اثر كاربرد لجن فاضلاب بر تغييرات زماني حدود خميرايي و پايداري خاكدانه ها در يك نمونه خاك آهكي

Impact of Sewage Sludge Application on Temporal Variation of Plasticity Limits and Aggregate Stability in a Calcareous Soil

كمبود ماده آلي در خاك هاي مناطق خشك و نيمه خشك سبب كاهش كيفيت فيزيكي و افزايش رواناب و فرسايش خاك مي شود. كاربرد تركيبات آلي (لجن فاضلاب) در اين مناطق مي تواند سبب بهبود ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي خاك شود. در اين تحقيق اثر كاربرد سطوح مختلف (صفر، 30 و 60 تن در هكتار) لجن فاضلاب در سه زمان 30, 60 و120 روز پس از خوابانيدن بر كربن آلي، پايداري خاكدانه ها (ميانگين وزني و هندسي قطر خاكدانه ها) و حدود خميرايي (رطوبت حد بالا و پايين خميرايي و شاخص خميرايي) خاك بررسي شد. كربن‌آلي خاك با افزايش سطوح كاربردي لجن فاضلاب افزايش يافت، اما با گذشت زمان در مقايسه با شاهد به طور معني داري كاهش يافت. پايداري خاكدانه ها با كاربرد لجن فاضلاب به طور معني داري افزايش يافت ولي با گذشت 60 روز پس ازخوابانيدن به طور معني داري نسبت به 30 روز كاهش يافت اين درحالي است كه پس از 120 روز تفاوت معني داري با خوابانيدن به مدت 30 روز نداشت. رطوبت حد بالاي خميرايي خاك با كاربرد سطوح مختلف لجن فاضلاب افزايش يافت و با گذشت زمان، ابتدا افزايش و سپس كاهش يافت. در حالي-كه رطوبت حد پايين خميرايي با افزايش سطوح كاربرد لجن فاضلاب افزايش يافت و با گذشت زمان به طور معني داري تغيير نيافت‌. شاخص خميرايي خاك به طور معني داري تحت تاثير سطوح كاربرد لجن فاضلاب قرار نگرفت. اما در طول زمان ابتدا افزايش و سپس كاهش يافت. به طور كلي نتايج نشان داد افزودن لجن فاضلاب علاوه بر اينكه توانست سبب افزايش ماده آلي خاك و ظرفيت نگهداري آب خاك شود امكان شخم و عمليات خاك ورزي را در رطوبت هاي بيشتر و بدون فشردگي خاك فراهم آورد. البته بايستي در كاربرد لجن فاضلاب علاوه بر در نظر گرفتن اثرات مثبت لجن بر بهبود ويژگي هاي فيزيكي خاك، مسايل اقتصادي و اثرات نامطلوب حاصل از كاربرد مقادير زياد لجن و خطرات زيست محيطي نيز مورد توجه قرار گيرد.

Low organic matter in arid and semi-arid soils results in decreasing physical quality and increasing runoff and soil erosion. Application of organic compounds (sewage sludge) in these regions can improve soil physical and chemical properties. In the present research, effect of different levels of sewage sludge (0, 30 and 60 ton ha-1) on organic carbon, aggregate stability (mean weight diameter, MWD and geometric mean diameter, GMD), and plasticity limits (upper plastic limit, UPL, lower plastic limit, LPL, and plasticity index, PI) was studied over three time periods of 30, 60, and 120 days after application of sewage sludge. Soil organic carbon increased with increasing sewage sludge, but decreased significantly over time as compared to that of the control. Aggregate stability increased with sewage sludge application. Aggregate stability decreased 60 days after experiment as compared to that of 30 days, whereas, there was no significant difference between the aggregate stability at 120 and 30 days after the experiment. Upper plastic limit increased with increasing sewage sludge application. This criterion increased over time and decreased after that; whereas, LPL increased with sewage sludge application and did not vary over time. Sewage sludge did not affect PI significantly, while PI increased over time and then decreased. In general, results indicated that application of sewage sludge could increase soil organic matter and water holding capacity. Furthermore, with application of sewage sludge, soils can be tilled at higher moisture contents without any probable compaction. Of course, in addition to considering the positive effects of sewage sludge in improving soil physical properties, economical issues and the probable adverse effects of excessive application of sewage sludge and environmental risks should also be considered.