آلودگی های محیط زیست

فاضلاب را از روی ترکب فیزیکی ، شیمیایی و زیست شناختی (بیولوپژیکی) آن مشخص می کنند که به اختصار در ادامه به آن می پردازیم :

الف : مشخصه های فیزیکی (مواد جامد ، رنگ ، بو ، دما ، کدورت و چگالی)

 

 

الف-1 : مواد جامد :

عبارت است از مواد شناور ، مواد قابل ته نشینی ، مواد کلوییدی و مواد محلول است . در کل مواد جامد عبارت است از تمامی موادی که به شکل پسمانده تبخیر فاضلاب در دمای 103 تا 105 درجه باقی می ماند

الف-2 رنگ :نمایانگر وضعیت یا عمر فاضلاب است رنگ هر فاضلاب نمایانگر وضعیت کیفی آن نیز میباشد

 

 

الف-3 : بو :بوی فاضلاب معمولا" از گازهای حاصل از تجزیه مواد عالی یا گازهای محلول در آن و یا از مواد افزوده شده به فاضلاب ناشی می شود بو یکی از مهمترین مشخصه های فاضلاب است ک اختلالات و موانع زیادی در مسایل بهداشتی ، تشخیص بو و حتی مانع سرمایه گذاری در نقاط آلوده به فاضلاب می شود

الف-4 : دما :

عدم کنترل دمی فاضلاب های صنعتی و خانگی که معمولا" به دلیل واکنشهای زیست شناختی با افزایش رو برو است باعث ایجاد شوک به آبهای پذیرنده فاضلاب های فوق از لحاظ افت شدید اکسیژن محلول در خلال ماههای گرم میشود (چرا که اکسیژن در آب گرم کمتر از آب سرد حل میشود )

که ممکن است موجب مرگ ومیر در حیات آبی میشود

الف-5 :

کدورت : شاخصی است برای تعیین کیفیت فاضلاب ها و آبهای طبیعی از لحاظ مقدار مواد معلق اضافی و کلوییدی موجود در آن .

الف-6 : چگالی :

به دلیل امکان تشکیل جریانهای چگالی در مخازن ته نشینی و در سایر واحد های تصفیه خانه ، از مشخصه ای فیزیکی مهم فاضلاب تلقی میشود

ب : مشخصه های شیمیایی ( مواد آلی ، اندازه گیری محتوای آلی،ماده غیر عالی ، گازها)

 

ب-1 : مواد آلی :

شامل کربو هیدرات ها ، پروتویین ها ، پاک کننده ها و آلاینده های درجه اول استکربو هیدرات ها :

به طور گسترده در طبیعت یافت میشوند و دارای کربن ، هیدروژن و اکسیژن هستند (قند ، نشاسته،.......)پروتیین ها :

اجزای عمده ارگانیسم های حیوانی هستند و به میزان کمتری در گیاهان یافت میشوند چربی :

انواع چربی ها از جمله ترکیبات آلی پایدار می باشند و به راحتی به وسیله باکتری ها تجزیه نمی شوند و بیشتر باعث پوشاندن سطح آب و بروز مشکلات متعدد می شوند.پاک کننده ها:

پاک کنده ها یا مواد آلی سطحی ، مولکول های آلی بزرگی هستند که تا حدی در آب قبل حل هستند . این مواد اغلب در سطح تماس هوا با آب جمع می شوند . در جریان هوادهی فاضلاب این ترکیبات در سطح حبابهای هوا جمع می شوند وبدین ترتیب کف بسیار پایداری به وجود می آورند.

                         آلاینده های درجه اول (PRIORITY POLLUTANTS) 

آلاینده های درجه اول (هر دو نوع آلی و غیر آلی) را بر اساس آثار شناخته شده آنها در سرطلن زایی ، جهش زدایی ، آسیب رسانی به جنین و یا سمی بودن بسیار شدید دسته بندی کرده اند . بسیاری لز آلاینده های درجه اول آلی نیز تحت عنوان ترکیبات آلی فرار (VOC) طبقه بندی کرده اند.

ب-2: اندازه گیری محتوای مواد آلی :

BOD : (نیاز اکسیژن بیو شیمیایی) : پارامتر آلودگی آبی که بیشترین مور استفاده را دارد و هم برای فاضلاب و هم آبهای سطحی به کار میرود و نشان دهنده مواد آلی قابل تجزیه توسط میکرو ارگانیسم می باشدCOD :نیاز اکسیژن شیمیایی ، مانند BOD نشان دهنده مقدار مواد آلی موجود در فاضلاب است ولی با این تفاوت که فقط در آزمایشگاه و با استفاده از یک عامل اکساینده قوی شیمیایی در محیط اسیدی قابل اندازه گیری است

TOC : کل کربند آلی می باشد این نیز نمایانگر کل ماده آلی موجود در آب است .

ب-3 : ماده غیر آلی :

عبارت اند از قلیاها ، کلریدها ، فلزات سنگین ، نیتروژن ،ترکیبات غیر آلی سمی ،گوگرد و فسفر می باشد .

ب-4 : گازها :

گازهایی که عموما"در فاضلاب های تصفیه نشده یافت می شوند عبارتن از : نیتروژن(N2) ، اکسیژن(O2) ، کربن دی اکسید(CO2) ، هیدروژن سولفویید(H2S) ، آمونیاک(NH3) و متان(CH4)

سه گاز اول از گازهای عمومی جو هستند و در همه آبهایی که در معرض هوا باشند دیده می شوند و سه گاز آخر از تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب مشتق می شوند .

ج:مشخصه های زیست شناختی :موفقیت در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب ،به عنوان مثال قابلیت تجزیه مواد موجود در فاضلاب یا قابلیت ته نشینی آنها حاصل اختصاصات مرفولوژیکی و سنیتیکی لجن فعال یا بیبوفیلم میباشد کهاین اختصاصات مزبور ، به اجتماع میکروارگانیزمهای تک سلولی و پرسلولی در لجن بستگی دارد

انواع باکتری های بیماری زای رودده ای ، ممکن است در منابع آب یا در اضلاب وجود داشته باشد . باکتری های بیماری زایی که از طرق آب یا فاضلاب قابل انتقال هستند شامل : سالمونلا ، شیگلا ، کمپیلوباکتر ، اشرشیاکلی انتروپاتوژنیک ، ویبریوکلرا ، لپتوسپیرا و یرسینیا میباشند .

ویروس ها نیز از میکروبایی ستند که در فاضلاب ها وجود دارند . پروتوزوآی اتوژنیک در آب آشامیدنی و فاضلاب شامل :ژیاردا لامبیا ، انتامباهیسترلیتیکا و کریپتوسیوریدیوم سبب اسهال یا گاسترونتریت می شوند . همچنین نماتو ها ، جانداران آبزی مجود در آب شیرین ، شور و خاک می باشند . جلبک ها نیز از موجودات پرسلولی و گاهی تکسلولی فاضلاب ها می باشند که انواع جلبک هایی که در فاضلاب وجود دارند میتوان به جلبک های سبز-آبی(CYANOPHYTA) ، مانند MICROCYSTIS VINIDIS و یا NOSTC CAMEUM و جلبک های سبز مانند SCENEDESMUSOBLIGUS و جلبک های زرذ-سبز مانند : CHLOROSACCUS FLUIDUS ، فلاژله ای گیاهی مانند EUGLENA VINIDIS ، جلبک های طلایی مانند : CHROMULINA ROSANOFFI ، جلبک های قهوه ای مانند BANGIA ATROPURPUREA

دیاتومه ها مانند : MELOSIRA VARIANS ، تک سلولی هایی انند آمیب ها ، مژکداران ،ساکتوریا و روتیفرها نیز در فاضلاب ها موجود میباشند که نقش عمده ای را در فع و انفعلات شیمیایی و تغییر ماهیت آب دارا هستند .

در مبحث بعد به نحوه تصفیه بیولوژیکی پساب های صنعتی در پتروشیمی آبادان و مراحل مختلف آن خواهیم پرداخت . از شما هم خواشمندیم با درج نظرات خود ما را یاری کنید

 

ورمي كمپوست حاصل فعاليت بيولوژيك نوعي كرم‌خاكي با نام علمي Eisenia fotida مي‌باشد اين جانور با تغذيه از موادآلي موجود در طبيعت آن‌ را به كود آلي مغذي تبديل نموده به گونه‌اي كه در حال حاضر اين كود به عنوان يكي از غني‌ترين كودهاي آلي بيولوژيك شناخته شده در دنيا كاربرد ورمي‌كمپوست در خواص فيزيكي،‌ شيميايي و بيولوژيكي خاك تأثير بسزايي دارد. اين كود اصلاح‌كنندة خصوصيات فيزيكوشيميايي و بيولوژيكي خاك بوده و علاوه بر وزن مخصوص كم، فاقد هر گونه بو، ميكروارگانيسم‌هاي پاتوژن، باكتري‌هاي غير هوازي، قارچ‌ها و علف‌هاي هرز مي‌باشد. ورمي‌كمپوست علاوه بر قابليت جذب آب با حجم بالا، شرايط مناسب جهت دانه‌بندي و قدرت نگه‌داري مواد غذايي مورد نياز گياهان را فراهم مي‌نمايد. ورمي‌كمپوست حاوي عناصر غذايي بسيار غني به‌ويژه ازت بوده كه به‌تدريج آن‌ها را در اختيار گياه قرار مي‌دهد (اين نكته از نظر حاصل‌خيزي خاك بسيار پراهميت است.) اين كود در مقايسه با ساير كودهاي آلي داراي ميزان عناصر اصلي غذايي بالاتري است. ورمي‌كمپوست علاوه بر عناصر ماكرو مانند ازت، فسفر و پتاسيم كه در فعاليت‌هاي حياتي گياه نقش اساسي دارند حاوي عناصر ميكرو مانند آهن، مس، روي و منگنز نيز مي‌باشد. علاوه بر اين با داشتن موادي مانند ويتامين B12 و اكسين عوامل محرك رشد گياه را فراهم مي‌آورند. 

معمولآ نسبت كربن به ازت (C/N) ورمي كمپوست20-15بوده و طول دانه‌هاي خشك آن  بين 1-5mm متغير است. هوموس آن نيز 20%  وزن خشك مي‌باشد.

كرم‌هاي زباله‌خوار با تغذيه زايدات آلي آن‌ها را تجزيه و دگرگون مي‌نمايند. فرآيند هضم اين كرم‌ها به تغيير سريع‌تر مواد آلي منتهي شده و كمپوست تثبيت مي‌شود. نتيجة اين عمل دستيابي به ورمي‌كمپوست با كيفيت بالا است كه با بالاترين استانداردهاي جهاني برابري مي‌كند.

موارد استفاده ورمي‌كمپوست:

ورمي كمپوست قابل استفاده در كليه محصولات زراعي، باغي و گلخانه‌اي مي باشد.

 عناصر موجود در ورمي كمپوست:

ازت، فسفر، پتاسيم، كلسيم، آهن، روي، مس، منگنز

اين در حالي است كه هر يك از انواع كودهاي شيميايي موجود تنها حاوي يك يا چند عنصر خاص مي‌باشند

 شرايط كنوني توليد ورمي‌كمپوست

در حال حاضر روزانه علاوه بر ضايعات ميادين ميوه و تره‌بار، سطل‌هاي سبز، آبي و صورتي كه به‌ترتيب مخصوص ضايعات سبزي ـ ميوه‌فروشي‌ها، آب‌ميوه‌فروشي‌ها و گل‌فروشي‌ها مي‌باشد در قالب طرح ساماندهي مشاغل پر زباله از سطح شهر جمع‌آوري، و به سايت كمپوست، واقع در برمشور شهر شيراز منتقل مي‌شود كه پس از تفكيك ثانويه، جهت تغذيه كرم‌هاي زباله‌خوار مورد استفاده قرار مي‌گيرند. تبديل پسماند‌هاي آلي به روش ورمي‌كمپوست در فضايي به وسعت چهار هكتار به‌وسيله كرم‌هاي زباله‌خوار موسوم به Eisenia fotida و با ظرفيت 3000 تن ورمي‌كمپوست در سال در حال اجرا مي‌باشد.

اين كود در حال حاضر تحت نظارت سازمان بازيافت شهرداري شيراز با فرايند تبديل زباله‌هاي آلي به روش بيولوژيك در حال توليد مي‌باشد.

 

بيولوژي كرم خاكي:

از نظر پيشينه تاريخي، كرم‌هاي خاكي در حدود 600 ميليون سال پيش به وجود آمده و از آن زمان تا حال شاهد تكامل گونه‌هاي مختلف گياهي و جانوري بوده‌اند. شكل ظاهري اين موجودات در طي اين مدت تغيير چنداني پيدا نكرده و هم اكنون نيز بين گونه‌هاي مختلف آنها از اين نظر تفاوت قابل توجهي به چشم نمي‌خورد.

اين موجودات ارزشمند، به مدت چندين ميليون سال اراضي موجود در سطح كره زمين را در كمال آرامش و سكوت، زير و رو كرده و بدين صورت نقش مهمي در جريان چرخه عناصر ايفا نموده‌اند كرم‌هاي‌خاكي داراي بدني كشيده، بندبند، فاقد استخوان داراي كوتيكول حامل تارها و دستگاه گوارش لوله‌مانند كه به مجراي دفعي ختم مي‌شود، هستند. طول اين جانور برحسب گونه از يك سانتي‌متر تا بيش از 2 متر بالغ مي‌گردد.

اين جانور اغلب دوجنسي  يا هرمافروديت هستند و هنگام بلوغ بر روي اپيدرم آنها يك منطقة متورم ظاهر مي‌شود كه آنرا كمربند تناسلي گويند. اين قسمت پيله‌اي ترشح مي‌كند كه تخم‌ها را دربر‌ مي‌گيرد.

كرم‌هاي‌خاكي فاقد مرحلة مشخص لاروي بوده و نوزادان آنها پس از خروج از تخم و پيله، رفته‌رفته بالغ مي‌شوند.

امروزه با اطلاعاتي كه از اين جانور بدست آمده است كاربردهاي فراواني در رشته‌هاي مختلف علوم (مانند كشاورزي، شيلات، دامپروري، صنعت، محيط زيست و انرژي) بـراي آن تعريف شده و يا به‌عبارت ديگر در بسياري از علوم شناخته شده است.

پرورش كرم‌هاي خاكي در حال حاضر به‌صورت يك صنعت پررونق در آمده و لذا اين حرفه امروزه در جهان طرفداران بسياري دارد، به‌كارگيري اين جانور ارزشمند در صنايع مختلف مشاغلي را ايجاد نموده‌است كه هيچ‌كدام از آنها در كشور ما شناخته شده نيست.

     

بيوكمپوست

چند دهه‌ايست كه با رخدادهاي بزرگ فرايند‌هاي صنعتي در پهنه‌ي گيتي ، زباله‌ها نيز به‌همراه آلودگي‌هاي روزافزون خاك، آب و هوا زنجيره‌ي زيست‌محيطي و زيستگاه آدميان را به سختي با تهديد ناخواسته‌اي روبرو نموده است. در زمينه‌ي مبارزه با چنين مشكل فراگيري مراكز پژوهشي و اجرايي تلاش و كوشش پيگيري را در رويارويي و مبارزه آغاز كرده‌اند.

از روش‌هاي بسيار مؤثر در مبارزه و خنثي سازي اثرات نامطلوب زباله‌ها تبديل آن‌ها به كود است تكنيك تبديل كود از زباله بطور علمي و عملي در سال‌هاي اخير آغاز شده‌است . كمپوستينگ، تجزيه‌ي مواد زايد قابل تجزيه‌ي بيولوژيك توسط جانداران ذره‌بيني است كه توانايي شكست ملكول‌هاي بزرگ مواد آلي را دارا مي‌باشند. روشي است كه چنين ارگانيسم‌هايي را در جهت افزايش ميزان تجزيه‌ي بقاياي آلي تحت كنترل مورد استفاده قرار مي‌دهد. اين فرايند طبيعي، مواد آلي را به ماده‌اي غني مبدل كرده مكملي بسيار سودمند براي خاك ايجاد مي‌نمايد. تركيبات هوموسي توليد‌شده به‌راحتي توسط گياهان قابل جذب است. به اين ترتيب باعث بهبود وضعيت خاك‌هاي اراضي زير كشت و در نتيجه كاهش استفاده از كود‌هاي شيميايي مي‌شود.

اهم خواص فيزيكي و شيميايي بيوكمپوست عبارتند از:

1ـ تسريع‌كننده‌ي رشد گياه

2ـ غني از تركيبات هوموسي

3ـ قابليت نگهداري آب با حجم بالا

4ـ عاري از ميكروارگانيسم‌هاي پاتوژن

5ـ وزن مخصوص كم و فاقد هر گونه بو

6ـ اصلاح‌كنده‌ي خصوصيات فيزيكوشيميايي و بيولوژيكي خاك

7ـ تأمين كننده‌ي كليه‌ي عناصر غذايي مورد نياز براي رشد گياهان

 

ويژگي‌هاي بهينه‌ي بيوكمپوست:

1-     به‌جاي كود، در چمن‌كاري، گياهان زينتي، باغداري، تاكستان، كشت قارچ، سبزيكاري، صيفي‌كاري،

    فضاي سبز و غيره. اين‌گونه مصارف بيشترين و شناخته‌ترين كاربردها را تشكيل مي‌دهند.

2- به‌جاي مواد پركننده در تراشه‌هاي ساختماني.

3-  بجاي مواد جانبي، در كارخانه‌هاي آجرسازي براي بلوك‌هاي توخالي يا متخلخل.

4- بجاي عايق صدا (آكوستيك ) در ساختمان‌ها.

5- بعنوان بيوفيلتر در كارخانه‌هاي تهيه كمپوست. رفع بوي لاشه حيوانات در دامداري ها و مرغداري‌ها و كارخانجات قند سازي.

6- بجاي بستر حيوانات در دامداري‌ها.

7- استفاده به عنوان سوبسترا در كشت قارچ.

8_ استفاده به عنوان الياف در صنعت نساجي و الياف آلي.

 

عناصر موجود در بيوكمپوست:

كمپوست به‌دست آمده از زباله‌ي آلي، حاوي مقدار فراواني عناصر معدني بوده كه پاره‌اي از آن‌ها براي رشد گياهان ضروريست. مهمترين اين عناصر كه obligo elements ناميده مي‌شوند، عبارتند از بر، روي، مس، منگنز، موليبدن، كبالت بعلاوه‌ي عناصر عمده‌ي ديگر كه عبارتند از: نيتروژن، پتاسيم، گوگرد، كلسيم، منيزيم. 

کمپوست عبارت از بقایای گیاهی و حیوانی، زباله های شهری و یا لجن فاضلاب است که تحت شرایط پوسیدگی قرار گرفته باشند، بطوری که مواد سمی آنها از بین رفته، مواد پودر شده و فرم اولیه خود را از دست داده باشند. برای تهیه کمپوست می توان از بقایای چوب بریها‏، زباله شهری،‏ بقایای کشتارگاهها و کارخانه های کنسرو ماهی ، لجن فاضلاب و اجساد گیاهان پست غیرآوندی استفاده نمود.

بطورکلی، کمپوست ها از نظر مواد غذائی ضعیف هستند (به استثناء بقایای کشتارگاهها و کارخانه های کنسرو ماهی که از نظر ازت غنی می باشند) و معمولاً برای بهبود ساختمان خاک مورد استفاده قرار می گیرند. اثر فیزیکی کمپوست به مقدار ماده آلی آن و اثر شیمیائی کمپوست به ترکیب شیمیائی آن بستگی دارد. تهیه کمپوست از زباله های شهری و لجن فاضلاب راه مفیدی برای مصرف مجدد و دفع بهداشتی این مواد است. مواد اخیر از این نظر که دارای املاح کم، فاقد مولدین امراض و آفات گیاهی، بذر علفهای هرز و خاک می باشند مناسب بوده و به سرعت در خاک می پوسند. لجن فاضلاب را پس از تخمیر غیر هوازی و حرارت دادن (برای کشتن عوامل بیماریزای آن) مورد استفاده قرار می دهند.

برای تهیه کمپوست روش کلی زیر انجام پذیر است. موادی را که می خواهند. کمپوست نمایند بصورت لایه ای به ضخامت 7 تا 10 سانتیمتر روی سطح زمین یا حفره ای که در زمین تهیه نموده اند قرار می دهند و به ازاء هر سطل از مواد کمپوست شونده حدود 100 گرم فسفات دی آمونیم یا سوپر فسفات بر روی مواد می باشند (در صورتی که از سوپر فسفات استفاده می شوند بهتر است حدود 40 گرم اوره به ازاء هر 100 گرم سوپر فسفات اضافه شود) پس از پاشیدن کود شیمیائی اقدام به آبپاشی این لایه نموده و سپس لایه های جدید را به همین روش اضافه می کنند. ممکن است لایه هائی از کود حیوانی و یا خاک را بطور متناوب با لایه های مواد کمپوست شونده قرار دهند. در صورتی که از لایه های کود حیوانی استفاده می شود به اضافه کردن کود ازت در زمان انباشتن مواد کمپوست شونده نیازی نیست، اما به فسفات و همچنین سولفات کلسیم ممکن است نیاز باشد. ترکیب کود شیمیائی که برای تحریک و تکمیل پوسیدگی و تعادل عناصر به کمپوست اضافه می شود به نسبت کربن به ازت و ترکیب شیمیائی مواد کمپوست شونده بستگی دارد.

پاشیدن چند کیلوگرم اوره به ازاء هر تن مواد کمپوست شونده روی توده کمپوست قبل از هر بار آبپاشی مفید است در مورد بقایای چوب بریها لازم است کلیه عناصر غذائی به کمپوست اضافه شود. مواد کمپوست شونده را می بایستی همیشه مرطوب نگهداشت و هر 2 تا 4 هفته یکبار آن را مخلوط و زیرورو نمود تا به خوبی تهویه و یکنواخت گردد. زیرورو کردن زیاد توده موجب می شود که حرارت کمپوست بالا نرفته و آفات و عوامل بیماریزای موجود در مواد از بین نروند.

کمپوست هنگامی آماده مصرف است که مواد کمپوست شونده پوسیده و پودر شده باشند. مدت لازم برای کمپوست شدن با مواد مصرفی و شرایط کار فوق می کند. زباله های شهری پس از مدتی حدود 6 هفته کمپوست می شوند. کمپوست شد کامل خاک اره گاهی چندین ماه طول می کشد. معمولاً خاک اره راحدود 6 هفته در شرایط مناسب می پوسانند تا ترکیبات سمی محلول آن پوسیده شوند و سپس مصرف می کنند. از مسائل تهیه کمپوست توسعه و تجمع مگس و پشه و بوی نامطلوب تخمیر آن است.
افزایش تهویه مواد از شدت بو می کاهد. برای مبارزه با مگس و پشه می بایستی از حشره کشها استفاده نمود. کمپوست را می توان به جای کود حیوانی مورد استفاده قرار داد.

به منظور بررسی اثرات استفاده از لجن فاضلاب و سایر مواد زائد شهری و کشاورزی بر آلودگیهای میکروبی خاک ، چهار نوع کود آلی شامل لجن فاضلاب ، کودحیوانی ، کمپوست زباله و مخلوط کاه گندم و یونجه در آزمایشات گلخانه ای در قالب طرح های کاملا تصادفی مورد ارزیابی قرار گرفتند. بررسی تغییرات جمعیت میکروبی مخلوط کودهای فوق با خاک شامل باکتریها ، قارچها و آکتینومایستها بررسی تغییرات جمعیت کلیفرمها و شناسایی تعدادی از آنها و همچنین شناسایی انواع میکرو فلور غالب در تیمارهای مختلف به روش اسلاید پنهان ، از اهداف اختصاصی در تحقیق فوق بوده است. بیشترین جمعیت باکتریها و قارچها در کودهای کمپوست زباله و لجن فاضلاب و بیشترین جمعیت آکتینومایست ها در کاه گندم مشاهده شد. شمارش کلیفرمها نشان داد که در هفته اول انکوباسیون ، جمعیت کلیفرمها بخصوص در کود حیوانی بسیار زیاد است. در این مدت وجود بعضی از باکتریهای کلیفرم در کودهای لجن فاضلاب ، حیوانی و کمپوست زباله تشخیص داده شد. همچنین در این تحقیق ، تکنیک اسلاید پنهان به عنوان یکی از بهترین روشهای بررسی تنوع اکولوژیکی موجودات ذره بینی خاک معرفی شده است.
کلمات کلیدی: لجن فاضلاب ، خاک، محیط زیست ، میکروارگانیسم ها

مقدمه
خاک می تواند موجب انتقال عوامل بیماریزای بسیاری از امراض عفونی گردد(11) . تعداد میکروبهایی که از طریق فضولات به خاک اضافه می شوند ، به وسعت آلودگی های خاک می افزایند. بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مواد زائد یا به عبارتی کودهای آلی ، مدتهاست که به منظور بهینه سازی و استفاده آگاهانه از آنها صورت می پذیرد(9)در این میان خصوصیات بیولوژیکی کودهای آلی در مطالعات فوق نادیده گرفته می شود و توصیه به استفاده از کودهای آلی بدون بررسیهای همه جانبه بیولوژی و زیست محیطی آنها صورت می گیرد. از آنجایی که خاک پایگاه موجودات خشکی زی بویژه جوامع انسانی است و انتقال عوامل پاتوژن از راههای گوناگون توسط گرد و غبار از راه تنفس و زخمهای سطحی بدن به انسان و حیوان صورت می گیرد ، بنابراین خصوصیات بیولوژیکی و جمعیت فلور میکروبی بیماریزای خاک را باید تعیین نمود. کلیفرمها که از باکتریهای خانواده انتروباکتریاسه هستند ، معمولا به عنوان شاخص آلودگی آب و خاک مورد ارزیابی قرار می گیرند(8). خانواده انتروباکتریاسه شامل گروه بزرگی از باکتریها می باشد که بطور وسیع در طبیعت پراکنده هستند. این باکتریها در روده انسان ، حیوانات ، در خاک و آب وجود دارند که به دلیل زندگی آنها در روده انسان و حیوانات به باسیلهای انتریک معروفند. همه این باکتریها هوازی و بی هوازی اختیاری ، گرم منفی ، بدون اسپور و میله ای شکل ، دارای متابولیسم تنفسی و تخمیری ، دارای قدرت تخمیر گلوکز و لاکتوز هستند. علاوه بر تولید بیماریهای مختلف ، از انجایی که این باکتریها ساکن طبیعی دستگاه گوارش می باشند ، به محض وارد شدن به هر نقطه از بدن ، می توانند در تمام بافتها و اعضاء ایجاد عفونت کنند (5). در شهر اصفهان به دلیل وجود کارخانه تولید کود آلی کمپوست و چند تصفیه خانه فاضلاب ، هر ساله مقادیر زیادی کمپوست زباله و لجن فاضلاب در زمینهای کشاورزی مصرف می شود و چون مصرف این کودها بدون نظارتهای بیولوژیکی صورت می گیرد ، لذا می تواند تاثیر نا مطلوبی را در محیط زیست بگذارد. تحقیق حاضر نیز در راستای ارزیابی آلودگیهای میکروبی خاکهای کشاورزی که با استفاده از انواع مواد زائد و فضولات تیمار میشوند ، صورت پذیرفت.

مواد و روشها
در این تحقیق چهار نوع کود آلی شامل لجن فاضلاب ، کود حیوانی ، کمپوست زباله و مخلوط کاه گندم و یونجه ، به عنوان چهار تیمار اصلی ( به میزان دو درصد وزنی ) به همراه شاهد بدون کود در سه تکرار در یک طرح آماری کاملا تصادفی در آزمایشات گلخانه ای ارزیابی شدند. این آزمایشات بطور کلی در سه بخش شامل تعیین جمعیت باکتریها ، قارچها و اکتینومایست ها در خاک ، بررسی میزان آلودگی خاک به کلیفرمها و شناسایی انواع میکروفلور غالب در تیمارهای مختلف به روش اسلاید پنهان انجام پذیرفت. برای تعیین جمعیت میکروبی خاک ، ابتدا از نمونه خاک در تیمارهای مختلف ، سوسپانسیون و سپس سری رقت تهیه شده و به منظور پراکنده شدن خاکدانه ها و جداشدن میکروارگانیسمها از ذرات خاک ، از ارتعاشات اولتراسونیک استفاده شد. پس از تهیه سری رقت ، از محیط کشت نوترینت آگار برای کشت باکتریها ، از محیط کشت +PDA کلرامفنیکل برای کشت قارچ و از محیط کشت جنسون آگار به منظور کشت اکتینومایست ها استفاده شد. پس از طی زمان انکوباسیون ، تمام کلنی ها بر روی محیط کشت مورد نظر توسط کلنی کانتر کوبک شمارش گردید. برای مطالعه کلیفرمها از روش تخمیر چند لوله ای در محیط کشت لاکتوز برات و EMB و تست های فرضی و تأییدی و IMVic استفاده شده و نتایج به صورت MpN گزارش گردید(2و8) . برای مشاهده میکروارگانیسم ها به روش اسلاید پنهان ، محیط کشت مورد نظر را به طریقه استریل تهیه کرده و لایه نازکی از آن را روی لام شیشه ای قرار می دهیم. سپس لام مغذی را درون پلیت حاوی خاک در تیمارهای مورد نظر قرار داده پس از 7-4 روز انکوباسیون در دمای 30 درجه سانتی گراد ، لام را از خاک در آورده ، پس از شستشو و حرارت دادن به منظور فیکسه کردن ، لام را با استفاده از رنگ آمیزی گرم ، رنگ کرده و با بزرگنماییهای مختلف توسط میکروسکپ مشاهده و عکسبرداری می شود.

نتایج و بحث
در میان تیمارهای مورد استفاده ، بیشترین جمعیت باکتریها و قارچها در کودهای کمپوست زباله و لجن فاضلاب مشاهده شد ، نتایج تجزیه واریانس نیز معنی دار بودن اثر زمان نگهداری و تیمار کودی را بر تعداد جمعیت باکتریها و قارچها نشان می دهند. شاید بتوان مهمترین علت افزایش جمعیت باکتریها در لجن فاضلاب را نسبت C/N پائین این کود دانست این نسبت باعث می شود شرایط تجزیه مواد آلی برای یورش میکروبی مساعد شده و باکتریها که عمدتا بر روی مواد با C/N کم فعالیت بیشتری دارند ، در مدت کوتاهی رشد و تکثیر یابند(10). در مورد افزایش جمعیت باکتریها در کود کمپوست می توان به چند دلیل اشاره کرد. اول اینکه بسیاری از محققین معتقدند وجود مواد مغذی و احتمالا بعضی از کاتالیزورهای حیاتی در کمپوست زباله می تواند رشد باکتریها را تشدید کند (3). همچنین جمعیت بالای ازتوباکترهای تثبیت کننده ازت در این کود می تواند نوعی منبع دائمی ازت را برای رشد باکتریها فراهم کرده و اثر C/N بالای این کود را تا حدی برطرف نماید. در این راستا ، نتایج آزمایشات مختلف نشان داده است که باکتریهای تجزیه کننده سلولز ، به دلیل نیاز شدیدی که به ازت دارند ، در مجاورت باکتریهای تثبیت کننده ازت خیلی بهتر رشد می کنند(4) . افزودن مواد آلی قابل تجزیه در تیمارهای مختلف باعث شد که قارچهای خاک از حالت فونجیستاسیس و رکود خارج شده و رشد فعال خود را از سر بگیرند (6). نتایج نشان می دهد که جنسهای پنیسیلیوم ، آسپرژیلوس ، آلترناریا و فوزاریوم که جزء قارچهای ناقص محسوب می شوند ، درصد بالایی از قارچهای خاک را تشکیل می دهند. همچنین علاوه بر قارچهای فوق ، در تیمار لجن فاظلاب قارچهای کریزوسپوریوم،تریکوفیتون و اسکو پولاریوپسیس،در تیمار کود حیوانی قارچ موکور و پسیلومایسس در تیمار کود کمپوست زباله، قارچ کلادوسپوریم،کریزوسپوریوم و تریکو درما و در تیمار کود گیاهی جنس کلادو سپوریوم،پسیلو مایسس، رایزو پوس و تریکو درما مشاهده شدند.وجود قارچهای تجزیه کننده سلولز مثل آلترناریا،آسپرژیلوس، فوزاریم،پنیسیلیوم و رایزوپوس بخصوص در تیمار کود گیاهی ، اهمیت این پروسه را نشان می دهد.همچنین بیشتر جمعیت آکتینومایست ها در کود کاه گندم و یونجه مشاهده شد . مقایسه میانگین جمعیت آکتینومایست ها نشان می دهد که کود گیاهی بالا ترین اثر معنی دار را نسبت به شاهد داشته و با کود کمپوست زباله اختلاف معنی داری ندارد. آکتینومایست ها در مراحل اولیه تجزیه مواد آلی تازه ،بعلت قدرت رقابت ضعیفی که در مصرف مواد کربن دار ساده با باکتریها و قارچها دارند، تعداد و فعالیتشان خیلی کم است اما به تدریج با کاهش مواد ساده و میکرو ارگانسیم های وابسته به این مواد، تعداد آکتینو مایست ها افزایش یافته و فعالیت خود را روی قسمتهای مقاوم باقی مانده شروع می کنند .
نتایج حاصل از بررسی تغیرات جمعیت کلیفرمها در تیمارهای مختلف نشان داد که در اولین زمان نمونه برداری ، کود حیوانی بیشترین آلودگی را از نظر تعداد کلیفرمها در خاک ایجاد کرده است. علت این امر را می توان تازه بودن کود حیوانی مورد استفاده عنوان کرد. در همین زمان کود های لجن فاضلاب و کمپوست زباله به ترتیب دارای بیشترین جمعیت کلیفرمها بعد از کود حیوانی بوده اند. در یک هفته بعد جمعیت کلیفرمها در خاک حاوی کود حیوانی هنوز جمعیت بالایی را نشان می دهند820×102 در 100میلی لیتر). در خاک تیمار شده توسط لجن فاضلاب جمعیت کلیفرمها به شدت کاهش یافته و به حدود یک چهارم خود رسیده اند. از آنجائی که کلیفرمها عمر کوتاهی دارند و بعنوان باکتریهای فرصت طلب در خاک شهرت دارند،پس از کاهش مواد مغذی مورد استفاده و همچنین رقابت سایر میکروارگانیسم ها با آنها ، جمعیت آنها در همه تیمارها در هفته سوم و هشتم نیز سیر نزولی داشته است.
نتایج تجزیه واریانس نشان می دهد که زمان نگهداری مخلوط کود و خاک ، اثر معنی داری در سطح یک درصد بر جمعیت کلیفرمها داشته است. همچنین مقایسه میانگین جعمیت کلیفرمها نشان می دهد که جمعیت کلیفرمها در اولین و دومین زمان نمونه برداری و همچنین در پنجمین و ششمین زمان نمونه برداری ، اختلاف معنی داری ندارد و تیمار کود حیوانی بیشترین اختلاف معنی دار در سطح 5 درصد با شاهد را داشته است اگر چه پیش از حصول نتایج ، به نظر می رسید که تیمار لجن فاضلاب می بایستی بیشترین جمعیت کلیفرمها را داشته باشد. علت این امر را می توان کاهش جمعیت کلیفرمها در طی مراحل تصفیه و همچنین قرار گرفتن در معرض نور خورشید در استخرهای ته نشینی فاضلاب عنوان کرد.
اربابی (1373) که بر روی سیستمهای تصفیه فاضلاب شهر اصفهان و بعضی از پارامترهای بیولوژیکی ، شیمیائی و فیزیکی پسآب مطالعاتی انجام داده است ، گزارش کرد که میانگین جمعیت کل کلیفرمها در فاضلاب ورودی به تصفیه خانه جنوب در شش ماه نمونه برداری108 ×3/4 در 100 میلی لیتر و در پسآب خروجی از تصفیه خانه 105×6/8 در 100 میلی لیتر است. این مقادیر در تصفیه خانه شمال به ترتیب برابر 109 ×8/3 در 100 میلی لیتر است و با توجه به اینکه پسآب خروجی این تصفیه خانه جهت آبیاری کشاورزی استفاده می شود و از طرفی چون استاندارد سازمان جهانی بهداشت (WHO) در مورد تعداد کلیفرمها برای آبیاری ، 1000 کلیفرم در 100 میلی لیتر است ، بنابراین چنین پسآبی نمی تواند در آبیاری کشاورزی استفاده شود و لازم است جهت برآورد استاندارد سازمان بهداشت جهانی اقدامات تصفیه اضافی مثل کلر زنی یا استفاده از لاگونهای هوازی در نظر گرفته شود(1).نتایج نشان می دهند که کودهای لجن فاضلاب ، حیوانی و کمپوست زباله به ترتیب دارای بیشترین پتانسیل میکروبی در خاک هستند و از این نظر باید در مورد چگونگی و محل مصرف آنها دقت لازم به عمل آید. از طرف دیگر به نظر می رسد احتمال حضور این باکتریها در تیمارهای فوق و در روزهای اولیه افزودن آنها به خاک بسیار بیشتر است بنابراین وجود فاصله زمانی بین افزودن آنها به خاک و استفاده از محصولات ، لازم به نظر می رسد.
نتایج حاصل از تکنیک اسلاید پنهان در پنج مرحله اسلاید گذاری با فواصل ده روزه در تیمارهای مختلف نشان می دهد که تیمار لجن فاضلاب دارای تنوع بیشتری از موجودات نسبت به سایر تیمارها می باشد. نسبت C/N کم این کود باعث شده که باکتریها به تعداد بسیار زیاد و در آرایشهای مختلف ، در تمام اسلایدهایی این تیمار مشاهد شوند. در این تیمار همچنین بعضی از باکتریهای موجود در لجن فاضلاب مثل زوگله آ ، 1701 غلافدار و میکرو تریکس دیده شدند که مؤید آلودگی خاک به این نوع میکروارگانیسم ها می باشد.دیاتومها و بعضی از جلبکهای مشاهده شده ، در اسلاید های این تیمار، در هیچ یک از تیمارهای دیگر مشاهده نشد و این نشان دهنده جمعیت بالای جلبکهای رشد کرده در استخرهای لجن فاضلاب می باشد. در تیمار کود حیوانی ، باکتریهای ویبریو و میکرو کوکوس دارای بیشترین تعداد بوده و نشان دهنده آلودگی احتمالی این کود به میکرو ارگانیسم های فوق می باشند. به علت وجود بافتهای گیاهی در این کود ، جمعیت قارچها و آکتینومایست ها به مرور در خاک افزایش یافته است. در تیمار کود کمپوست زباله، باکتریها عمدتا دارای آرایش خوشه ای یا استا فیلو کوکوس و استر پتوکک هستند که از نظر آلودگی محیطی مد نظر می باشند. همچنین جمعیت نماتدها در این تیمار ، نسبت به تیمارهای دیگر افزایش بیشتری را نشان داده و جمعیت قارچها نیز در آخرین مراحل ،افزایش بیشتری را نشان می دهند. باسیلوسهای اسپوردار و بدون اسپور و تجمع قارچها و آکتینو مایستها در کلیه مراحل اسلاید گذاری در تیمار کود گیاهی، حاکی از انجام پروسه تجزیه مواد سلولزی و سخت تجزیه شونده با C/N بالا می باشند جان کلام این که حفظ بار وری خاکها و در عین حال آلوده نکردن آنها یک امر ضروری جهت تولید دراز مدت در کشاورزی پایدار می باشد.از این رو استفاده صحیح از مواد زائد شهری و کشاورزی به عنوان کودهای آلی ،علاوه بر بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ،بر خصوصیات بیولوژیکی خاک نیز اثرات بسیار مفیدی خواهد گذاشت.

 

 نیتریت ها موادی هستند که از کود اوره تولید و مستقیما وارد آب شده و زندگی انسانی را تهدید می نمایند. اوره به نیترات تجزیه می گردد و نیترات نیر سپس به نیتریت تبدیل و از طریق مصرف غذایی انسانی وارد بدن وی می گردد. اگر مقدار نیتریت در آب شرب بیش از 1000 پی پی ام باشد، در زندگی انسان مشکلاتی از قبیل نابینایی اطفال، سرطان کبد، سرطان رحم و ریه، بیماری مغز استخوان و سیروز کبدی را به وجود می آورد. تصور نشود، تنها سموم هستند که محیط زیست را آلوده می کنند، بلکه تمام موادشیمیایی کشاورزی ممکن است، آب های آشامیدنی را در شهر و روستا آلوده سازند و به ویژه افراد فقیر جامعه را که پروتیین کم تری وارد بدنشان می شود، با انواع مشکلات روبرو گردند. 

سازگان غذایی خاک

      بهم زدن خاک وآب را با پیشکاول، پیش از نشاء کاری باتلاقی کردن گویند. باتلاقی کردن خاک در وضعیت عناصر غذایی خاک تأثیر زیادی برجای می گذارد. دست رسی بعضی از عناصر غذایی در اثر این عمل افزایش می یابد و بعضی از عناصر در ذرات خاک تثبیت می گردند و یا از طریق محلول خاک از دست می روند. تغییر در دست رسی مواد غذایی به دلیل فرآیند های اکسیداسیون – احیاء زیست شناختی خاک است که از اکسیژن خاک باتلاقی پدید می آید.

عناصر غذایی پرمصرف

 

     عمل نیتروژن در خاک باتلاقی به طور محسوسی از عمل آن در خاک های با زهکشی خوب که از اکسیژن هوا استفاده می کند، متفاوت است. یون های آمونیوم (NH₄⁺ ) در سطح منطقه اکسیده شده وجود دارد. این یون با کود دهی وارد خاک می شود و به وسیله باکتری ها  به نیتریت و نیترات، اکسید می گردد. این رادیکال های نیترات دارای بار منفی هستند. بنابراین، آن ها نمی توانند کلوئید های کمپلکس خاک را به وجود آورند و در اثر خاک شویی از بین می روند. رادیکال های نیترات به دلیل تحرّک بسیار بالایشان، به منطقه احیاء شده پایین تراوش می کند، پس از احیاء شدن به نیتریت، به وسیله باکتری های تجزیه کننده نیتراتی به اکسید نیترو و عنصر N تجزیه شده و به اتمسفر فرستاده می شود و ازاین طریق از دست رس گیاه خارج می گردد.

     غرقابی کردن مداوم خاک منجر به افزایش فسفات های نامحلول و قابل استخراج خاک می گردد. معمولا  به صورت فسفات فریک تا فرّو محلول و هیدرولیز ترکیبات P انتشار می یابد. علاوه بر استفاده از همه منابع فسفری مورد بهره برداری در محصولات دیم، برنج باتلاقی دارای قابلیت استفاده از فسفات های فریک است که برای محصولات دیم ارزش اندکی دارند. با باتلاقی کردن خاک پتاسیم کم تر از نیتروژن و فسفر تحت تأثیر قرار می گیرد. در نتیجه عمل زیر آب رفتن، شرایط احیائی باعث می شود، جزء بیش تری از یون پتاسیم از حالت کمپلکس به محلول خاک انتقال یابد. مقدار زیادی از یون های فرّو، منگنز دو ظرفیتی و آمونیوم در نتیجه جابجایی یون های پتاسیم از کمپلکس در محلول خاک به وجود آید.

 عناصر کم مصرف

 

در ضمن عمل باتلاقی کردن خاک، بعضی از عناصر غذایی مانند: کلسیم، منیزیم تنها به مقدار محدودی به تغییر می کنند. ترکیبا فرّیک و منگنیک در شرایط بی هوازی احیاء می شوند و در زیر آب بیش تر در دسترس گیاه برنج قرار می گیرند. غلظت مولیبدن محلول در آب در نتیجه احیاء اکسید های فرّیک در خاک باتلاقی افزایش می یابد. این عمل برای ایجاد لایه ای از جلبک تثبیت کننده N می تواند سودمتد باشد. باکتری های بی هوازی در خاک احیائی و باکتری های هوازی در ریشه فعّال هستند. شرایط باتلاقی نیز غلظت عناصر روی و مس قابل حل در آب را کاهش داده و موجب کمبود این ریز مغذی ها در گیاه برنج می گردد.

مدیریت کود های پر مصرف

 در تولید برنج، کود نیتروژنی مهم ترین و ضروری ترین نقش را برعهده دارد.

 بازدهی مصرف کود نیتروژنی

    

     بازدهی استفاده از هرگونه کودی به معنی مقدار افزایش محصول برداشت شده بر واحد کود به کار رفته است. اگر گیاه برنج به 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار نیاز داشته باشد و برنج کار 120 کیلوگرم بر هکتار در مزرعه به پاشد، و گیاه 100 کیلوگرم را به تواند جذب کند، بازدهی تولید بسیار عالی خواهد بود. این به ندرت پیش می آید. درصورتی که برنج کار 100 کیلوگرم برهکتار از این کود را به کار ببرد و گیاه 30 کیلوگرم را جذب کند، بازدهی کم خواهد شد. برنج در مزرعه آبیاری بارانی غیر بازده ترین مصرف نیتروژن را دارد، به طوری که، بازدهی مصرف نیتروژن در شرایط چنین مزرعه ای بیش تر از 30 – 20 درصد نخواهد بود. یعنی، یاگر برنج کار چهار کیسه کود اوره را در مزرعه بپاشد، تنها یک کیسه توسط گیاه جذب می گردد و سه کیسه دیگر ازدست خواهد رفت.

 

راه های اتلاف کودهای نیتروژنی

 

     بخش بزرگی از کودهای نیتروژنی، ممکن است از راه تبخیر، آبشویی، تجزیه و تثبیت در خاک ازدست رود. شدت یا درجه این اتلاف به عوامل متعددی مانند خاک، آب و هوا و شرایط زراعت بستگی دارد.

 

اتلاف ار راه تبخر

           آمونیاک که برای برنج کاری مورد استفاده قرار می گیرد، اگر در محوطه باز قرار گیرد، ممکن است تبخیر شود. این نوع اتلاف با افزایش pH آب جاری، زیاد خواهد شد. جلبک های آب در تنظیم pH آب جاری نقش مهمی برعهده دارند. درطول روز، جلبک ها فتوسنتز کرده و میزان دی اکسید کربن آب را کم می کند. درنتیجه، pH آن ممکن است افزایش یابد. افزایش pH تبخیر شدن آمونیاک را فعّال تر می سازد. می توان تخمین زد، 5 تا 6 درصد نیتروژن به کار رفته از راه چنین فرآیندی تلف شود. در درجه حرارت بالا و تابش خورشیدی زیاد، اتلاف از راه تبخر در هوا بیش تر رخ می دهد. برای به حداقل رساندن این اتلاف، بایستی کود آمونیاک را در داخل خاک یا در لایه های احیائی آن به عمق 10 سانتی متر تزریق کرد. به کار بردن کود های پوشش دار مانند اوره پوشش داده شده با گوگرد و گچ نیز مانع

اتلاف کود نیتروژنی از راه تخلیه آب مزرعه

      در یک دوره زراعی 1000 تا 2000 میلی متر آب ممکن است از راه زهکش از مزرعه تخلیه شود. نیتروژن حل شده در آب نیز همراه آن از مزرعه خارج می گردد. هنگامی که کود نیتروژنی به عنوان کود سرک پاشیده شود، نیتروژن از راه آبشویی نیز ممکن است از دسترس گیاه خارج گردد. نزدیک به 15 درصد نیتروژن به کار رفته، ممکن است از راه آبشویی خارج شود. برای جلوگیری از اتلاف آبشویی، برنج بایستی در خاک های با بافت خوب کشت شود. خلل و و فرج خاک دیکس خورده کاهش می یابد. مترجم: درعمل شخم زنی با گاوآهن کلوخه های درشت ایجاد می شود. این کلوخه با دیکس پشت تراکتوری خرد می گردد. در زبان فارسی به هردو عمل شخم گفته می شود. اما در گیلکی به اولی شخم و به دومی دیکس یا دیکس خورده می گویند. مانند این را می ماند که در دامداری به بچه تازه به دنیا آمده گاو می گویند، مانده ( گیلکی ) و کمی که بزرگ شد می گویند گوساله و بازهم بزرگ تر شد، مثلا یک ساله شد، اگر نر باشد می گویند، گودرو اگر ماده باشد می گویند، لیشه  و وقتی خیلی بزرگ شد و به بلوغ جنسی برای تکثیر رسید نر را می گویند، ورزا و ماده را میگویند گاو. اما در فارسی بدبختانه این جوری نیست و در همه این مراحل رشد و نموّ این حیوان می گویند گاو. کندوکاو خاک در مراحل مختلف نیزنام هایی دارد که با هم متفاوت است و آن ها را بایستی در زبان های محلی جستجو کرد. در زبان فارسی تا زمین را بکنی می گویند، زمین را شخم زدی، و مشخص نیست چه هدفی داشته ای و یا حتی چه عملی انجام داده ای. همیشه کود به شکل آمونیاکی را در عمق خاک به کار می برند. از آبگیری زیاد خاک مزارع برنج، خود داری می شود. مترجم: وقتی که کود با خاک مزرعه باتلاقی به خوبی مخلوط شود، قابلیت آبشویی خود را از دست خواهد داد. من عادت داشتم، کود اوره را پیش از وجین در مزرعه شخصی خودم بپاشم. متوجه بودم، پس از عمل وجین حتی نیم متر کود در مزرعه جابجا نمی شود. کود در اثر وجین در خاک دفن می شود.  

 تثبیت کردن کود نیتروژنی در خاک

 

     تثبیت نیتروژن درخاک به وسیله جمعیت های میکروبی انجام می شود. این موجودات ریز نیتروژن را به مصرف رسانده و آن را در بدن خود به شکل مواد آلی ذخیره می کنند. این عمل، مقدار نیتروژن در دسترس گیاه برنج را کاهش می دهد. کود در مزارع خشک بیش از باتلاقی تثبیت می شود. نتایج تحقیقات نشان می دهد، 20 درصد نیتروژن ممکن است در خاک حبس شود. در کنار میکروب ها، ذرات رسی نیز یون های آمونیاکی می توانند جذب کرده و آن ها را بین صفحات سیلیکاتی شان درگیر سازند. در صورتی که از کود سبز یا کود آلی حیوانی استفاده می شود، یک هفته قبل از کشت بایستی به خاک اضافه گردد. این عمل باعث تجزیه کامل آن ها می شود و مواد غذایی به سهولت در دسترس گیاه برنج قرار می گیرد.

نیتروژن زدایی خاک

      هرجسمی که وارد مزرعه برنج کاری شود، خروج گازهای هوا مانندی به شکل حباب را از سطح خاک باتلاقی آزاد می کند. 10 تا 95 درصد حجم گازهای آزاد شده از مزرعه به صورت نیتروژن است. نیترات های موجود درخاک به وسیله باکتری های معروف به نیتروژن زا، در خاک زیر آب به گاز آزاد N تبدیل می شوند. ازدست رفتن نیتروژن از طریق نیتروژن زدایی خاک، در خاک های فاقد زهکش مناسب، 68 درصد تخمین زده می شود. البته، حرارت و مواد آلی خاک عمل باکتری های نیتروژن زا را تشدید می نمایند. گاهی اوقات، حدود 30 تا 40 درصد نیتروژن پاشیده شده در سطح مزرعه در مدت زمان یک هفته پس از نشاء کاری، ممکن است به هوا آزاد گردند. حتی اگر کودهای آمونیاکی پاشیده شوند، در مجاورت اکسیژن قرار گرفته و به شکل نیترات در می آیند. این نیترات ها به طرف پایین باتلاق حرکت کرده و پس از رسیدن به خاک احیائی ، نیتروژن آزاد شده و به صورت گاز به فضا انتقال می یابند. برای کاهش نیتروژن زدایی، کودهای اوره یا آمونیاک بایستی در منطقه ریشه و درمحلی که فاقد اکسیژن است، قرارداده شود. اوره پوشش داده شده با مواد مشابه کودها یا اوره آز مسدود کننده اوره نیز به آهستگی حل شده و فعالیت نیتروژن زدایی را کاهش می دهد. اوره دانه درشت را مستقیما می توان درداخل خاک فروبرد. این دانه های اوره، در یک محل جمع می شوند و فعالیت اوره آز مسدود کننده، مقدار آنزیم تولید شده به وسیله باکتری نیتروژن زا را کاهش می دهند. همراه با رخ دادهای بالا، اتلاف تبخیری به طور چشمگیری نیز کاهش می یابد.

 راه های ارتقاء اثر کودهای نیتروژنی زیاد

  1 – ارقامی را کشت کنید که به کود پاسخ مثبت می دهند. یعنی با افزایش کود رشد و نموّ آن بیش تر شود و محصول بیش تری دهد.

2 – کودها رشد علف های هرز را زیاد می کنند. بنابراین، برای حداکثر تأثیر کود بایستی با علف هرز مبارزه کرد.

3 – به مزارع باتلاقی دایمی کود نیتروژنی زیادی بدهید.

4 – اگر مزرعه به طور متناوب و با فاصله زمانی باتلاقی گردد، نیتروژن به طور کامل نمی تواند مورد استفاده گیاه برنج قرار گیرد.

5 – از کودهای نیتروژنی پوشش دار مختلف زیر استفاده کنید. مترجم:ممکن است، چنین کودهایی در ایران یافت نشوند:

الف – با لایه پوششی اورهآز

     اوره بالایه پوششی Neem

     اوره با لایه پوششی Mahua

     اوره با لایه پوششی نیجر

     اوره با لایه پوششی هندی

ب – پوشش مصنوعی

     اوره با پوشش پلاستیکی یا پلی مری

     اوره با پوشش لاک

     اوره با پوشش موم

     اوره با پوشش لاستیک

ج – پوشش شیمیایی

     اوره با پوشش گوگردی

     اوره با پوشش فسفات معدنی

     اوره با پوشش گچ

د – بازدارنده های اوره آز

     استات فنیل مرکوریک

     هیدروکینون

     بنزوکینون

     فسفو فنیل دی آمیدات

ه – بازدارنده های آزاد سازی نیتروژن

     N – serve

     AM

     ST

     Thiurea

     Potassium azide

     Powder of citrullus

     Colosynthis

 تقش نیتروژن در افزایش تولید برنج

 

1 – تولید 5/6 تن محصول برنج برهکتار، حدود 95 کیلوگرم نیتروژن، 25 کیلوگرم P₂O₅  و 140 کیلوگرم K₂O را از خاک خارج می کند و لازم است در فصل زراعی بعدی این مقدار مواد به خاک برگشت داده شود.

2 – در تشکیل کلروفیل و ایجاد رنگ سبز تیره به گیاه کمک می کند.

3 – تعداد پنجه ها، ارتفاع گیاه و تعداد دانه های خوشه که از اجزاء سازنده میزان محصول هستند را افزایش می دهد.

4 – افزایش سطح برگ و اندازه دانه.

5 – کمک به تجزیه و فساد مواد آلی خاک با تحریک رشد میکربی

 میزان مصرف کود های نیتروژنی

 

     عوامل متعددی مانند خاک، اوضاع جوّی و نوع رقم برنج در میزان مصرف کودهای نیتروژنی تأثیر دارد. در اغلب نواحی کشت برنج مقدار نیتروژن لازم نباید از 100 کیلوگرم (معادل 154 کیلوگرم اوره ) بر هکتار کم تر باشد. اگر تمام کود اوره پاشیده شده به مصرف گیاه برسد و تلف نشده باشد، این مقدار کافی است. اما عملا چنین چیزی امکان ندارد، بنا به شناخت برنج کار از میزان اتلاف و توانایی پیشگیری از آن بایستی بر مقدار فوق افزوده شود. این حداقل نیتروژن لازم برای برداشت 5/6 تن محصول برهکتار است. اما به دلیل کاهش و یا افزایش کود پذیری گیاه برنج در مقابل افزایش تابش خورشید و کاهش درجه حرارت هوا، مقدار نیتروژن لازم گیاه 100 تا 150 کیلوگرم برهکتار می رسد. درجه مرغوبیت خاک نیز شاخص مهمی در تعیین میزان کود نیتروژنی است.

 

شاخص دسترسی کود نیتروژنی خاک

 

     هرچه خاک از نظر نیتروژن فقیر تر باشد، مقدار نیتروژن افزوده شده بیش تر خواهد بود. ارقام برنج دیررس، به نیتروژن کم تری نیاز دارد. زیر آن ها وقت کافی برای دریافت نیتروژن تثبیت شده خاک را دارند. اما ارقام برنج زودرس که دوره رشد و نموّ آن ها کوتاه است، به مقادیر زیادتر نیتروژن پاسخ مثبت می دهند. اثر نیتروژن در مراحل اویله کم و در مراحل آخر زیاد است. برنج کاران، خاک مزرعه خود را خوب می شناسند. اما تعاونی های توزیع کود مطابق گزارش آزمایشگاه ها سهمیه کود را تعیین می کنند. مجهز ترین آزمایشگاه های خاک فقط می توانند به کشاورزان کمک کنند، اما قادر نیستند، خاک اورا شناسایی نمایند. برنج کار خودش بایستی میزان کود نیتروژنی را تعیین کند. بعضی از خاک ها به کود نیتروژنی نیاز ندارند و بعضی دیگر به مقدار خیلی زیادی احتیاج دارند.

 زمان کود پاشی نیتروژنی خاک

 

     به طور کلی، در خاک های معمولی، نیتروژن در 3 مرحله با مقادیر برابر پاشیده می شود. یعنی، یک سوم در مرحله اول ( در زمان دیکس زنی )، یک سوم در مرحله پنجه زنی فعال و یک سوم باقی مانده در مرحله تشکیل گل، پاشیده می شود. مرحله اول کودزنی را مرحله اصلی و مرحله آخری را سرک می گویند. مراحل بالا عومی است و کشاورزان، دو مرحله ای عمل می کنند و دو سوم را در مرحله اصلی و یک سوم باقیمانده را در مرحله پنجه زنی می پاشند و کود سرک را حذف می نمایند. تا کنون در ایران تحقیقی در باره کود سرک انجام نشده است. مدیریت وبلاگ در مزرعه شخصی خود در مراحل اول و دوم از کود اوره استفاده کرد و از انجام مرحله سوم ترسید. کود سرک مرحله خطر ناک کود دهی به ویژه با کود اوره است. زیرا کود اوره به سرعت جذب می شود. اگر برنج کاران تجربه مرحله سوم را ندارند، در مورد ارقام محلی نباید اجراء کنند، و در مورد ارقام خزر و سپیدرود حتما از کود سرک به مقدارخیلی کم تراز یک سوم بر اساس تجربه خودشان و پیش از تشکیل شدن گل می توانند بپاشند.

     1 – کودپاشی نیتروژنی خاک پیش از نشاء کاری در استقرار نشاء و بهبود نیتروژن گیاه برای آغاز فوری پنجه زنی کمک می کند.

     2 – به کار بردن کود نیتروژنی در مرحله پنجه زنی، فعالیت این مرحله را تسریع کرده و تولید تعداد پنجه را به حداکثر می رساند.

     3 – کود سرک در مرحله تشکیل گل افزایش طول خوشه و تعداد خوشه چه در خوشه را موجب می گردد.

 روش پاشیدن کودهای نیتروژنی

 

     پاشیدن سطحی کودهای نیتروژنی در خاک های باتلاقی، مقدار بسیار اندکی از این کودها را در دسترس گیاه قرار می دهد. کودپاشی سطحی خاک باعث تسریع عمل نیتریفیکاسیون شده و در نتیجه از طریق جریان آب تلف می گردد. هنگام کودپاشی سرک از یک روز پیش بایستی آب مزرعه را خالی کرد و کود را به حالت اشباع پاشید. پس از 48 ساعت کود اوره هیدرولیز شده و کربنات آمونیوم تشکیل می گردد. دو روز پس از کودپاشی اوره، مجددا مزرعه را آبیاری کنید، به این طریق یون آمونیوم در میسل های خاک تثبیت می گردد.

      دفن کردن اوره در منطقه سطح خاک زیرآب به علت فقدان اکسیژن در این لایه است. در لایه احیائی هیچ گونه عمل نیتریفیکاسیونی وقوع نمی یابد و نیتروژن آمونیومی به مدت زمان طولانی در دسترس ریشه گیاه برنج باقی می ماند.

     اگر عمق آب مزرعه را در 2 سانتی متری لایه خاک نگهدارید، پس از نشاء کاری، کود نیتروژنی را مستقیما می توان در آب پاشید. دفن کردن کود آمونیوم به وسیله وجین کن دورانی کارآیی مصرف کود نیتروژنی را بهبود می بخشد، به ویژه برای مرحله اول کود سرک پاشی مناسب است. در جا هایی که لم کردن آب زیاد است و امکان تخلیه آن وجود ندارد، بهتر است اوره را پیش از وجین پاشید و در حین عمل وجین در خاک دفن خواهد شد. دفن کردن اوره بین هرچهار بهترین نتیجه را دارد، اما کاری خیلی پر زحمتی است.