بررسی کارایی روش گیاه‌پالایی در حذف فسفات از زه‌آب اراضی شالیزاری استان گیلان (مطالعه موردی: گیاهان وتیور، تیفا و نی)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیات علمی گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان

2 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان

چکیده

فسفر مهم‌ترین ماده مغذی موثر در پدیده خوراک‌وری منابع آب سطحی است. فرسایش ذرات خاک، از عوامل هدررفت فسفر از اراضی کشاورزی و تخلیه آن به زهکش‌های کشاورزی محسوب می‌شود. گیاه پالایی از سال 1980 به عنوان یک راهکار اجرایی و ارزان برای حذف آلاینده‌ها به کار گرفته می‌شود. در گیاه‌پالایی انتخاب گیاهی که علاوه‌بر توانایی بالای جذب آلاینده‌ها، امکان رشد در شرایط آلوده و تعرق بالا داشته‌ باشد، اهمیت بسیاری دارد. تا کنون طیف وسیعی از گیاهان و درخت‌ها به منظور سنجش قابلیت کاربرد در فرآیند گیاه‌پالایی در سراسر دنیا مورد بررسی قرار گرفته‌اند. در پژوهش حاضر توانایی جذب فسفات توسط سه گیاه نی، تیفا و وتیور به منظور ارزیابی توانایی گیاه‌پالایی آن‌ها در کاهش فسفات زه‌آب اراضی شالیزاری استان گیلان، آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا 18 مخزن خاک آماده و پس از کشت گیاهان، آب حاوی کود سوپر فسفات تریپل با غلظت 8 میلی‌گرم بر لیتر فسفات و نیترات پتاسیم در دو سطح 10 و 20 میلی‌گرم بر لیتر نیترات در طول مدت آزمایش جهت شبیه‌سازی کیفی زه‌آب منطقه استفاده شد. مخازن با خاک با بافت سیلتی لوم پر و دو هفته بعد از کشت گیاهان و پس از اطمینان از استقرار گیاهان، محلول کود با ارتفاع 10 سانتی‌متر روی سطح خاک در تمام طول مدت آزمایش به مخازن اعمال شدند. در طول آزمایش، توانایی کاهش فسفات توسط گیاهان در عمق‌های 35 و 70 سانتی‌متر با اندازه‌گیری مقادیر ارتوفسفات عصاره خاک بررسی شد. نتایج نشان داد که بیش‌ترین مقدار جذب ارتوفسفات مربوط به گیاه نی در غلظت 10 و در عمق 35 سانتی‌متر به میزان 8/99 درصد و کم‌ترین مقدار آن در عمق 35 سانتی‌متر و غلظت 20 میلی‌گرم بر لیتر، به میزان 2/99 درصد توسط گیاه وتیور روی داد. میزان کاهش ارتوفسفات خاک توسط گیاه تیفا نیز در غلظت 10 و در عمق 70 سانتی‌متری خاک 9/99 درصد بود. نتایج نشان از تاثیر میزان حذف ارتوفسفات از غلظت نیترات زه‌آب داشت بنابراین در طراحی سیستم گیاه‌پالایی می‌بایست غلظت نیترات زه‌آب مد نظر قرار گیرد. گیاه نی به‌دلیل دارا بودن میانگین ارتوفسفات 019/0 میلی‌گرم بر لیتر و نیز خطای استاندارد 001/0، عملکرد بهتری نسبت به دو تیمار گیاهی دیگر در جذب ارتوفسفات از خود نشان داد. بعد از گیاه نی، گیاهان تیفا و وتیور به‌ترتیب با مقادیر میانگین ارتوفسفات 035/0 و 138/0 میلی‌گرم بر لیتر توانستند در جذب ارتوفسفات عمل نمایند. علاوه بر این نتایج نشان داد که افزایش عمق در گیاهان وتیور و نی منجر به کاهش حذف ارتوفسفات می‌شود.با توجه به نتایج این پژوهش، گیاه نی به عنوان مناسب‌ترین گیاه برای حذف فسفات بخش کشاورزی به خصوص در سیستم گیاه‌پالایی زهکش سطحی در استان گیلان پیشنهاد می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluate the effectiveness of the phytoremediation method of removing phosphorus from agricultural drainage water (Case Study: Vetiver, Typha and Reed)

نویسنده [English]

  • Katayoun Kouchaki Pastaki 2
چکیده [English]

Phosphorus is the most effective nutrient in feed efficiency phenomenon in surface water resources. Soil erosion is the loss of phosphorus from agricultural land and discharge into the agricultural drains. Phytoremediation of 1980 as a practical and affordable solution used to remove pollutants. Phytoremediation selecting plants that absorb pollutants in addition to ability, to grow in polluted and have high transpiration is very important. There is a wide range of plants and trees in order to measure the efficiency of the process Phytoremediation around the world have been studied. This study aimed to evaluate the phytoremediation strategy to reduce phosphorus in agricultural drainage water, phosphorus uptake capacity by three plant Vetiveria zizanioides, Typha latifolia and Phragmites australis in a factorial in randomized complete design with three replications was studied in Guilan province. For this purpose, 18 boxes with soil was ready and after cultivation of plants, water containing superphosphate triple at a concentration of 8 mg/liter and potassium nitrate at two levels 10 and 20 mg/liter was used to simulate the drainage water quality. During the experiment, the ability to reduce phosphorus by plants at depth of 35 and 70 cm, extracts was determined by measuring orthophosphate. During the experiment, the ability to reduce phosphorus by plants at 35 and 70 cm was determined by measuring orthophosphate of soil extracts. The results showed that the maximum absorption of the orthophosphate was in reed at concentration 10 mg/liter and 35 cm with 99.8 percent and the least in depth of 35 cm and a concentration of 20 mg/liter of the Vetiver plant with 99.2 percent was occurred. Also reduction in soil's orthophosphate by Typha at concentration of 10 mg/liter and 70 cm was 99.9 percent. The results showed the effect of nitrate concentration on orthophosphate removal of effluent therefore nitrate concentration must be considered in design of phytoremediation system. Because Phragmites australis has lowers standard error (0.001) and mean orthophosphate (0.019 mg/l), was better than the two other plants in the uptake of orthophosphate. After Phragmites australis, Typha latifolia and Vetiveria zizanioides with mean values of orthophosphate 0.035 and 0.138 mg/l, respectively could absorb orthophosphate. Furthermore results showed the increasing in depth of soil in Vetiver and Phragmites australis plants leads to decrease in orthophosphate removal. According to the results, Phragmites australis is proposed to remove orthophosphate from agricultural waste water, especially in Phytoremediation of surface drainage system in Guilan province.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Green Remediation
  • Phosphorus and Urea Fertilizer
  • Pollution of Water Resources
  • Surface Drainage