وثيقة
Influence of sludge compost addition and irrigation rate on soil properties and tomato plant uptake of metals.
الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2016
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
Oman faces problem of water scarcity. This is, obviously, a problem limiting the production of crops. Therefore, it needs to leverage the wastewater that is produced in the sewage system. Wastewater Company, Haya, converts the biosolid output of the wastewater processing into composting process. But unfortunately, this type of soil amendment is likely to contain various toxic materials. Therefore, it is important to identify the forms of various metals such as Mg, Ca, Al, Zn, Cu, Co, Cr, As, Cd, Fe, Mn and Ni which could exist in the soil as a result of the application of sludge fertilizer to land --- so as to enable us to spot their existence as also to evaluate the extent of their movement, hence determine e bioavailability and toxicity. It could also help us determine the bioavailability and toxicity of these metals. Sequential extraction technique has been used to analyze for metals associated with carbonate, iron oxide, manganese and organic matter. The presence of metals fractions in Omani soil and nutrients like Mg and Ca was studied; it had found that Ba was appeared as exchangeable in columns which were amended with 34.8 g/kg and others elements like Al, Ni. Na and Zn were available as organic fractions but Ca and Mg were available in all types of fractions. Other metals were not detected in extracts. Besides, most of the fractions were found to be more in columns irrigated at a rate of 60 ml/min than 120 ml/min.
The effect of two rates of sewage sludge compost (17.4 g/kg and 34.8 g/kg) and two irrigation rates (60 ml/min and 120 ml/min) on the soil properties was investigated; there were significant differences in the pH values in the last depths of soil columns which were amended with 34.8g/kg and irrigated with both irrigation rates (7.93 in line 1 and 8.33 in line 2). It was the same with moisture content; there were some significant differences between the last two depths of both columns which were irrigated with both rates and amended with 34.8 g/kg and they were 5.06 and 4.35% and between second depths in 17.4 g/kg column in both lines (4.14 and 2.81%). As regards the conductivity and percentage of organic matter, there were notable differences in their values (refer to table 2). In short, the high irrigation rate of 120 ml/min increased the mean values of soil properties compared to the low irrigation rate of 60 ml/min although there were significant differences in the values.
The plant uptake of metals was studied as well and it was found that the roots of the tomato plant recorded a high concentration of elements compared to the fruit, leaves and stem. The study also found that the metals had accumulated in the order of root, fruit, leaves and stem. Moreover, compost addition increased the yield of tomato plants in terms of height of stems and the weight of biomass of tomato organs.
The impact of the compost rates and the rate of irrigation on the metal concentration was obvious through total metals concentration analysis of the soil samples at different depths which showed that the concentration of metals decreased in the columns amended with 34.8 g/kg of compost in column which were irrigated with 60 ml/min. Moreover, metals in compost had been absorbed by the root part of the tomato plant in columns amended with 34.8 g/kg which caused reduction in the concentration of metals in soil samples. However, there was some release of metals from the compost to the soil which was confirmed through comparison between the controls columns and amended columns with compost rates in terms of hike in metals concentration.
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
عمان هي واحدة من الدول التي تعاني من نقص في المياه وهذه مشكلة تحد من الإنتاج النباتي، ولذا عمان احتاجت لمعالجة المياه العادمة الناتجة من نظام الصرف الصحي، ومن هذه العملية ينتج نوع من البقايا الصلبه الغير مرغوب بها. لذلك قامت شركة مياه الصرف الصحي الرئيسية "حيا" بتحويل الوحل الصلب الناتج من عملية المعالجة إلى سماد. لكن للأسف، هذا النوع من السماد الذي من الممكن أن يحتوي على كميات معينة من المعادن السامة المختلفة وبالتالي، فمن المهم التعرف على أجزاء أو كسور هذه المعادن التي قد تتواجد في التربة بعد أضافة هذا النوع من السماد وإيضا من اجل التنبؤ لوجود تلك الأجزاء من المعادن وللتعرف على مدى حركتهن، وعن توافرها البيولوجي وسمية هذه المعادن. لذلك تم تنفيذ تجزئة المواد الكيميائية لعينات التربة، يستخدام تقنية استخراج متتابعة وقد أظهرت النتائج أن بعض المعادن ممكن ان ترتبط بمركبات مخلتفة مثل الكربونات، وأكسيد الحديد والمنغنيز وكسور المواد العضوية . وقد أظهرت النتائج عن وجود المعادن التي ارتبطت بمركبات الكربونات مثل عناصر الكالسيوم والماغنسيوم و الألمنيوم ونفس العناصر ارتبطت بالمركبات الأكسدة ( أكسيد الحديد وأكسيد المنغنيز) في جميع الأعمدة المروية مع كلا من معدلين السيقى، أما بالنسبه للمعادن المرتبطة بمواد او الكسور العضويه فقد ظهرت في جميع الأعمدة المعالجة وغير المعالجة والمرويه بمعدل الري والذي قدره 60 مللتر/دقيقة ولكن لوحظ ظهور هذا الجزء مع معادن اخرى مثل الصوديوم والنيكل و الزنك في الأعمدة المحكمة، اضافة إلى المعادن المذكورة سابقا. أما بالنسبة المعادن التي تواجدت على هيئة المتبادل فانها ظهرت في جميع الأعمدة المروية ب60 مللتر/دقيقة ولكن فقط مع عناصر الكالسيوم والماغنيسوم ومع وجود الإستثناء فلقد ظهر عنصر الباريوم المتبادل في العمق الأول من الأعمدة المعالجه ب34 . 8 جرام كيلو جرام من التربة.
كما تم التحقيق من تأثير ثلاثة معدلات من السماد المعالج والناتج من الوحل الصرف الصحي ( مغ / كغ و 17 , 4 غ / كغ و 34 , 8 غ / كلغ) واثنين من معدلات الري ( 60 مللتر/دقيقة و120 مللتر/دقيقة) على الخواص الكيميائية والفيزيائية للتربة وقد عرضت النتائج عن وجود اختلاف معنوي في قيم درجة الحموضة لعينات التربة المأخوذة من الأعماق الأخيرة لكلا من
الاعمدة المعالجة ب 34 . 8 جرام/كيلو جرام من التربة وكانت القراءات كالتالي ( 7 , 93 في الأعمدة المرويه ب 60 مللتر / دقيقة و 8 , 33 في الأعمدة المرويه ب120ملتر / دقيقة) أما بالنسبه لمحتوي الرطوبة فقد سجلت وجود اختلافات معنوية وظهر ذلك في الأعماق الأخيرة من الأعمدة المعالجة ب34 . 8 جرام/ كيلوجرام وكانت القيم کاتي 5 , 06 و 4 , 35 % وأيضا وجد هناك اختلافات اخرى في كمية الرطوبة بين أعماق التربة في الأعمدة المعالجة وغير المعالجة. وهو بالمثل لكلا من التوصيل الكهربائي (كميات الأملاح) وكميات المواد العضوية.
كما تمت دراسة امتصاص نباتات الطماطم المعادن وأظهرت النتائج أن جذور نباتات الطماطم سجلت كمية عالية من تركيز العناصر مقارنة مع الفواكة والأوراق والساق .لقد لوحظ أن المعادن تراكمت بتراكيز عالية في الترتيب فكانت كالتالي الجذور والفواكه والأوراق والساق. و هذا يمكن قد يفسر أن المعادن في نباتات الطماطم من الممكن إنها انتقلت من الأجزاء السفلية إلى الأجزاء العليا. وعلاوة على ذلك، أضافة السماد إلى الأعمدة قد ساهم في تحسين أداء نباتات الطماطم وزاد انتاجها من حيث زيادة الوزن لأعضاء بناتات الطماطم وايضا سجل زيادة في ارتفاع المسيقان لهذه البناتات.
وبالإضافة إلى ذلك، فلقد تم دراسة تأثير معدلات السماد المعالج ومعدلات الري على تركيز المعادن من خلال التحليل الكلي التركيز المعادن في عينات التربة في الأعمدة على اعماق مختلفة والتي أظهرت أن تركيز المعادن يتناقص في الأعمدة المعالجه ب 34 , 8 غ / كغ من السماد و ذلك كلما تحركت المعادن إلى الأسفل في أعماق التربية. علاوة على ذلك، فإن المعادن التي في السماد قد تم استيعابها من قبل جذور نباتات الطماطم في الأعمدة المعالجه مع 34 . 8 جم / كجم وهو ما تسبب في انخفاض تركيز المعادن في عينات التربة في هذا الأعمدة. ووجد هناك التحرر لبعض المعادن من السماد المعالج إلى التربة والذي كان واضحا من خلال المقارنة بين الأعمدة المتحكمة فيها من حيث الزيادة في تركيز المعادن مع اضافات السماد في الأعمدة الأخرى المعالجة بالسماد. أما بالنسبة لتاثير معدل الري فقد لوحظ أن معدل الري العالي (120 مللتر /دقيقة ) قد ساهم في توفير المعادن في أعماق التربة ولكن في نفس الوقت قاد إلي التقليل من تراكيز هذه المعادن. ولكن في الأعمدة المروية مع 60 مللتر/دقيقة من معدل المياه فقد وجود ذلك أن تركيز المعادن كان عالي كلما كانت الحركه إلى الأسفل من الأعمدة لأنها كانت مرتبطة بالتربة وبالمواد العضوية مع تطبيق معدل ري اقل.
كما تم التحقيق من تأثير ثلاثة معدلات من السماد المعالج والناتج من الوحل الصرف الصحي ( مغ / كغ و 17 , 4 غ / كغ و 34 , 8 غ / كلغ) واثنين من معدلات الري ( 60 مللتر/دقيقة و120 مللتر/دقيقة) على الخواص الكيميائية والفيزيائية للتربة وقد عرضت النتائج عن وجود اختلاف معنوي في قيم درجة الحموضة لعينات التربة المأخوذة من الأعماق الأخيرة لكلا من
الاعمدة المعالجة ب 34 . 8 جرام/كيلو جرام من التربة وكانت القراءات كالتالي ( 7 , 93 في الأعمدة المرويه ب 60 مللتر / دقيقة و 8 , 33 في الأعمدة المرويه ب120ملتر / دقيقة) أما بالنسبه لمحتوي الرطوبة فقد سجلت وجود اختلافات معنوية وظهر ذلك في الأعماق الأخيرة من الأعمدة المعالجة ب34 . 8 جرام/ كيلوجرام وكانت القيم کاتي 5 , 06 و 4 , 35 % وأيضا وجد هناك اختلافات اخرى في كمية الرطوبة بين أعماق التربة في الأعمدة المعالجة وغير المعالجة. وهو بالمثل لكلا من التوصيل الكهربائي (كميات الأملاح) وكميات المواد العضوية.
كما تمت دراسة امتصاص نباتات الطماطم المعادن وأظهرت النتائج أن جذور نباتات الطماطم سجلت كمية عالية من تركيز العناصر مقارنة مع الفواكة والأوراق والساق .لقد لوحظ أن المعادن تراكمت بتراكيز عالية في الترتيب فكانت كالتالي الجذور والفواكه والأوراق والساق. و هذا يمكن قد يفسر أن المعادن في نباتات الطماطم من الممكن إنها انتقلت من الأجزاء السفلية إلى الأجزاء العليا. وعلاوة على ذلك، أضافة السماد إلى الأعمدة قد ساهم في تحسين أداء نباتات الطماطم وزاد انتاجها من حيث زيادة الوزن لأعضاء بناتات الطماطم وايضا سجل زيادة في ارتفاع المسيقان لهذه البناتات.
وبالإضافة إلى ذلك، فلقد تم دراسة تأثير معدلات السماد المعالج ومعدلات الري على تركيز المعادن من خلال التحليل الكلي التركيز المعادن في عينات التربة في الأعمدة على اعماق مختلفة والتي أظهرت أن تركيز المعادن يتناقص في الأعمدة المعالجه ب 34 , 8 غ / كغ من السماد و ذلك كلما تحركت المعادن إلى الأسفل في أعماق التربية. علاوة على ذلك، فإن المعادن التي في السماد قد تم استيعابها من قبل جذور نباتات الطماطم في الأعمدة المعالجه مع 34 . 8 جم / كجم وهو ما تسبب في انخفاض تركيز المعادن في عينات التربة في هذا الأعمدة. ووجد هناك التحرر لبعض المعادن من السماد المعالج إلى التربة والذي كان واضحا من خلال المقارنة بين الأعمدة المتحكمة فيها من حيث الزيادة في تركيز المعادن مع اضافات السماد في الأعمدة الأخرى المعالجة بالسماد. أما بالنسبة لتاثير معدل الري فقد لوحظ أن معدل الري العالي (120 مللتر /دقيقة ) قد ساهم في توفير المعادن في أعماق التربة ولكن في نفس الوقت قاد إلي التقليل من تراكيز هذه المعادن. ولكن في الأعمدة المروية مع 60 مللتر/دقيقة من معدل المياه فقد وجود ذلك أن تركيز المعادن كان عالي كلما كانت الحركه إلى الأسفل من الأعمدة لأنها كانت مرتبطة بالتربة وبالمواد العضوية مع تطبيق معدل ري اقل.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية
حجم الملف
1.62 ميغا بايت
0
0
