تأثیر کود دامی و بیوچار آن بر جذب و آبشویی متریبیوزین در یک خاک شن لومی

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی

2 دانشیار گروه علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان،

3 استادیار گروه شیمی، دانشگاه گلستان،

4 دانشیار مؤسسه تحقیقات پنبه کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی

چکیده

سابقه و هدف: افزایش حضور آفت کش ها در منابع آب های زیرزمینی، این مساله را به یکی از مهمترین موضوعات مورد بحث جهان تبدیل نموده است. آلودگی آب های زیرزمینی نه تنها سلامت انسان را تحت تاثیر قرار می دهد بلکه هنگامی که برای آبیاری گیاهان استفاده می شود می تواند به عنوان منبع آلودگی زنجیره غذایی عمل کند، به همین جهت گزینش راهبردهای مدیریتی با توجه به شناخت عوامل موثر بر سرنوشت آفتکشها در خاک بسیار ضروری است.
مواد و روشها : در این تحقیق مواد اصلاح کننده آلی ( کود دامی و بایوچار ) در سطح یک درصد به خاک اضافه شد و تاثیر تیمارهای آزمایش خاک (T)، خاک + کود دامی (TM)، خاک + بایوچار (TB) بر جذب، و آبشویی آفتکش متری بیوزین مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش جذب با روش پیمانه ای (Batch) و آزمایش آبشویی با روش ستونهای خاک در شرایط رطوبتی اشباع و غیر اشباع با دو تکرار انجام گرفت.
یافته ها: نتایج نشان داد جذب سطحی علفکش متریبیوزین در تیمار TM و TB نسبت به تیمار خاک بالاتر بود همدمای جذب سطحی آفتکش در تیمارهای آزمایش با مدل فروندلیچ مطابقت داشت و ثابت فروندلیچ (Kf) آفتکش متربیوزین برای تیمارهایT، TM و TB به ترتیب برابر ۱.۲، ۲.۳ و ۲.۶ بود که در تیمارهای TM و TB حدود ۷۰ درصد بالاتر از تیمار شاهد بود. ضریب کربن آلی نرمال شده (Koc) آفتکش متربیوزین در تیمارهای TM و TB بیشتر بود. بر اساس آنالیز آماری داده های آزمایش همبستگی مثبت و معنی داری بین ضریب جذب (Kf) با کربن آلی تیمارها مشاهده شد (r=0.99) که این رابطه در تیمار کود دامی و بایوچار معنی دار بوده است (p <0.05). براساس نتایج آزمایش آبشویی، کاربرد کود دامی و بایوچار در سطح یک درصد در خاک سبب کاهش حرکت رو به پایین آفتکش متزیبیوزین و ماکزیمم غلظت آن در زه آب شد. میزان کل آفتکش بازیابی شده در تیمارهای TB,TM,T به ترتیب برابر ۷۷، ۵۰ و ۴۷ درصد میزان اولیه آفتکش کاربردی بود. همچنین ماکزیمم آفت کش بازیابی شده در شرایط غیر اشباع در تیمار خاک (T) ۲۷ درصد، در تیمار بیوچار(TB) ۱۰ درصد و در تیمار کود دامی (TM) ۱۳ درصد نسبت به شرایط اشباع کاهش داشته است.
نتیجه گیری کلی : این مطالعه نشان داد استفاده از اصلاح کننده کود دامی و بایوچار سبب افزایش جذب سطحی و کاهش حرکت و آبشویی آفتکش متربیوزین در ستونهای خاک نسبت به خاک بدون مواد اصلاح کننده شد افزایش جذب و کاهش آبشویی آفتکش درتیمار بایوچار بیشتر بود که با توجه به جدید بودن کاربرد بایوچار ، می توان از مزایای آن در سطح استان و توسعه پایداری در کشاورزی کشور بهره جست. درک بهتر مزایای کاربرد بیوچار نیازمند بررسی های دراز مدت و مستمر در مباحث زراعی و زیست محیطی می باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of organic amendments (biochar and manure) on Metribuzin adsorbtion and leaching in sandy loam soil

نویسندگان [English]

  • Kolsoom Abdollahi 1
  • Alireza Movahedi Naeini 2
  • Mojtaba BaraniMotlagh 2
  • Pooneh Ebrahimi 3
  • Gorbanali Roshani 4
1 P.h.D Student, Department of Soil Science, Gorgan University
2 Associate Professor, Department of Soil Science, Gorgan University
3 - Assistant Professor, Department of Chemistry, Golestan University
4 Associate Professor, Director of Cotton Research Institute in Iran
چکیده [English]

Background and Objectives: Presence of pesticides in ground water resources has grown in the past few years and has become an intensive and burning issue of discussion. Groundwater contamination not only affects the health of human beings as it is being directly used for drinking purpose, but also can act
as source of contamination for food chain, when used for irrigation. Awareness of the fate of the use of soil pesticides is necessary to reduce the mobility of these compounds in the soil and protect the environment. present study reports the effect of organic manure and biochars amendments on adsorption and metribuzin downward mobility in soil columns.
Materials and Methods: organic amendments (manure and biochr) was added to soil at a level of 1% and the effect of soil (T), soil + manure (TM), soil + biochar (TB) treatments on adsorption and leaching of metribuzin pesticide was studied under saturated and unsaturated moisture conditions. Adsorption experiment with Batch method and soil leaching experiment with Soil column method were conducted in Laboratory of Gorgan Agricultural Sciences and Natural Resources university with two replications.
Results: The results showed that adsorption’s experiment data was matched to the Freundlich model. The adsorption of metribuzin herbicide increased both in TM and TB organic amendment and the Freundlich constant (Kf) for T, TM and TB treatments was 1.2, 2 .3 and 2.6, respectively which were 70% higher in organic amendment treatments than control treatments. Application of manure and biochar at 1% level in soil reduced the downward movement of the pesticide, and maximum concentration of pesticide in the lechate. The total amount of pesticide recovered in TB, TM, T treatments was 77%, 50% and 47%, respectively. Also, the maximum amount of pesticides recovered in unsaturated conditions in treatment T ,TM, TB respectivly were 27%, 10% and 13% less than in compared to saturated conditions.
Conclusion: the application of manure (TM) and biochar (TB) in soil at 1 % level increased the metribuzin retention in the soil and reduced the downward movement of pesticides and affected breakthrough time and maximum concentration of metribuzin in the leachate. Application of biochar in soils is effective in agricultural sustainability and environmental conservation. A better understanding of the benefits of using biochar requires long-term and continuous studies on agro-environmental issues. Also, according to the data of this study, in all treatments. pesticide leaching was higher in saturated conditions than in unsaturated conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Soil pollution"
  • "Adsorption"
  • "biochar"
  • " leaching pesticide"

مراجع

1.Alton, B.J. 2001. Adsorption and degradation of metolachlor and metribuzin in a no till system under three winter crop covers. Soil and Sediment Contamination. 10: 5. 525-537.
2.Ara, B., Jasmin, S., Rasul, M., and Sobia, A. 2013. Removal of Metribuzin from aqueous solution using corn Cob, Inter. J. Sci. Environ. Technol. 2: 2. 146-161.
3.Arias-Estevez, M., Lopez-Periago, E., Martinez-Carballo, E., Simal-Gandara, J., Mejuto, J., and Garcia-Rio, L. 2008. The mobility and degradation of pesticides in soils and the pollution of groundwater resources. Agriculture, Ecosystems & Environment. 123: 247-260.
4.Barriuso, E., Houot, S., and Serra-Wittling, C. 1997. Influence of compost addition to soil on the behavior of herbicides. Pesticide Science. 49: 65-75.
5.Bedmar, F., Costa, J., Suero, E., and Gimenez, D. 2004. Transport of atrazine and metribuzin in three soils of the humid pampas of Argentina. Weed Technology. 18: 1. 1-8.
6.Bejat, L., Perfect, E., Coyne, S., and Haszler, G.S. 2000. Solute Transport as Related to Soil Structure in Unsaturated Intact Soil Blocks. Soil Sci. Soc. Amer. J. 64: 3. 818-826.
7.Benoit, P., Madrigal, I., Preston, C.M., Chenu, C., and Barriuso, E. 2008. Sorption and desorption of non-ionic herbicides onto particulate organic matter from surface soils under different land uses. Europ. J. Soil Sci. 59: 2. 178-189.
8.ElSayed, E.M., and Prasher, S.O. 2013. Effect of the presence of nonionic surfactant Brij35 on the mobility of metribuzin in soil. Applied Science.3: 469-489.
 9.Fan, M. 2009. Fate and transport of herbicides in a sandy soil in the presence of antibiotics in poultry manures. M.S. Thesis, McGillUniversity, Montreal, Quebec.
10.Fuscaldo, F., Bedmar, F., and Monterubbianesi, G. 1999. Persistance of atrazin metribuzin and simazine herbicides in two soils. Pesquisa Agropecuaria Brasileira. 34: 2037-204.
11.Giles, C.H., McEvans, T.H., Nakhwa, S.N., and Smith, D. 1960. Studies in adsorption. Part XI: a system of classification of adsorption isotherms and its use in diagnosis of desorption mechanism and measurement of specific surface areas of solids. J. Chem. Soc.3: 3973-3993.
12.Hallberg, G.R. 1989. Pesticide pollution of groundwater in the humid United States. Agriculture Ecosystems and Environment. 26: 299-367.
13.Henriksen, T., Svensmark, B., and Juhler, R.K. 2004. Degradation and sorption of metribuzin and primary metabolites in a sandy soil. J. Environ. Qual. 33: 619-627.
14.Homaee, M., and Farrokhian, Firouzi, A. 2008. Deriving point and parametric pedotransfer functions of gypsiferous soils. Austr. J. Soil Res. 46: 219-227.
15.Johnson, R.M., and Pepperman, A. 1995. Analysis of metribuzin and associated metabolites in soil and water samples by solid phase extraction and reversed phase thin layer chromatography. J. Liquid Chromatograph. 18: 4. 739-753.
16.Kazemi, H., Anderson, S.H., Goyne, K.W., and Gantzer, C.J. 2009. Aldicarb and carbofuran transport in a Hapludalf influenced by differential antecedent soil water content and irrigation delay. Chemosphere. 74: 265-273.
 17.Khazaei, S., Khorasani, N., Talebi, Kh., and Ehteshami, M. 2002. Evaluation pollution of ground water whith pesticide in MazandaranProvince. J. Environ. Natur. Resour. 63: 1. 23-32.
18.Kim, J.H., and Feagley, S.E. 1998. Adsorption and leachesg of trifluralin, metolachlor, and metribuzin in a commerce soil. J. Environ. Sci. Health. Part B. 33: 529-546.
19.Kjaer, J., Olsen, P., Sjelborg, P., Fomsgaard, I., Mogensen, B., and Plauborg, F. 2001. The Danish Pesticide Leaching Assessment Programme. GEUS Report, Geological Survey of Denmark and Greenland, Copenhagen.
20.Lagat, S.C., Lalah, J., Kowenje, C., and Geteng, Z. 2011. Metribuzin mobility in soil column as affected by environmental and physico-chemical parameters in Mumias sugarcane zone, Kenya. J. Agric. Biol. Sci. 6: 3. 27-33.
21.Lorenz, K., and Lal, R. 2014. Biochar application to soil for climate change mitigation by soil organic carbon sequestration. J. Plant Nutr. Soil Sci. 177: 651-670.
22.Lopez-Pineiro, A., Pena D., Albarran, A., Becerra, D., and Sanchez-Llerena, J. 2013. Sorption, leaching and persistence of metribuzin in Mediterranean soils amended with olive mill waste of different degrees of organic matter maturity. J. Environ. Manage. 122: 76-84.
23.Majumdar, K., and Singh, N. 2007. Effect of soil amendments on sorption and mobility of metribuzin in soils. Chemosphere. 66: 630-637.
24.Mahmoudi1, M., Rahnemaie, R., Eshaghi, A. Malakouti, M.J., and Jalali, M. 2011. Dissipation kinetics and adsorption isotherms of Thiobencarb in paddy fields. J. Water Soil. 25: 3. 485-497. (In Persian)
25.Nelsonand, H., and Jones, R. D. 1994. Potential Regulatory Problems Associated with Atrazine, Cyanazine, and Alachlor in Surface Water Source Drinking Water. Weed Technology. 8: 852-861.
26.Paterson, K.G., and Schnoor, J.L. 1992. Fate of alachlor and atrazine in a riparian zone field site. Water Environment Reserche. 64: 274-283.
27.Rigi, M.R., and Farahbakhsh, M. 2017. Effect of dissolved organic matter on sorption of metribuzin herbicide by
two different soils. J. Water Soil.3: 1313-1324. (In Persian)
28.Sharifi, H. 2012. Determination of Diazinon pesticide in the PoleRiver of Gilan. M.Sc. Thesis. Islamic Azad university of Tonekabon. Iran. (In Persian)
29.Sheyagh, M. 2000. Evaluation of remaining insecticide (Lindin, Diazinon, Maalathion) in environment. PhD Thesis. MedicalUniversity of Tehran. (In Persian)
30.Singh, N. 2008. Biocompost from sugar distillery effluent: effect on metribuzin degradation, sorption and mobility. J. Pest Manage. Sci. 64: 1057-1062.
31.Singh, N. 2003. Organic manure and urea effect on metalochlor transport through packed soil columns. J. Environ. Qual. 32: 1743-1749.
32.Sohi, S., Krull, E., Lopez-Capel, E., and Bol, R. 2010. A review of biochar and its use and function in soil. Advances in Agronomy: 105: 47-82.
33.Sommer, S.G., and Dahl, P. 1999. Nutrient and carbon balance during the composting of deep litter. J. Agric. Engin. Res. 74: 2. 145-153.
34.Tomlin, C.D. 2000. The Pesticide Manual, 12th ed., British Crop Protection Council, Farnham. 769p.    
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار
دوره 9، شماره 2
تیر 1398
صفحه 137-150

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار