كليدواژه :
پايداري خاكدانه , ماده آلي , شوري , شاخص پايدراي نرمال
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: اكثر خاك‌هاي مناطق خشك و نيمه‌خشك ايران داراي كمتر از يك درصد ماده آلي هستند كه اين مسئله سبب كاهش كيفيت برخي از ويژگي‌هاي فيزيكي خاك ازجمله كاهش پايداري خاكدانهها، تخريب ساختمان خاك و كاهش هدايت هيدروليكي اشباع مي‌شود. با توجه به اهميت و نقش مواد آلي در پايداري ساختمان خاك از يك‌سو و وجود سديم و پتاسيم در كود گاوي و اثرات مخرب آن‌ها بر ساختمان خاك از سوي ديگر اين پژوهش با هدف بررسي تأثير كود گاوي، لجن فاضلاب و كاتيون پتاسيم بر شاخص‌هاي پايداري ساختمان خاك انجام شد.
مواد و روش‌ها: در اين پژوهش تاثير كود گاوي و لجن فاضلاب شهري در سه سطح صفر، 1 و 2 درصد و كاتيون پتاسيم (كلريد پتاسيم) در سه سطح شوري 1، 3 و 5 دسي زيمنس بر متر در سه تكرار به‌صورت طرح كاملاً تصادفي در قالب آرايش فاكتوريل براي مقايسه تيمارها بر شاخص‌هاي پايداري ساختمان خاك مطالعه شد. تيمارهاي يك و دو درصد كود گاوي و لجن فاضلاب به خاك اعمال شده و خاك تيمار شده در گلدان يك كيلويي ريخته شد. به همه گلدان‌ها در ابتدا 300 ميلي‌ليتر آب شهري اضافه شد تا به حالت اشباع برسد. سپس، آبياري با محلول‌هاي حاوي KCl آغاز شد و هر 7 رو ز يك‌بار 200 ميلي‌ليتر محلولKCl به گلدان‌ها افزوده شد. اين دوره آبياري 8 هفته به طول انجاميد و بعد از گذشت 8 هفته شاخص‌هاي پايداري ساختمان خاك شامل شاخص پايداري نرمال، ميانگين هندسي قطر خاكدانهها و درصد تخريب خاكدانهها اندازه‌گيري شدند. تجزيه‌وتحليل آماري داده‌ها توسط نرم‌افزار آماري JMP8 انجام شد. مقايسه ميانگين‌ها با استفاده از آزمون LSD و در سطح يك درصد انجام شد.
يافته‌ها: نتايج شاخص‌هاي پايداري ساختمان خاك نشان داد كه تيمار لجن فاضلاب اثر مثبت بر ميانگين هندسي قطر خاكدانه-ها (GMD) و درصد تخريب خاكدانه (PAD) داشت، درحالي‌كه تيمار كود گاوي به دليل بالا بودن سديم و پتاسيم آن و اثرات مخرب اين دو بر پايداري خاكدانه بر اكثر پارامترهاي پايداري ساختمان خاك به‌جز شاخص پايداري نرمال (NSI) اثر منفي داشت. به طور كلي ميانگين هندسي قطر خاكدانهها در تيمار بدون ماده آلي و شوري سه دسي زيمنس بر متر كمترين و در تيمار يك درصد لجن فاضلاب و همين سطح شوري بيشترين مقدار بودند. همچنين شاخص NSI به ترتيب در تيمارهاي شوري سه دسي زيمنس بر متر و بدون ماده آلي كمترين و در شوري يك دسي زيمنس بر متر و يك درصد كود گاوي بيشترين مقدار بود. درصد تخريب خاكدانهها نيز در شوري‌هاي كمتر از سه دسي زيمنس بر متر با افزايش ماده آلي در بيشتر تيمارها كاهش معني-داري نشان داد، در حالي كه در شوري پنج دسي زيمنس بر متر به دليل افزايش ميزان پتاسيم و اثر مخرب آن بر پايداري ساختمان خاك تغيير ات آن معني‌دار نبود.
نتيجه‌گيري: . با توجه به اثر مثبت لجن فاضلاب شهري در پايداري خاكدانه در كوتاه‌مدت در اين مطالعه، و مقرون‌به‌صرفه بودن لجن فاضلاب پيشنهاد مي‌شود اثر افزودن لجن فاضلاب به زمين‌هاي كشاورزي طي دوره‌هاي چندساله بر شاخص‌هاي پايداري ساختمان خاك موردبررسي قرار گيرد.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Most of the soils in arid and semi-arid regions of Iran contain less than 1 % organic matter, which lead to reduce the quality of some physical properties of the soil, including decreasing the stability of aggregates, destruction the soil structure and reducing saturated hydraulic conductivity. Considering to the importance and role of organic matter and the presence of sodium and potassium in cattle manure and their destructive effects on soil structure, this research was performed to study the effect to investigate the effect cattle manure, sewage sludge and potassium chloride on soil structure stability indices.
Materials and Methods: In this research, the effects of cattle manure and municipal sewage sludge at three rates (0, 1 and 2 %) and potassium cation (potassium chloride) at three salinity levels (1, 3 and 5 dS/m) and 3 replications as a completely randomized design and factorial arrangement were studied to compare the treatments on soil structure stability indices. Treatments of 1 and 2 % (weight) cattle manure and sewage sludge were applied to soil and treated soil filled in pots (1 kg weight). To saturate the soil, all pots were irrigated with 300 ml of urban water. Then, irrigation was made by KCl solutions and 200 ml of KCl was added to each pot every week for the period of 8 weeks. After then, soil structural stability indices including normalized stability index (NSI), geometric mean diameter of wet aggregates (GMD), and percentage of aggregate destruction (PAD) were measured. The statistical analysis of data was made by JMP8 software and comparison of means based on LSD test at P < 0.001 was performed.
Results: the results of structural stability showed that sewage sludge treatment had a positive effect on aggregate stability, percentage of aggregate destruction and geometric mean diameter of wet aggregates, while manure application due to high concentration of sodium and potassium and their destructive effects on aggregate stability had the negative effect on most structural stability, except for the normalized stability index. In general, geometric mean diameter of wet aggregates in treatment with no organic matter and salinity level of 3 dS/m was the lowest value and it showed the highest value in 1 % of sewage sludge and salinity level of 3 dS/m. Also, amounts of normalized stability index were the highest and lowest values in salinity of 1 dS/m + 1 % of manure, and salinity of 3 dS/m + no organic matter, respectively. Percentage of aggregate destruction significantly decreased at salinity levels less than 3 dS/m when organic matter increased, while it was not significantly changed at salinity of 5 dS/m due to increment of potassium and its destructive effect on soil structure.
Conclusion: Considering the positive effect of organic matter on stability of aggregates in short term, and the cost effectiveness of sewage sludge, it is suggested that the application the sewage sludge on soil structure indices in agricultural lands will be studied during several years.
