علوم آب و خاک

---

مواد آلی و کانی‌های رسی خاک بیشتر آنزیم‌های ریزجانداران آن را جذب و نگهداری کرده، به پایداری آنها در خاک می‌افزایند. این پژوهش برای روشن‌تر شدن سهم هر یک از بخش‌های آلی و کانی خاک از فعالیت آنزیم‌های سلولولیتیک بی‌جنبش شده در آن انجام گردید. آنزیم سلولاز روی برخی از نگهدارنده‌های آلی و کانی خاک بی‌جنبش شد. فعالیت آنزیم‌های اگزوگلوکاناز و اندوگلوکاناز بی‌جنبش شده در زمان‌های مختلف اندازه‌گیری شد. پایداری آنزیم‌های اگزوگلوناز و اندوگلوکاناز بی‌جنبش شده، به نگهدارنده آن بسیار وابسته بود. پس از 20 روز نگهداری در دمای چهار درجه سانتی‌گراد، کاهش فعالیت آنزیم‌هایی که روی نگهدارنده‌های آلی مانند آویسل بی‌جنبش شده بودند ناچیز بود. در برابر آن، کاهش فعالیت آنزیم‌هایی که روی خاک و کانی‌های آن بی‌جنبش شده بودند نسبتاً زیاد بود. از سوی دیگر، فعالیت آنزیم‌های اگزوگلوکاناز و اندوگلوکاناز بی‌جنبش شده روی آویسل و مانده‌های کشاورزی به اندازه چشم‌گیری بیشتر از خاک و کانی‌های رسی آن بود. بنابراین، شاید بتوان گفت که بخش بزرگی از فعالیت آنزیم‌های سلولولیتیک خاک وابسته به آنزیم‌هایی است که روی مانده‌های کشاورزی در خاک نگهداری و بی‌جنبش شده‌اند. پوشاندن هر یک از نگهداره‌های کانی‌های رسی، خاک و آویسل با هیدروکسید آلومینیم (چهار میلی‌مول بر گرم) به اندازه چشم‌گیری بر مقدار و فعالیت آنزیم‌های بی‌جنبش شده روی آنها افزود. فعالیت آنزیم‌های اگزوگلوکاناز و اندوگلوکاناز بی‌جنبش شده روی خاک و کانی‌های هم‌یون شده با کلسیم بیشتر از آنزیم‌های بی‌جنبش شده روی خاک و کانی‌های هم‌یون شده با پتاسیم بود. ولی این پیامدها شاید وابسته به پیامد ویژه کاتیون کلسیم در روش ارزیابی، و نیز فعالیت این آنزیم‌ها باشد. به هر حال، پیامدهای کاتیون هم‌یون کننده بر آنزیم‌های بی‌جنبش شده روی آویسل چشم‌گیر نبوده است.

---

افزودن لجن فاضلاب به مقدار زیاد به خاک باعث انباشته شدن عناصر سمّی در خاک می‌شود. هدف این پژوهش گلخانه‌ای بررسی تأثیر لجن فاضلاب بر قابلیت جذب عناصر کم‌مصرف و فلزات سنگین در خاک‌های با pH متفاوت بود. این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل در چارچوب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل لجن فاضلاب در مقادیر صفر، 50، 100 و 200 تن در هکتار، و خاک، شامل خاک‌های رشت (8/6= pH) ، لنگرود (8/4= pH)، لاهیجان (7/5= pH) و اصفهان (9/7= pH) بود که زیر کشت گیاه ذرت (Zea mayz) قرار گرفتند. لجن فاضلاب باعث افزایش معنی‌دار مقدار قابل استخراج (به روش DTPA) آهن، روی، مس، سرب، کادمیم و نیکل در هر چهار خاک شد. این افزایش متناسب با افزایش مقدار لجن بود. مقدار عناصر فوق در خاک لنگرود به دلیل اسیدی بودن بیشترین، و در خاک اصفهان به دلیل قلیایی بودن کمترین بود. افزودن لجن فاضلاب به خاک باعث افزایش رشد گیاه و نیز افزایش مقدار جذب فلزات در اندام هوایی ذرت گردید، که متناسب با کاهش pH خاک بود. با توجه به این که استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود آلی در خاک، به ویژه خاک‌های اسیدی، ممکن است باعث افزایش قابلیت جذب فلزات سنگین حتی تا حد سمّیت ‌گردد، بنابراین مقدار افزودن لجن فاضلاب به خاک باید بر اساس مقدار افزایش میزان قابل جذب این فلزات در خاک ارزیابی گردد.

---

گنجایش تبادل کاتیونی (CEC) از مهم‌ترین ویژگی‌های شیمیایی خاک است که کیفیت خاک‌ها را از جنبه‌های مختلف تحت تأثیر قرار می‌دهد. CEC در برآورد پتانسیل خطر فلزات سنگین و برخی آلاینده‌های آلی کاتیونی نیز مؤثر است، و یکی از مهم‌ترین پارامتر‌های ورودی در بسیاری از مدل‌های کامپیوتری، از جمله مدل EPIC است. روش‌های آزمایشگاهی که در اندازه‌گیری این ویژگی به کار می‌روند معمولاً وقت‌گیر و مشکل‌اند. از این رو، داشتن مدلی که بتواند CEC خاک را از روی دیگر ویژگی‌های خاک تخمین بزند ضروری است. در این پژوهش رابطه CEC (به عنوان متغیر تابع) با درصد اندازه ذرات، درصد مواد آلی و pH خاک (به عنوان متغیرهای مستقل) بررسی گردید. این بررسی با استفاده از اطلاعات 464 نمونه خاک از افق‌های مختلف صورت گرفت. نتایج نشان داد CEC خاک‌ها با درصد شن هم‌بستگی معکوس (*** 389/0- = r)، و با درصد مواد آلی (*** 772/0= r)، درصد رس (*** 391/0= r) و درصد سیلت (*** 233/0= r) هم‌بستگی مستقیم دارد. میان CEC و pH خاک‌ها ارتباط معنی‌داری دیده نشد. جدا سازی خاک‌ها به افق‌های A، B و C نشان داد سهم رس و مواد آلی در CEC افق‌های مختلف یکسان نیست. جدا کردن خاک‌های اریدی‌سول و انجام هم‌بستگی‌های چند متغیره، در مقایسه با کل خاک‌ها، تخمین دقیق‌تری به دست نیاورد. جدا سازی خاک‌های اسیدی و انجام هم‌بستگی‌های چند متغیره نشان داد که در این خاک‌ها ماده آلی مهم‌ترین عامل مؤثر بر CEC خاک است.

---

یک آزمایش فاکتوریل با دو سطح روی (صفر و 5/1 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک)، پنج سطح شوری آب آبیاری (صفر، 60، 120 و 180 میلـی‌مولار کـلرید سدیم و 120 میلی‌مولار نیترات سدیم) با سه تکرار اجـرا گردید. بذر گنـدم، رقـم روشـن (Triticum aestivum cv. Roshan) در داخل گلدان‌ها کشت گردید. بعد از برداشت گیاه، غلظت روی و کادمیم در اندام‌های هوایی اندازه‌گیری شد. فعالیت گونه‌های مختلف روی و کادمیم محلول خاک با استفاده از نرم‌افزار MINTEQA2 تخمین زده شد. شوری ناشی از کلرید سدیم باعث افزایش غلظـت کادمیم کل و نیز گونـه‌های CdC1⁰₂, Cd²⁺ و⁺CdC1 محلول خـاک شد، در حـالی‌که شوری نیترات سدیم تأثیری بر غلظت کادمیم محلول خاک نداشت. غلظت کادمیم گیاه، با غلظت کادمیم کل و کلر محلول خاک هم‌بستگی مثبت و با غلظت روی محلول خاک هم‌بستگی منفی داشت. مصرف سولفات روی باعث کاهش غلظت کادمیم و افزایش غلظت روی در گیاه گردید. نتایج این آزمایش نشان داد یون کلرید، نقش مؤثری در افزایش حلالیت کادمیم خاک و جذب آن به وسیله گیاه دارد.

---

قابلیت کرم‌های خاکی برای بازیافت محدوده وسیعی از ضایعات آلی به خوبی شناخته شده است. معدودی از گونه‌های کرم‌های خاکی برای تولیـد تجـاری ورمی کمپوست‌ها مناسب‌اند و از این میـان دو گـونه foetida Eisenia و Lumbricus rubellus در مناطق معـتدله یافت می‌شوند. نمونه‌های کرم‌های خاکی از مناطق شمال و شمال‌غرب کشور و از داخل توده‌های قدیمی کود دامی و لاشبرگ‌های سطحی جمع‌آوری و در شرایط گلخانه‌ای نگه‌داری شدند. برای شناسایی گونه‌های کرم‌های خاکی از ویژگی‌های ظاهری شامل شمار حلقه‌های بدن، شماره حلقه‌های کمربند جنسی، شماره حلقه‌های برآمدگی بلوغ، رنگ بدن، ابعاد بدن کرم‌های بالغ، شکل سر و پیش دهان و شماره نخستین حلقه دارای سوراخ پشتی استفاده شد. تمامی نمونه‌های کرم‌های کمپوستی جمع‌آوری شده، متعلق به گونه Eisenia foetida بودند. این کرم‌ها برای تولید ورمی کمپوست از کود دامی، بقایای گیاهی، لجن فاضلاب، زباله شهری، فیلتر کیک و باگاس حاصل از کارخانه‌های نیشکر قابلیت خوبی داشتند. در شرایط انکوباسیون درون کود دامـی با رطوبت 70 درصـد وزنی و در دمای 2 ± 24 درجـه سانتی‌گراد، هر کرم در هفته، یک الی دو کپسول تخم تولید کرده و در هر کپسول تخم دو الی هفت عدد نوزاد کرم وجود داشت. در طی فرآیند تولید ورمی کمپوست، نسبت کربن به نیتروژن مواد کاهش یافت که نشان‌دهنده پیشرفت تجزیه مواد و پایداری بیشتر ورمی کمپوست تولید شده‌است.

---

امکان استفاده از لجن کنورتور، یک محصول فرعی صنایع فولاد، به عنوان کود آهن بررسی شد. حدود 64 درصد وزن این ماده را اکسیدهای دو و سه ظرفیتی آهن و بقیه را به‌طور عمده عناصری مانند کلسیم، سیلیسیم، منگنز، پتاسیم و فسفر تشکیل داده است. این پژوهش به صورت یک آزمایش انکوباسیون در سه خاک آهکی و با نمونه‌های 400 گرمی در رطوبت ظرفیت مزرعه و دمای اتاق به مدت دو ماه انجام شد. تیمارها شامل سطوح مختلف لجن کنورتور(0، 4و8 درصد)، لجن همراه با گوگرد عنصری وتیوباسیلوس و لجن اسیدی شده بودند. نمونه برداری از تیمارها در زمان‌های 1، 10، 30و 60 روز پس از شروع آزمایش صورت گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که کاربرد لجن کنورتور باعث افزایش مختصری در pH خاک شد ولی در عین حال قابلیت جذب آهن خاک را افزایش داد. مقدار افزایش به‌طور عمده متناسب با مقدار لجن مصرفی بود. اسیدی کردن لجن کنورتور باعث افزایش چشم‌گیری در قابلیت جذب آهن خاک شد ولی مقدار قابل جذب این عنصر عموماً با گذشت زمان کاهش یافت. استفاده از لجن کنورتور همراه با گوگرد عنصری قابلیت جذب آهن ومنگنز خاک‌ها را در مقایسه با تیمار‌های لجن به تنهایی افزایش داد. هم‌چنین استفاده از لجن کنورتور به تنهایی و همراه باگوگرد عنصری واسیدسولفوریک باعث افزایش مختصری در قابلیت جذب فسفر خاک‌ها شد. با توجه به نتایج این پژوهش می‌توان دریافت که لجن کنورتور فولادسازی پتانسیل کاربرد به‌عنوان کود آهن در خاک‌های آهکی را داراست هرچند که انجام پژوهش‌های بیشتر گلخانه‌ای ومزرعه‌ای به‌منظور بررسی این موضوع مورد نیاز است.

---

سرباره کنورتور LD یک فرآورده جنبی صنایع آهن و فولاد است که به مقدار زیاد در اصفهان تولید می‌شود. سرباره به کاررفته به ترتیب حاوی 8/52 و 2/2 درصد CaO و MgO است. برای تعیین اثر سرباره LD برخصوصیات شیمیایی خاک، یک آزمایش انکوباسیون با استفاده از سه خاک اسیدی از گیلان انجام گرفت. نمونه‌های خاک از عمق 30-0 سانتی‌متری سطح مزارع برنج و توتون و باغ چای گرفته شدند. تیمارها شامل 0 ، 5/0 ، 1 ، 2 ، 4 ، 8 و 16 درصد سرباره کنورتور در هر کیلوگرم خاک بود که به طور کامل با 5/0 کیلوگرم از هر خاک مخلوط شد. رطوبت خاک‌ها‌ در ظرفیت مزرعه‌ای برای مدت دو ماه ثابت نگه‌داشته شد، و در زمان‌های 1 ، 10 ، 30 و 60 روز پس از شروع آزمایش از نمونه‌ها، نمونه‌های فرعی برای یررسی تغییراتpH ،EC و غلظتFe ، Mn ، P و K قابل استخراج با AB-DTPA گرفته شد. نتایج نشان داد pH خاک با افزایش نسبت سرباره به کاررفته افزایش پیدا کرد. سرباره مقدارP و Mn قابل استخراج با AB-DTPA را متناسب با مقـدار به کار رفته افزایش داد. ولی تأثیر سرباره بر مقـدارFe بسته به pH اولـیه خاک متفـاوت بـود، به طـوری که با افزایش pH خاک به محدوده 5/8-4/7 از غلظت آهن کاسته شد و بعد از آن با افزایش pH خاک مقدار آهن دوباره افزایش یافت. سرباره، پتاسیم قابل استخراج با AB-DTPA را به ویژه در خاک‌ها‌ی شدیداً اسیدی کاهش داد. pH خاک در طول زمان کاهش یافت ولی قابل ملاحظه نبود. مقدار آهن قابل جذب غالباً در طول زمان کاهش یافت. اثر زمان انکوباسیون بر فسفر و منگنز متفاوت بود. اثر زمان برEC قابل ملاحظه نبود. در کل، خصوصیات شیمیایی خاک‌ها‌ بیشتر تحت تأثیر تیمارها بود تا زمان. با توجه به نتایج به دست آمده به نظر می‌رسد سرباره کنورتور برای اصلاح خاک‌ها‌ی اسیدی مناسب باشد. پیشنهاد می‌شود که اثر سرباره کنورتور LD بر خصوصیات شیمیایی خاک‌ها‌ی اسیدی طی آزمایش‌های مزرعه‌ای بررسی شود.

---

برای تعیین جدایه‌های متحمل به خشکی باکتری‌های ریزوبیومی هم‌زیست عدس، 12 نمونه خاک ازمناطق مختلف استان‌های گلستان، چهار محال و بختیاری و اصفهان جمع آوری شد و ارقام محلی عدس بی نام دانه درشت، قزوینی و فریدنی در هر نمونه خاک در گلخانه کشت شد. پس از10 هفته از گره‌های تشکیل شده روی ریشه گیاهان، 324 سویه ریزوبیومی جداسازی شدند. در تعیین تحمل به شوری جدایه‌ها، مشخص شد که تمام جدایه‌های به دست آمده قدرت رشد در محیط کشت حاوی 200 میلی‌مولار کلرور سدیم را دارند. در مقادیر بالای نمک (بیش از 400 میلی مولار)، از نظر تحمل به شوری، تفاوت عمده‌ای در بین جدایه‌ها وجود داشت، به طوری که فقط 20 درصد از آنها به عنوان متحمل به شوری ارزیابی گردید. جدایه‌های 249 RL و 211 RL با رشد در غلظت 550 و 600 میلی مولار نمک طعام به عنوان جدایه‌های برتر متحمل به شوری برگزیده شدند. نتایج بررسی تحمل به تنش پتانسیل ماتریک جدایه‌ها در سطوح مختلف 6000 PEG با تحمل به شوری آنها مطابقت داشت. به طور کلی، جدایه‌های متحمل به شوری قادر به تحمل تنش خشکی در شرایط آزمایشگاهی نیز بودند، ولی این تحمل به شوری و خشکی ارتباطی با منشأ جغرافیایی این جدایه‌ها نداشت. در یک طرح فاکتوریل، کرت‌های خرد شده با سه تکرار، گره‌سازی جدایه‌های متحمل 249 RL و 211 RL و نیز جدایه حساس 77 RL بر روی دو رقم عدس بی نام دانه درشت و فریدنی تحت تیمارهای مصرف 50، 75، 90 و 98 درصد آب قابل استفاده از خاک مقایسه شد. گرچه تنش خشکی به طور معنی‌داری باعث کاهش گره‌سازی شد، اما رقم عدس بی نام دانه درشت به دلیل تراکم زیاد ریشه در واحد حجم، میزان گره سازی بیشتری داشت. با وجود این که، جدایه 249 RL در تحمل به شوری و خشکی در شرایط آزمایشگاهی و نیز آزمایش‌های گلخانه‌ای نسبت به سایر جدایه‌ها برتری نشان داد، ولی با افزایش تنش خشکی در سطح بالاتر از 50 درصد مصرف آب قابل استفاده گره‌زایی کاهش معنی‌داری داشت.

---

پساب و لجن فاضلاب می‌توانند نیاز آبی و غذایی گیاه را تأمین نموده، به همین علت به عنوان منابع آبی و کودی ارزان قیمت مورد توجه قرار گرفته‌اند. البته وجود فلزات سنگین در پساب و لجن و امکان جذب آنها به وسیله گیاهان و ورود آنها به زنجیره غذایی انسان و حیوان نباید از نظر دور بماند. هدف از انجام این پژوهش تعیین آثار پساب و لجن فاضلاب صنعتی بر غلظت تعدادی از عناصر پرمصرف، کم مصرف، فلزات سنگین و سدیم و هم‌چنین عملکرد سه گیاه گندم (Triticum aestivum)، جو (Hordeum vulgare) و ذرت (Zea mays) بود. این مطالعه در شرایط گلخانه‌ای و در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار و پنج تیمار شامل آب چاه،آب چاه+ لجن ( 50 تن در هکتار) و سه پساب صنعتی از کارخانه پلی اکریل ایران به نام‌های پساب خروجی هوادم‌ها مربوط به برج‌های خنک کننده، پساب سرریز تصفیه پساب و پساب خروجی به رودخانه انجام گرفت. تجزیه پساب‌ها و لجن نشان داد که غلظت عناصر مختلف آنها در محدوده مجاز استانداردهای مربوطه می‌باشد. هیچ‌کدام از تیمارها در گیاه ذرت و نیز تیمار پساب خروجی هوادم‌ها در گندم و جو نتوانست نیاز گیاهان را به عنصر نیتروژن تأمین نماید. همه تیمارها نیاز گندم به فسفر را تأمین نمودند، ولی در مورد ذرت در هیچ‌کدام از تیمارها و در مورد جو در تیمارهای پساب خروجی هوادم‌ها، سرریز تصفیه پساب و خروجی به رودخانه نیاز گیاه به فسفر برآورده نشد. غلظت عناصر کم مصرف و سنگین در گیاهان در تیمارهای دارای لجن و پساب‌های صنعتی بیشتر از تیمار آب چاه بود. عملکرد وزن خشک اندام هوایی و ریشه در تیمار آب چاه+ لجن در تمام گیاهان بالاترین مقدار را به خود اختصاص داد. کاربرد پساب‌ها در مقایسه با آب چاه سبب افزایش عملکرد وزن خشک اندام هوایی گیاهان شد.

---

استان همدان از عمده ترین مناطق تولید یونجه در سطح کشور است. با این وجود مطالعات اندکی در مورد وضعیت فسفرخاک‌های این منطقه صورت گرفته و تاکنون عصاره‌گیر مناسبی برای استخراج فسفر قابل استفاده این خاک‌ها معرفی نگردیده است. بنابراین این پژوهش با هدف ارزیابی 9 روش عصاره‌گیری به منظور تعیین عصاره‌گیر یا عصاره‌گیرهای مناسب جهت تعیین فسفر قابل استفاده در تعدادی از خاک‌های استان همدان اجرا شد. این پژوهش در قالب بلوک‌های کامل تصادفی و به صورت فاکتوریل شامل 15 نمونه خاک و دو سطح صفر و 200 میلی گرم فسفر در کیلوگرم خاک انجام و گیاهان یونجه در سه چین برداشت شدند. نتایج این پژوهش نشان داد که مقدار فسفر عصاره‌گیری شده توسط رو‌ش‌های استفاده شده به ترتیب زیر بود: کلرید کلسیم 01/0 مولار < مهلیچ 2 <  مهلیچ 1 < دی تی پی ای<  اولسن< بری 1< اسید کلریدریک < بری 2 < نوارهای کاغذی< کالول. مقدار فسفر استخراج شده با کلیه روش‌ها به جز کلرید کلسیم 01/0 مولار هم بستگی معنی داری داشتند. نتایج مطالعات هم بستگی نشان داد که در چین اول روش کالول، در چین دوم رو‌ش‌های بی‌کربنات آمونیوم- دی تی پی ای، کالول، بری 1 و مهلیچ 2 و درچین سوم بی‌کربنات آمونیوم - دی تی پی ای، اولسن، کالول، بری 1، و مهلیچ 2 می‌توانند جهت تعیین فسفر قابل استفاده به کار روند.

---

کاربرد لجن فاضلاب در کشاورزی اخیراً‌ به عنوان منبعی جهت تأمین نیاز غذایی محصولات زراعی مورد توجه قرار گرفته است،‌ از طرف دیگر وجود عناصر سمی مثل سرب، نیکل و کادمیم در این کود مدیریت صحیح اراضی تیمار شده را ضروری می‌نماید. عصاره‌گیری دنباله‌ای عناصر سنگین می‌تواند به پی بردن قابلیت جذب زیستی عناصر مذکور توسط گیاه کمک کند. هدف از این تحقیق بررسی آثار تجمعی و باقی‌مانده لجن فاضلاب بر شکل‌های شیمیایی و فاکتور تحرک سرب، نیکل و کادمیم در خاک است. در این مطالعه که به صورت طرح کرت خرد شده با سه تکرار صورت گرفت سطوح مختلف کودی لجن فاضلاب شامل 0، 25، 50 و 100 مگا گرم بر هکتار به عنوان کرت‌های اصلی و سال‌های متوالی کوددهی شامل 1، 2 و 3 سال کوددهی به عنوان کرت فرعی در نظر گرفته شد. در سال سوم از عمق 25-0 سانتی متری تمام کرت‌ها نمونه برداری انجام شد. در نمونه‌های خاک شکل‌های مختلف عناصر سرب، نیکل و کادمیم اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد با افزایش مقدار و دفعات کودهی با لجن فاضلاب غلظت عناصر کادمیم و نیکل در فرم محلول (SOL) افزایش و در مورد سرب کاهش یافت. فرم تبادلی (EXC)، کربناتی (CAR) و آلی (ORG) هر سه عنصر افزایش یافت. فرم حبس شده (OCC) سرب و نیکل کاهش و کادمیم افزایش یافت. فرم باقی‌مانده (RES) سرب افزایش و نیکل و کادمیم کاهش یافت. قابلیت جذب این عناصر افزایش یافت. توزیع نسبی فرم‌های مختلف عناصر سه گانه مذکور به صورت زیر بود: سرب:‌ OCC>RES>ORG>CAR>EXC>SOL، نیکل: RES>ORG>OCC>CAR>EXC>SOL و کادمیم: OCC>CAR>RES>ORG>EXC>SOL فاکتور تحرک عناصر مذکور به ترتیب زیر بود: Cd>>Pb>>Ni ترتیب این عناصر در فرم‌های مختلف به صورت زیر بود: محلول:Ni>>Pb>>Cd ، تبادلی،‌ کربناتی و حبس شده (Occluded) Pb>Ni>Cd ، آلی و باقی‌مانده : Ni>Pb>Cd با توجه به افزایش قابلیت جذب این عناصر، کوددهی مداوم لجن فاضلاب حتی در چنین خاک‌های آهکی نیز باعث افزایش مقادیر قابل جذب این عناصر گردیده است. شکل آلی هر سه عنصر مورد مطالعه با مقادیر قابل جذب آنها بستگی نشان داد.

---

استفاده از لجن فاضلاب به عنوان یک کود ارزان قیمت و غنی از عناصر غذایی در مناطقی از کشور، رواج یافته است. اما کاربرد لجن فاضلاب در مقادیر زیاد، انباشته شدن عناصر سنگین در خاک را به دنبال دارد که می‌تواند منجر به آلودگی خاک و انتقال این آلودگی به زنجیره غذایی شده و سلامتی انسان و حیوانات را با خطر مواجه کند. هدف از این تحقیق بررسی آثار تجمعی و باقی‌مانده لجن فاضلاب شهری اصفهان بر غلظت عناصر سنگین در خاک و گیاه گندم بود. این پژوهش در طی چهار سال با سه سطح لجن فاضلاب (25، 50 و 100 مگاگرم در هکتار) و تیمار شاهد (بدون کود) در سه تکرار و در قالب طرح کرت‌های خرد شده با طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی اجرا گردید. پس از کوددهی تمام کرت در سال اول، سال دوم در سه چهارم، سال سوم در نصف و سال چهارم در یک چهارم هر یک از کرت‌ها ‌کاربرد لجن در سطوح مربوطه تکرار گردید. کاربرد تجمعی لجن فاضلاب در کلیه سطوح کودی باعث افزایش معنی‌دار (P≤0/05) غلظت‌های کل و قابل عصاره‌گیری با DTPA سرب و کادمیم خاک گردید، بنابراین کاربرد لجن در مقادیر زیاد و با فواصل زمانی کم، عامل مهمی است که نهایتاً آلودگی خاک‌های تحت تیمار را در پی خواهد داشت. اثر باقی‌مانده لجن در یک‌بار کوددهی، سرب و کادمیم کل و غلظت‌های قابل عصاره‌گیری با DTPA فلزات را نسبت به شاهد افزایش داد. در هر یک از کرت‌های آزمایشی پس از متوقف شدن کاربرد لجن، با گذشت زمان غلظت‌های قابل عصاره‌گیری با DTPA عناصر سنگین در خاک به طور پیوسته کاهش یافت و به سطح تیمار شاهد نزدیک شد، گرچه حتی پس از گذشت چهار سال، غلظت‌ سرب و کادمیم در تیمارهایی که بیش از 50 مگاگرم در هکتار لجن دریافت کرده بودند، به طور معنی‌داری بیش از شاهد بود. این امر نشان می‌دهد که کاربرد لجن نه تنها در طول سال کاربرد، بلکه در طی سال‌های پس از کاربرد نیز می‌تواند خطر افزایش فرم قابل جذب سرب و کادمیم را در پی داشته باشد. برای عنصر سرب، رابطه خطی بین غلظت کل و قابل جذب مشاهده گردید. غلظت کل و قابل جذب هر دو عنصر سرب و کادمیم هم‌بستگی‌های مثبت معنی‌داری (P≤0/01) با ECe نشان دادند. نتایج تجزیه گیاه نشان داد که لجن فاضلاب اثر معنی‌داری بر غلظت کادمیم ریشه و ساقه و سرب دانه داشت. در این رابطه بر سرب دانه و کادمیم ساقه اثر تجمعی لجن بیش از باقی‌مانده بود. نتایج این تحقیق نشان داد که لجن فاضلاب به صورت باقی‌مانده و تجمعی غلظت عناصر سنگین در خاک و گیاه را افزایش داده است.‌‌

---

میزان فلوراید محلول در آب‌های زیرزمینی، خاک و تعدادی از گیاهان زراعی در اطراف اصفهان به وسیله روش الکترود انتخابگر یونی (ISE) اندازه‌گیری شد. میانگین غلظت فلوراید در آب‌های منطقه مورد مطالعه در فصل بهار و تابستان به ترتیب 3/0 و 05/0 میلی‌گرم در لیتر بود. این مقادیر در محدوده مجاز برای مصارف آبیاری بوده ولی برای مصارف آب آشامیدنی دارای کمبود می‌باشد. میانگین غلظت فلوراید محلول در نمونه‌های خاک‌‌ 0/1 و حداکثر آن 2/3 میلی‌گرم بر کیلوگرم بود. به طورکلی، نقشه پراکنش مکانی فلوراید محلول در خاک نشان داد که میزان فلوراید در اطراف مراکز عمده صنعتی یعنی کارخانه‌های ذوب آهن و فولاد مبارکه و هم‌چنین پالایشگاه و نیروگاه بیشتر می‌باشد. در اندام هوایی گیاهان نیز کمترین و بیشترین مقدار فلوراید به ترتیب در یونجه با 2/0 و در ذرت با 2/4 میلی‌گرم در کیلوگرم وزن خشک مشاهده گردید. بالاترین میانگین غلظت فلوراید مربوط به گوجه‌فرنگی با 6/3 میلی‌گرم در کیلوگرم بود. میزان فلوراید در گیاهان با میزان فلوراید در خاک و آب آبیاری دارای هم‌بستگی مثبت و در سطح 1 درصد معنی‌دار و با ظرفیت تبادل کاتیونی خاک دارای هم‌بستگی منفی و در سطح 5 درصد معنی‌دار بود.

---

از میان عناصر مورد نیاز گیاهان کمبود آهن به عنوان عنصر کم مصرف بیشترین محدودیت را برای محصولات کشاورزی سرتا سر جهان دارد. متخصصین امروزه برای حل مشکل کمبود آهن در گیاهان از روش‌های بسیار پر هزینه مانند کاربرد نمک‌ها وکلات‌های آهن، تعدیل مصنوعی پ- هاش خاک و جایگزینی گونه‌های گیاهی که توانایی زیاد برای جذب آهن دارند، استفاده نموده‌اند. استفاده از مواد جامد زاید کارخانجات فولادسازی و ذوب‌آهن مانند سرباره و لجن کنورتور به عنوان مواد اصلاحی خاک در تغذیه آهن می‌توانند مفید باشند. این ترکیبات حاوی درصد قابل توجهی آهن هستند و سالانه به مقدار خیلی زیاد تولید و انباشته می‌شوند. قابلیت دسترسی زیستی و تحرک عناصر وابسته به شکل‌های شیمیایی آنها درخاک است. این تحقیق با هدف مطالعه اثر کاربرد سه ساله لجن کنورتور و سرباره کارخانه ذوب‌آهن اصفهان بر 1) مقدار آهن قابل جذب، 2) شکل‌های شیمیایی آهن و 3) چگونگی توزیع این شکل‌ها در خاک سطحی و عمقی سه خاک آهکی در قالب طرح اسپلیت پلات با طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تیمار، در سه تکرار و در دو عمق طی سه سال متوالی اجرا شد. کاربرد سرباره و لجن کنورتور برای یک، دو و سه سال متوالی سبب شد بیش از 99% آهن در فرم‌های باقی‌مانده، متصل به اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن، آمورف و آزاد و کمتر از 1% آهن در سایر فرم‌های شیمیایی قرار گیرد. نتایج نشان داد کاربرد سرباره و لجن کنورتور طی سه سال متوالی باعث افزایش معنی دار شکل‌های شیمیایی آهن و آهن قابل جذب در خاک هر سه مزرعه شد.

---

تا کنون مطالعه ای در رابطه با مقایسه رهاسازی پتاسیم از کانیهای مقاوم پتاسیم دار در ایران صورت نگرفته است. این پژوهش با هدف مقایسه سینتیک رهاسازی پتاسیم از فلدسپار و موسکویت، تحت تأثیر عصاره گیرهای آلی و معدنی به روش عصاره گیری متوالی انجام شد. مطالعه به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل نوع کانی (موسکویت و فلدسپارهای یزد و وارد آمریکا)، نوع عصاره گیر (کلریدکلسیم، اسیدهای اگزالیک و سیتریک) با غلظت 01/0 مولار و 6 زمان عصاره گیری 1، 2، 4، 8، 24 و 48 ساعت بودند. نتایج نشان داد رهاسازی پتاسیم از موسکویت 8-6 برابر فلدسپارها است. تأثیر نوع عصاره گیر بر سینتیک رهاسازی پتاسیم معنی دار بود، به گونه ای که عصاره گیرهای آلی 3-5/2 برابر بیشتر از کلریدکلسیم پتاسیم آزاد کردند. برازش مدل های سینتیکی نشان داد که معادلات توانی، پارابولیکی و مرتبه اول قادر به توصیف رهاسازی پتاسیم هستند ولی معادله ایلوویچ نمی تواند رهاسازی پتاسیم را به خوبی توجیه کند. در بین سه معادله فوق الذکر معادله توانی بهترین معادله برای برازش داده‌ها تشخیص داده شد. همچنین بر اساس تطبیق مدل‌های فوق الذکر چنین استنباط میشود که آزاد شدن پتاسیم از کانی های مذکور توسط فرآیند پخشیدگی یون‌ها کنترل می شود.