اصلاح خاک شور-سدیمی دارای بافت رسی به وسیله کربن آلی محلول

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه علوم خاک، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد شیمی خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

3 استاد گروه علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

4 استادیار گروه علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

چکیده

سابقه و هدف: اصلاح خاک های شور- سدیمی به وسیله مواد آلی به طور وسیعی به عنوان یک روش ارزان قیمت و مناسب به جای مواد معدنی گزارش شده است. بررسی ها نشان می دهد که کاربرد اصلاح کننده های آلی در خاکهای شور-سدیمی می تواند به وسیله بالا بردن مقدار عناصر غذایی خاک و فراوانی ارگانیسم های خاک، رشد گیاهان مقاوم به شوری را افزایش دهد. در هر حال مطالعه ای در مورد تأثیر افزودن کربن آلی محلول بر اصلاح خاک شور- سدیمی گزارش نشده است. لذا هدف از این مطالعه، بررسی نقش کربن آلی محلول بر اصلاح خاک شور- سدیمی با بافت رسی می باشد.
مواد و روش ها: در این پژوهش پتانسیل اصلاحی کربن آلی محلول بر برخی ویژگی های شیمیایی، از جمله غلظت کاتیون ها و آنیون های محلول خاک شور- سدیمی با بافت رسی نمونه برداری شده از منطقه کرفون واقع در استان مازندران، مورد بررسی قرار گرفت. کربن آلی محلول از عصاره ی باگاس نیشکر، کود مرغی و کود گاوی به همراه آب مقطر تهیه شده و در سه سطح (0، 100 و 200 میلی گرم بر لیتر کربن آلی محلول) به خاک افزوده شدند. آزمایش ها در دو مرحله ی انکوباسیون و آبشویی انجام شد و پس از هر آزمایش غلظت سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و کلر محاسبه گردید.
یافته ها: یافته ها حاکی از آن است که در مرحله انکوباسیون کاربرد کربن آلی محلول، موجب افزایش غلظت عناصر محلول و هدایت الکتریکی، نسبت به خاک شاهد گردید، اما میزان پ-هاش خاک را کاهش داد. در آزمایشات آبشویی بیشترین میزان عناصر موجود در زه آب، مربوط به خاک های تیمار شده با غلظت کربن آلی محلول بالاتر (200 میلی گرم بر لیتر) بود. نتایج حاصل از آنالیز خاک درون ستون ها پس از آزمایش آبشویی نشان داد که در تمامی خاک های تیمار شده با کربن آلی محلول، هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم نسبت به خاک شاهد کاهش یافت، که بیشترین میزان کاهش مربوط به خاک های تیمار شده با 200 میلی گرم بر لیتر کربن آلی محلول عصاره باگاس بود.
نتیجه گیری: اگرچه کربن آلی محلول غلظت عناصر سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و کلر را در مرحله ی انکوباسیون افزایش داد، آبشویی نمک ها در حضور کربن آلی محلول بیشتر بود. از این رو، پس از آزمایش آبشویی کربن آلی محلول مشتق شده از باگاس در بالاترین سطح مصرف خاک شور-سدیمی را اصلاح کرد. بنابراین، کاربرد این تیمار جهت اصلاح خاک شور-سدیمی در منطقه مورد مطالعه توصیه می گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Reclamation of saline- sodic soil with Clay texture using Dissolved Organic Carbon

نویسندگان [English]

  • Fardin Sadegh Zadeh 1
  • Samaneh hassantabar 2
  • MohammadAli Bahmanyar 3
  • Bahi jalili 4
1 Associate Professor of Soil Science Department, Faculty of Agricultural Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources university, Sari, Iran.
2 Master of Soil Chemistry, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
3 Professor of Soil Science Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
4 Assistant Professor of Soil Science Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
چکیده [English]

Background and Objective: Amelioration of saline-sodic soils by organic matter has been widely reported as a cheap and suitable alternative to minerals. Investigations shows that application of organic modifiers in saline-sodic soils can directly or indirectly increase the growth of salt tolerant plants by increasing soil nutrient content and the abundance of soil organisms. However, no study has been done on the effect of dissolve organic carbon (DOC) on reclamation of saline-sodic soil. Therefore, the purpose of this study was to investigate the role of DOC on amelioration of saline-sodic soil with clay tissue.
Materials and Methods: In this research, the ameliorative potential of DOC on some chemical properties, including the concentration of soluble cations and anions of saline- sodic soil with clay texture was studied in the Karfoon area in Mazandaran province. Treatments included sugar cane extract, poultry manure and cow manure, added to saline-sodic soil at three levels (0, 100 and 200 mg per liter of DOC). The experiments were carried out in two stages of incubation and leaching, the soils were analyzed after each stage and the concentration of the elements and the electrical conductivity and their sodium adsorption ratio were calculated.
Results: The results indicate that in the incubation stage, application of DOC increased the amount of soluble elements and electrical conductivity compared to the control soil. In the leaching experiments, the highest amount of elements in the leachate was related to the soils treated with higher concentrations of DOC (200 mg / L). Results from analysis of soil in columns after leaching stage showed that in all soils treated with DOC, electrical conductivity and sodium adsorption ratio decreased compared to control soil, the highest reduction was observed in soils treated with 200 mg/L Bagasse extract.
Conclusion: Results showed that application of DOC in the incubation stage increased concentration of elements and electrical conductivity of the soil compared to the control soil, but decreased the pH level compared to the control soil. Therefore, application of DOC alone will not have a significant effect on the amelioration of saline-sodic soils. Results of the leaching stage show that leaching was effective in reducing the salinity and the sodium content of the soil, regardless of the modifier application, although the addition of DOC has increased this effect . In general, it can be concluded that application of DOC can increase the displacement of sodium on exchange sites and and accelerate its leaching by increasing the concentration of soluble bivalent cations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dissolved organic carbon
  • Saline- sodic soil
  • Leaching
  • Sodium adsorption ratio
  • Electerical conductivity
1.Barzegar, A. 2008. Saline- sodic soil; Recognition and Productivity. Chamran University,
273p. (In Persian)
2.Chaganti, V.N., Crohn, D.M., and Simunek, J. 2015. Leaching and reclamation of a biochar
and compost amended saline- sodic soil with moderate SAR reclaimed water. Agricultural
Water Management. 158: 255-265.
3.Curtin, D., and Miller, J.J. 2008. Electrical conductivity and soluble ions. P 161-171.
In: Carter MR and Gregorich EG (eds). Soil Sampling and Methods of Analysis. Chapter
2- Diagnostic methods for soil and environmental management. Taylor & Francis.
4.Deb, S.K., and Shukla, M.K. 2011. A review of dissolved organic matter transport processes
affecting soil and environmental quality. Environmental Analytic Toxicol. 1: 106: 1-11.
5.Elyas Azar, Kh. 2002. Amelioration of saline- sodic soil (management of soil and water).
Orumiyeh University. 312p. (In Persian)
6.Frankenberger, W.T.Jr., Tabatabai, M.A., Adriano, D.C., and Doner, H.E. 1996. Bromine,
chlorine and fluorine. P 833-868. In: Helmke, P.A., Johnston, C.T., Loeppert, R.H., Page,
A.L., Soltanpour, P.N., Sparks, D.L., Sumner, M.E. and Tabatabai, M.A. (eds). Methods of
Soil Analysis. Part 3- Chemical Methods. Madison. Wisconsin. USA.
7.Gee, GW., and Bauder, J. 1982. Particle size analysis. P 384-412. In: Keeney, D.R., Miller,
A.L. and Page, A.L. (eds). Method of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical
Methods. Madison. Wisconsin.
8.Ghafoor, A., Murtaza, G., Rehman, M.Z., and Sabir, S.M. 2012. Reclamation and salt
leaching efficiency for tile drained saline- sodic soil using marginal quality water for
irrigating rice and wheat crops. Land Degrad. Develop. 23: 1-9.
9.Hamblin, A.P. 1981. Filter-paper method for routine measurement of field water potential.
J. Hydrol. 53: 355-360.
10.Helmke, P.A., and Sparks, D.L. 1996. Lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium.
P 551-574. In: Helmke, P.A., Johnston, C.T., Loeppert, R.H., Page, A.L., Soltanpour, P.N.,
Sparks, D.L., Sumner, M.E. and Tabatabai, M.A. (eds). Methods of Soil Analysis. Part 3-
Chemical Methods. Madison. Wisconsin. USA.
11.Imadi, S.R., Shah, S.W., Kazi, A.G., Azooz, M.M., and Ahmad, P. 2016. Phytoremediation
of saline soils for sustainable agricultural productivity.Plant Metal Interaction, chapter.
18: 455-468.
12.Jalali, M., and Ranjbar, F. 2009. Effects of sodic water on soil sodicity and nutrient leaching
in poultry and sheep manure amended soils. Geoderma. 153:194-204.
13.Mahmoodabadi, M., Yazdanpanah, N., Sinobas, L.R., Pazira, E., and Neshat, A. 2013.
Reclamation of calcareous saline- sodic soil with different amendments: Redistribution of
soluble cations within the soil profile. Agricultural Water Management. 120: 30-38.
14.Mavi, M.S., Sanderman, J., Chittleborough, D.J., Cox, J.W., and Marschner, P. 2012.
Sorption of dissolve organic matter in salt-affected soils: effect of salinity, sodicity and
texture. Scince of the Total Environment, Pp: 337-344.
15.Muhieldeen, O.A., Ahmed, E.A., and Shalih, A.M. 2014. Effect of sugar cane bagasse, cattle
manure and sand addition on some physical and chemical properties of the clay soils and
sunflower production in central of Sudan. International of Scientific and Technology
Research. 3: 47-52.
16.Nelson, D.W., and Sommers, LE. 1982. Total carbon, organic carbon and organic matter.
P 539-579. In: Keeney, D.R., Miller, A.L. and Page, A.L. (eds). Method of Soil Analysis.
Part 2. Chemical and Microbiological Property. Second edition. American Society of
Agronomy. Madison. Wisconsin.
17.Rengasamy, P. 2006. World salinization with emphasis on Australia. J. Exp. Bot.
57: 1017-1023.
18.Roy, S., and Abul Kashem, M. 2014. Effects of organic manures in changes of some soil
properties at different incubation periods. Open J. Soil Sci. 4: 81-86.
19.Rusta, M., Golchin, A., Siyadat, H., and Saleh Rastin, N. 1381. Effect of organic matter
and mineral compounds on some chemical properties and biological activity of a sodic soil.
J. Soil Water Sci. 16: 1. 33-45. (In Persian)
20.Sabbagh Tazeh, E., Pazira, E., Neyshabouri, M.R., Abbasi, F., and Zare Abyaneh, H.
2013. Effects of two organic amendments on EC, SAR and soluble ions concentration in a
saline- sodic soil. I. J. Biosci. 3: 9. 55-68.
21.Shaaban, M., Abid, M., and Abou-Shanab, R.A.I. 2013. Amelioration of salt affected soils in
rice paddy system by application of organic and inorganic amendments. Plant Soil Environ.
5: 227-233.
22.Tejeda, M., Garcia, C., Gonzalez, J.L., and Hernandez, M.T. 2006. Use of organic
amendment as a strategy for saline soil remediation: influence on the physical, chemical and
biological properties of soil. Soil Biology and Biochemistry. 38: 1413-1421.
23.USDA and NRCS. 2007. Statistix-8 and User Guide for the Plant Material Program.
Version2. United States Department of Agriculture Natural Resources Conservation Service.
24.Walker, D.J., and Pilar Bernal, M. 2008. The effects of olive mill waste compost and poultry
manure on the availability and plant uptake of nutrients in a highly saline soil. Bioresource
Technology. 99: 396-403.
25.Wong V, N.L., Green R, S.B., Murphy, B.W., Dalal, R., Mann, S., and Farquhar, G. 2006.
The effects of salinity and sodicity on soil organic carbon stocks and fluxes: an overview.
Consolidation and Dispersion of Ideas. Pp: 367-382.
26.Wong, V.N.L., Dalal, R.C., and Green, R.S.B. 2009. Carbon dynamics of sodic and saline
soils following gypsum and organic material addition: A laboratory incubation. Applied Soil
Ecology. Pp: 29-40.