تأثیر کاربرد زئولیت سدیمی بر نگه‌داشت نیترات و آمونیم در یک خاک اشباع لوم‌سیلتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی دانشکده‌ی مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

2 دانشگاه شهید چمران

3 استادیار گروه آّبیاری و زهکشی دانشکده‌ی مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

4 دانشیار گروه خاک شناسی دانشکده ی کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

آب­شویی نیتروژن از نیمرخ خاک در اراضی تحت آبیاری به­خصوص در شالیزار­ها موجب کاهش راندمان استفاده از نیتروژن و آلودگی آب­های زیرزمینی می­گردد. وضعیتی از خاک که باعث افزایش نگه­داشت یون­های آمونیم و نیترات می­شود از شدت این مشکل می­کاهد. زئولیت­های طبیعی که دارای ظرفیت تبادل یونی بالایی می­باشند، ممکن است جهت جذب آمونیم و به تعویق انداختن آبشویی اضافی نیترات به­کار برده شود. اهداف این تحقیق تأثیر مقادیر مختلف کاربرد زئولیت سدیمی (0، 2، 4، 8 و 16 گرم زئولیت بر کیلوگرم خاک) بر سرعت حرکت آب در خاک و آب­شویی نیترات و آمونیم به کار برده شده به عنوان کود نیترات آمونیم  به میزان 350 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار در یک خاک لوم­سیلتی تحت شرایط رطوبت اشباع (شالیزاری) بودند. نتایج نشان داد که کاربرد2، 4، 8 و 16گرم زئولیت در هر کیلوگرم خاک باعث افزایش میانگین سرعت حرکت آب در منافذ خاک، به ترتیب به ‌میزان 0/5، 9/19، 0/68 و 6/58 درصد نسبت به تیمار شاهد می­شود. ماکزیمم غلظت نسبی (c/c0) نیترات خروجی از ستون­های خاک در منحنی­های رخنه (BTC) در تمامی تیمار­ها در نزدیکی حجم تخلخل برابر با 5/0 اتفاق افتاد. هم­چنین به طور متوسط پس از عبور 1/39 سانتی­متر آب از خاک اشباع در تیمار­های 2، 4 و 8 گرم زئولیت، مقدار نیترات خارج شده به­ترتیب برابر 9/86، 0/66 و 5/48 درصد مقدار نیترات اضافه شده به سطح خاک بود. میزان آمونیم خارج شده از خاک در تمامی تیمار­ها ناچیز بود (95/3، 48/3، 13/3 و 28/2 درصد مقدار اضافه شده به سطح خاک)، اما نتایج تحلیل آماری تفاوت معنی­داری را در بین تیمار­های زئولیت­دار در میزان آمونیم خروجی نشان داد. رایطه­ی بین ضریب پراکندگی هیدرودینامیک نیترات در خاک با سرعت حرکت آب در منافذ خاک به صورت توانی بوده و با افزایش مقدار زئولیت در خاک مقدار این ضریب افزایش بیش­تری یافت

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of Na-Zeolite Application on Nitrate and Ammonium Retention in a Silty Loam Soil under Saturated Conditions

نویسندگان [English]

  • Adnan Sadeghi Lari 1
  • Hadi Moazed 2
  • Abdoalrahim Hooahmand 3
  • Mostafa Chorom 4
1 Ph.D. Student, Department of Irrigation and Drainage, Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University of Ahwaz
2 Associate Professor, Department of Irrigation and Drainage, College of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahwaz.
3 Assistant Professor, Department of Irrigation and Drainage, College of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahwaz
4 Associate Professor Department of Soil Sciences, College of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahwaz.
چکیده [English]

Nitrogen (N) loss from irrigated cropland, especially in rice paddies, results in low N-use efficiency and groundwater contamination. Soil conditions that increase ammonium and nitrate ion retention alleviate these problems. Clinoptilolite, a naturally occurring zeolite with high ion-exchange capacity, may be used to adsorb ammonium and retard excess leaching of nitrate. The objectives of this research were to determine the effects of different rates of Na-zeolite application (0, 2, 4, 8 and 16 g/kg soil) on pore water velocity and leaching of ammonium and nitrate applied as ammonium nitrate fertilizer to a siltyloam soil at a rate of 350 kg N/ha under saturated conditions similar to that of a rice paddy. The results indicated that Na-zeolite applications of 2, 4 and 8 g/kg soil increase the pore water velocity by 5.0%, 19. 9, 68.0 and 58/6% compared with the control treatment, respectively. The maximum relative concentration (c/co) all treatments for the nitrate breakthrough curve(BTC) occurred at pore volume of about 0.5. When applying 39.1 cm of leaching water, leached nitrate by 86.9%, 66.00% and 48.5% of total applied nitrate at the soil surface with zeolite applications of 2, 4 and 8 g/kg soil, respectively. Although the ammonium discharged from all treatments was negligible(3.95, 3.48, 3.13 and 2.28 percent of total applied ammonium at the soil surface), the statistic analysis indicated significant differences among treatments that received zeolites. The relationship between the hydrodynamic dispersion coefficient (D) of nitrate and pore water velocity (v) was not linear and by increasing zeolite application to the soil, the value of D increased as well.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Zeolite
  • nitrate
  • Ammonium
  • Breakthrough curve and Hydrodynamic dispersion