weights, respectively. Furthermore, the results of the experiment show that the use of refined sewage water for irrigation of Quinoa crop can increase the yield of Quinoa, positive effects on the chemical properties of the soils of the studied, and decrease the cost of supplying and using fertilizers, and then save the environment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Conjunction regimes
  • Grain yield of Quinoa
  • Soil chemical characteristics
  • subterranean irrigation
  • Wastewater

مراجع

آقابراتی، ا.، حسینی، س.م، اسماعیلی، ع. و مارالیان، ح. 1388. اثر آبیاری با فاضلاب شهری بر خصوصیات فیزیکی- شیمیایی خاک، تجمع عناصر غذایی و کادمیوم در درختان زیتون. علوم محیطی. 6(3): 1-10.
چوپان، ی.، امامی، س. و حسام، م. 1397. بررسی خصوصیات شیمیایی خاک تحت تأثیر آبیاری با پساب صنعتی تصفیه نشده (مطالعه موردی: تربت حیدریه). آبیاری و زهکشی ایران. 12(4): 862-871.
حسین‌پور، ا.، حق‌نیا، غ.ح.، علیزاده، ا. و فتوت، ا. 1388. بررسی تغییرات کیفیت شیمیایی فاضلاب خام و پساب شهری در اثر عبور از ستون‌های خاک. آب و خاک. 23(3): 45-56.
رحیمی، ق.، امرایی، ل. و کیمیایی طلب، ع. 1394. اثر آبیاری با پساب صنعتی بر روند تغییرات برخی فلزات سنگین در خاک و گیاه تربچه. علوم و فنون کشت‌های گلخانه‌ای. 6(4): 11-20.
شفق کلوانق ج.، زهتاب سلماسی س.، اعلمی میلانی م.، اوستان ش. و عبدلی (1394) اثر استفاده از پساب کارخانه تولید خمیر‌مایه بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم در منطقه قراملک تبریز. دانش کشاورزی و تولید پایدار. 25(2): 64-77.
عسگری، ک.، سلیمانی، ع. و نجفی، پ. 1387. اثر فاضلاب تصفیه شده شهری بر شاخص عملکرد دانه و اجزای آن در گیاه آفتابگردان تحت تیمارهای مختلف آبیاری. پژوهش آب ایران. 2(2): 45-52.
فراستی، م.، توسلی، ع.، فتح‌آبادی، ا. و قلی‌زاده، ع. 1397. بررسی اثر آبیاری با پساب و چاه بر برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک اراضی زراعی. مطالعات محیط‌زیست، منابع طبیعی و توسعه پایدار. 5: 51-61.
فریدونی، م.ج.، فرجی، ه. و اولیایی، ح.ر. 1392. تأثیر پساب شهری تصفیه شده و نیتروژن بر عملکرد کمی، کیفیت دانه ذرت شیرین و برخی ویژگی‌های خاک در منطقه یاسوج. دانش آب و خاک. 23(3): 43-56.
یزدانی، و.، قهرمان، ب.، داوری، ک. و فاضلی، ا. 1393. تأثیر پساب بر خصوصیات فیزیکی و شیمیای خاک. فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط‌زیست. 16(1): 543-558.
El Youssfi, L., Choukr-Allah, R., Zaafrani, M., Mediouni, T., Samba, B. and Hirich, A., 2012. Effect of domestic treated wastewater use on three varieties of Quinoa (Chenopodium quinoa) under semiarid conditions. World Academy of Science. Engineering and Technology. International Journal of Environmental, Chemical, Ecological, Geological and Geophysical Engineering. 6(8): 562-565.
Hasan H., Battikhi A. and Qrunfleh M. (2014) Impacts of Treated Wastewater Reuse on Some Soil Properties and Production of Gladiolus communis. Journal of Horticulture. 1: 111.
Hassanli A.M., Ebrahimizadeh M.A. and Beecham S (2009) the effect of irrigation methods with effluent and irrigation scheduling on water use efficiency and corn yields in an arid region. Agricultural Water Management. 96: 93-99.
Heidarpour, M., Mostafazadeh-Fard, B., Koupai, J. A., & Malekian, R. (2007). The effects of treated wastewater on soil chemical properties using subsurface and surface irrigation methods. Agricultural Water Management, 90(1-2), 87-94.‏
Hirich, A., Allah, R.C., Jacobsen, S.E., El Youssfi, L. and El Homaria, H., 2012. Using deficit irrigation with treated wastewater in the production of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) in Morocco. Revista Científica UDO Agrícola. 12(3), pp.570-583.
Irandoost, M., & Salehi Tabriz, A. (2017). The effect of municipal wastewater on soil chemical properties. Solid Earth Discuss, 1-13.‏
Keller, C., S. P. McGrath and S. J. Dunham (2002). Trace metal leaching through a soil grassland system after sewage sludge application. J. Environ. Qual., 31: 1550-1560.
Kjeldahl, J. (1883) A New Method for the Determination of Nitrogen in Organic Matter. Zeitschrift für Analytische Chemie, 22, 366-382.
Madani, K. (2014) Water Management in Iran: what is causing the looming crisis? Journal of Environmental Studies and Sciences (4), 315–328.
Mirzaei-Takhtgahi, H., Ghamarnia, H., & Pirsaheb, M. (2018). Impact of irrigation with contaminated water on soil properties (Case Study: Border Land of Gharesoo River). Journal of Applied Research in Water and Wastewater, 5(2), 447-453.‏
Mohammad, M. J. and N. Mazahreh (2003). Changes in soil fertility parameters in response to irrigation of forage crops with secondary treated wastewater. Comm. Soil Sci. Plant Anal. 34: 1281–1294.
Munns, R., Wallace, P. A., Teakle, N. L., & Colmer, T. D. (2010). Measuring soluble ion concentrations (Na+, K+, Cl−) in salt-treated plants. In Plant stress tolerance (pp. 371-382). Humana Press.‏
Myers, B. J., S. O. Theiveyanath, N. O. Brian and W. J. Bond. 1996. Growth and water use of Eucalyptus grandis and Pinus radiata plantation irrigated with effluent. Tree Physiuol. 16: 211-219.
Pandey, N. C., Tewari, L. M., Joshi, G. C., & Upreti, B. M. (2018). Physico-chemical characterization of Oak, Pine and Sal forest soil profiles of Betalghat Region of Kumaun Himalaya. Eurasian Journal of Soil Science, 7(3), 261-272.‏
Rattan, R. K., S. P. Datta, P. K. Chhonkar, K. Suribabu and A. K Singh. 2005. Long-term Impact of Irrigation with Sewage Effluents on Heavy Metal Content in Soils, Crops and Groundwater a case study. Agriculture, Ecosys. And Environ. 109: 310–322.
Rezapour,S., Samadi,A and Khodaverdiloo,H. 2012. Impact of long-term wastewater irrigation on variability of soil attributes along a landscape, semi-arid region of Iran. Environmental Earth Sciences. 67: 1713–1723.
Rezayan, A. and Rezayan, A. H., (2016). Future studies of water crisis in Iran based on processing scenario. Irainian journal of Ecohydrology, Vol. 3, No. 1, spring 2016.
Schacht, K., & Marschner, B. (2015). Treated wastewater irrigation effects on soil hydraulic conductivity and aggregate stability of loamy soils in Israel. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 63(1), 47-54.‏
Willett, I. R., P. Jakobsen, K. W. J. Malafant and W. J. Bond (1984). Effect of land disposal of lime treated sewage sludge on soil properties and plant growth. Division of water and land resources, CSIRO, Canberra. Div. Rep., 84:3, 56.
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
دوره 12، شماره 3 - شماره پیاپی 47
فروردین 1401
صفحه 355-368

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار