تأثیر کاربرد جداگانه و ترکیبی ورمی کمپوست و نانو ذرات سیلیکا بر نفوذپذیری خاک

الموضوعات :

سیده صبا موسوی فر ¹ , سید حمیدرضا صادقی ² , نادر بهرامی‌فر ³

1 - دانشگاه تربیت مدرس
2 - استاد دانشگاه تربیت مدرس
3 - دانشگاه تربیت مدرس

تاريخ الإرسال : 19 الأربعاء , رمضان, 1438 تاريخ التأكيد : 05 الأحد , ذو الحجة, 1438 تاريخ الإصدار : 03 الإثنين , صفر, 1439

الکلمات المفتاحية: افزودنی خاک, اصلاح کننده های خاک, تولید رواناب, تخریب اراضی, حفاظت آب و خاک,

ملخص المقالة :

نفوذپذیری خاک، از مهم ترین عوامل مؤثر در میزان تولید رواناب و ارزیابی وضعیت آبخیزهاست و راه کارهای متعددی برای بهبود آن ارائه شده است. ولی استفاده ازذرات نانو به صورت جداگانه و در ترکیب با افزودنی های آلی با هدف بهبود میزان نفوذ آب در خاک کم تر استفاده شده است. به همین دلیل در پژوهش حاضر سعی ش دتأثیر افزودنی آلی ورمی کمپوست به میزان 100 گرم بر مترمربع و هم چنین نانوسیلیکا در سه سطح سه، هفت و 10 گرم بر مترمربع به صورت جداگانه و ترکیبی برنفوذپذیری خاک حساس به فرسایش منطقه مرزن آباد- کندلوس در شرایط آزمایشگاهی و با استفاده از کرت های کوچک فرسایشی ارزیابی شود. برای همین منظورمقدار نفوذ آب در خاک پس از شبیه سازی باران طرح با شدت 50 میلی متر بر ساعت و دوام 50 دقیقه در تیمارهای مختلف اندازه گیری شده و در نهایت تجزیه و10 گرم بر مترمربع) در سطح اطمینان ) (NS تحلیل های آماری انجام شد. نتایج نشان داد که تمام تیمارهای مورد استفاده در پژوهش به جز تیمار سطح سه نانوسیلیکا ( 3و نیز (NS نانوسیلیکا سطح دو ( 2 ،(NS نانوسیلیکا سطح یک ( 1 ،(V) 99 درصد نفوذپذیری خاک نسبت به تیمار شاهد را افزایش داد. میزان نفوذ آب در خاک تیمارهای،24/ به ترتیب 79 (VNS و ورمی کمپوست و نانوسیلیکا سطح سه ( 3 (VNS ورمی کمپوست و نانوسیلیکا سطح دو ( 2 ،(VNS ورمی کمپوست و نانوسیلیکا سطح یک ( 10/24 درصد کاهش داشت. تفاوت در عملکرد کاربرد جداگانه و ترکیبی ورمی کمپوست و ،(NS 23 درصد افزایش و در ( 3 / 15/09 و 30 ،14/05 ،10/18 ،30/63نانوسیلیکا مؤید ضرورت استفاده صحیح از افزودنی ها در مدیریت منابع آب و خاک است.

المصادر:

زمردیان، س. م. ع.، سلیمانی، ا. 1395. تأثیر ماده افزودنی نانوسیلیس بر فرسایش‌پذیری خاک. نشریه علوم آب و خاک- علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 21(1): 217-227.‎

صادقی، س. ح. ر.، خیرفام، ح.، همایی، م.، زارعی دارکی، ب. 1395. بهبودپذیری افزایش نفوذ آب به خاک‌های حساس به فرسایش با استفاده از افزایش مصنوعی جمعیّت ریزموجودات خاکزی. تحقیقات آب و خاک، 47(4): 797-805.

صادقی، س. ح. ر.، حزباوی، ز.، یونسی، ح. ا. و بهزادفر، م. 1392. روند تغییرات هدررفت خاک و غلظت رسوب بر اثر کاربرد پلی‌آکریل‌آمید. نشریه حفاظت منابع آب و خاک، 2(4): 53-67.‎

صادقی، س. ح. ر.، هاشمی آریان، ز. و کریمی، ز. 1394. مهار رواناب و هدررفت خاک با استفاده از کاربرد ترکیبی ورمی‌کمپوست و ویناس. نشریه بازیافت آب، 2(1): 81-91.‎

کاویان، ع. ا.، عسگریان، ر.، جعفریان جلودار، ز. و بهمنیار، م. ع. 1392. اثر خصوصیات خاک بر تولید رواناب و رسوب در مقیاس مزرعه (مطالعه موردی بخشی از اراضی کشاورزی اطراف شهرستان ساری). دانش آب و خاک، 23(4): 45-57.‎

Abrol, V., Ben-Hur, M., Verheijen, F. G., Keizer, J. J., Martins, M. A., Tenaw, H., Tchehansky, L., and Graber, E. R. 2016. Biochar effects on soil water infiltration and erosion under seal formation conditions: rainfall simulation experiment. Journal of Soils and Sediments, 16: 2709-2719.

Assouline, S., and Ben-Hur, M. 2006. Effects of rainfall intensity and slope gradient on the dynamics of interrill erosion during soil surface sealing. Catena, 66: 211-220.

Awad, Y. M., Blagodatskaya, E., Ok, Y. S., and Kuzyakov, Y. 2012. Effects of polyacrylamide, biopolymer, and biochar on decomposition of soil organic matter and plant residues as determined by 14 C and enzyme activities. European Journal of Soil Biology, 48: 1-10.

Bowker, M. A., Belnap, J., Chaudhary, V. B., and Johnson, N. C. 2008. Revisiting classic water erosion models in drylands: The strong impact of biological soil crusts. Soil Biology and Biochemistry, 40(9), 2309-2316.

Bridges, E. M., and Oldeman, L. R. 1999. Global assessment of human-induced soil degradation. Arid Soil Research and Rehabilitation, 13: 319-325.

Doan, T. T., Henry-des-Tureaux, T., Rumpel, C., Janeau, J. L., and Jouquet, P. 2015. Impact of compost, vermicompost and biochar on soil fertility, maize yield and soil erosion in Northern Vietnam: a three year mesocosm experiment. Science of the Total Environment, 514: 147-154.

Fox, D. M., and Bryan, R. B. 2000. The relationship of soil loss by interrill erosion to slope gradient. Catena, 38: 211-222.

Ghasabkolaei, N., Janalizadeh, A., Jahanshahi, M., Roshan, N., and Ghasemi, S. E. 2016. Physical and geotechnical properties of cement-treated clayey soil using silica nanoparticles: An experimental study. The European Physical Journal Plus, 131: 1-11.

Gholami, L., Sadeghi, S. H., and Homaee, M. 2013. Straw mulching effect on splash erosion, runoff, and sediment yield from eroded plots. Soil Science Society of America Journal, 77: 268-278.

Hazbavi, Z., and Sadeghi, S. H. R. 2016. Potential effects of vinasse as a soil amendment to control runoff and soil loss. Soil, 2: 71.

Jianping, Z. 1999. Soil erosion in Guizhou Province of China: a case study in Bijie Prefecture. Soil Use and Management, 15: 68-70.

Karunakaran, G., Suriyaprabha, R., Manivasakan, P., Yuvakkumar, R., Rajendran, V., Prabu, P., and Kannan, N. 2013. Effect of nanosilica and silicon sources on plant growth promoting rhizobacteria, soil nutrients and maize seed germination. IET nanobiotechnology, 7: 70-77.

Kheirfam, H., Sadeghi, S. H., Darki, B. Z., and Homaee, M. 2017. Controlling rainfall-induced soil loss from small experimental plots through inoculation of bacteria and cyanobacteria. Catena, 152: 40-46.

Kukal, S. S., and Sarkar, M. 2010. Splash erosion and infiltration in relation to mulching and polyvinyl alcohol application in semi-arid tropics. Archives of Agronomy and Soil Science, 56: 697-705.

Kukal, S. S., and Sarkar, M. 2011. Laboratory simulation studies on splash erosion and crusting in relation to surface roughness and raindrop size. Journal of the Indian Society of Soil Science, 59: 87-93.

Marathe, R. A., Bharambe, P. R., Sharma, R., and Sharma, U. C. 2009. Soil properties of vertisol and yield of sweet orange (Citrus sinensis) as influenced by integrated use of organic manures, inorganic and bio-fertilizers. Indian journal of agricultural science, 79: 3-7.

Marinari, S., Masciandaro, G., Ceccanti, B., and Grego, S. 2000. Influence of organic and mineral fertilizers on soil biological and physical properties. Bioresource Technology, 72: 9-17.

Miller, R.M., 2002. The Function of mycorrhizal fungi in soil restoration. p. 21-22. In: International Workshop on Microbial Function in Revegetation Process of Degraded Terrestrial Environments: From Gene to Ecosystem, November 29, 2002: P. 26.

Montenegro, A. A. A., Abrantes, J. R. C. B., De Lima, J. L. M. P., Singh, V. P., and Santos, T. E. M. 2013. Impact of mulching on soil and water dynamics under intermittent simulated rainfall. Catena, 109: 139-149.

Mueller, N. C., and Nowack, B. 2010. Nanoparticles for remediation: solving big problems with little particles. Elements, 6: 395-400.

Ochoa, P. A., Fries, A., Mejía, D., Burneo, J. I., Ruíz-Sinoga, J. D., and Cerdà, A. 2016. Effects of climate, land cover and topography on soil erosion risk in a semiarid basin of the Andes. Catena, 140: 31-42.

Razali, N. M., and Wah, Y. B. 2011. Power comparisons of shapiro-wilk, kolmogorov-smirnov, lilliefors and anderson-darling tests. Journal of Statistical Modeling and Analytics, 2: 21-33.

Sadeghi, S. H. R., Gholami, L., Homaee, M., and Darvishan, A. K. 2015. Reducing sediment concentration and soil loss using organic and inorganic amendments at plot scale. Solid Earth, 6: 445.

Sadeghi, S. H. R., Hazbavi, Z., and Harchegani, M. K. 2016a. Controllability of runoff and soil loss from small plots treated by vinasse-produced biochar. Science of the Total Environment, 541: 483-490.

Sadeghi, S. H. R., Hazbavi, Z., Younesi, H., and Bahramifar, N. 2016b. Trade-off between runoff and sediments from treated erosion plots and polyacrylamide and acrylamide residues. Catena, 142: 213-220.

Sadeghi, S. H. R., Jalili, K., and Nikkami, D. 2009. Land use optimization in watershed scale. Land Use Policy, 26: 186-193.

Sadeghi, S.H., Kheirfam, H., Homaee, M., Darki, B.Z. and Vafakhah, M., 2017. Improving runoff behavior resulting from direct inoculation of soil micro-organisms. Soil and Tillage Research, 171: 35-41.

Sadeghi, S. H. R., Sharifi Moghadam, E., and Darvishan, A. K. 2016c. Effects of subsequent rainfall events on runoff and soil erosion components from small plots treated by vinasse. Catena, 138: 1-12.

Sepaskhah, A. R., and Shahabizad, V. 2010. Effects of water quality and PAM application rate on the control of soil erosion, water infiltration and runoff for different soil textures measured in a rainfall simulator. Biosystems Engineering, 106: 513-520.

Singh, K. P., Suman, A., Singh, P. N., and Lal, M. 2007. Yield and soil nutrient balance of a sugarcane plant–ratoon system with conventional and organic nutrient management in sub-tropical India. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 79: 209-219.

Singh, L. P., Agarwal, S. K., Bhattacharyya, S. K., Sharma, U., and Ahalawat, S. 2011. Preparation of silica nanoparticles and its beneficial role in cementitious materials. Nanomaterials and Nanotechnology, 1: 9.

Sojka, R. E., and Entry, J. A. 2000. Influence of polyacrylamide application to soil on movement of microorganisms in runoff water. Environmental Pollution, 108: 405-412.

Xin, Y., Xie, Y., Liu, Y., Liu, H., and Ren, X. 2016. Residue cover effects on soil erosion and the infiltration in black soil under simulated rainfall experiments. Journal of Hydrology, 543: 651-658.

Yuvakkumar, R., Elango, V., Rajendran, V., Kannan, N. S., and Prabu, P. 2011. Influence of nanosilica powder on the growth of maize crop (Zea mays L.). International Journal of Green Nanotechnology, 3: 180-190.