تأثیر کمپوست پسماند شهری و لجن فاضلاب بر عملکرد و غلظت سرب، نیکل و کادمیم در خاک و گیاه دارویی سیاهدانه (Nigella sativa L.)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

• فاطمه اکبرنژاد ¹
• علیرضا آستارایی ¹
• امیر فتوت ¹
• مهدی نصیری محلاتی ²

¹ گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

² گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

10.22067/jag.v2i4.8798

چکیده

به منظور بررسی اثر کمپوست پسماند شهری و لجن فاضلاب بر غلظت فلزات سنگین در خاک و گیاه دارویی سیاهدانه (Nigella sativa L.)، آزمایشی با دو نوع کود آلی کمپوست پسماند شهری و لجن فاضلاب هر کدام در سه سطح ( صفر، 15 و30 تن در هکتار) بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. نتایج نشان داد که اثر کمپوست پسماند شهری و لجن فاضلاب و اثر متقابل آنها تأثیر معنی داری بر وزن خشک گیاه در گلدان داشت. با افزایش مقادیر لجن فاضلاب، وزن خشک گیاه در گلدان افزایش یافت، اما کاربرد کمپوست پسماند شهری به مقدار 15 تن در هکتار، وزن خشک گیاه در گلدان را افزایش داد و کاربرد مقادیر بالای کمپوست (30 تن در هکتار) موجب کاهش وزن خشک گیاه در گلدان شد. تأثیر لجن فاضلاب و کمپوست بر غلظت عناصر سنگین (نیکل و سرب) در گیاه به جزء کادمیم معنی دار شد. کاربرد کمپوست پسماند شهری و لجن فاضلاب سبب افزایش سرب و نیکل قابل دسترس در خاک شد، اما بر فراهمی کادمیم خاک تأثیر معنی داری نداشت. نتایج نشان داد غلظت نیکل بیش از حد مجازاین عنصردر گیاه شد. بنابراین در استفاده از پسماندهای آلی برای گیاه دارویی سیاهدانه باید دقت لازم را به عمل آورد.

کلیدواژه‌ها

• پسماندهای آلی
• عناصر سنگین
• وزن خشک گیاه

---

عنوان مقاله [English]

Effect of municipal solid waste compost and sewage sludge on yield and heavy metal accumulation in soil and black cumin (Nigella sativa L.)

نویسندگان [English]

• Fatemeh Akbarnejad ¹
• Alireza Astaraei ¹
• Amir Fotovat ¹
• Mehdi Nassiri Mahallati ²

¹ Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran

² Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

چکیده [English]

In order to investigate the effect of municipal solid waste (MSw) compost and sewage sludge (SS) on yield and concentration of heavy metals in soil and black cumin (Nigella sativa L.) an experiment with MSW compost at 0, 15, 30 t.ha-1 (C0, C15 and C30) and sewage sludge at 0, 15, 30 t.ha-1 (S0, S15 and S30) in a factorial experiment based on completely randomized design with three replications was conducted in greenhouse of Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran. Results showed that MSW compost and SS had significant effects on plant dry matter. Increasing the amounts of SS increased dry matter of plant. But increasing MSW compost from 15 to 30 t.ha-1 was decreased in dry matter. The Effect of MSW compost and SS on concentration of heavy metals (Ni and Pb) in plant except Cd was significant. Addition of MSW compost and sewage sludge increased availability of Pb, Ni and Cd in soil. But effect of MSW compost and sewage sludge on Cd availability was not significant. Results showed that the amounts of Ni exceed the standard limits in dry matter. Therefore in use of organic wastes for medicinal plants we should be careful..

کلیدواژه‌ها [English]

• Dry matter
• Heavy metals
• Organic wastes

مراجع

1- Alloway, B.J. 1990. Heavy Metals in Soils. John Wiley and Sons Inc., New York, P.339.

2- Amir, S., Hafidi, M., Merlina, G., and Revel, J.C. 2005. Sequential extraction of heavy metals during composting of sewage sludge. Chemosphere 59: 801-810.

3- Baldwin, K.R., and Shelton, J.E. 1999. Availability of heavy metal in compost- amended soil. Bioresource Technology 69: 1-14.

4- Carlton- Smith, C.H. 1987. Effect of metals in sludge-treated soils on crops. Environment Technical Report. TR 251. Water Research Center. Medmenham.

5- Chu, L.M., and Wong, M.H. 1987. Heavy metal contents of vegetable crops treated with refuse compost and sewage sludge. Plant and Soil 103: 191-197.

6- Gigliotti, G, Businelli, D., and Giusquiani, P.L. 1996. Trace metals uptake and distribution in corn plants grown on a 6-year urban waste compost amended soil. Agriculture, Ecosystems and Environment 58: 199-206.

7- Hyun, H., Chang, A.C., Parker, D.R., and Page, A.L. 1998. Cadmium solubility and phytoavailability in sludge treated soils: effect of soil organic carbon. Journal of Environmental Quality 27: 329-334.

8- Karami, M., Rezaei Nejad, Y., Afyuni, M., and Shariatmadari, H. 2007. Cumulative and residual effects of sewage sludge on Lead and Cadmium concentration in soil and wheat. Science and Technology of Agriculture and Natural Resources. Isfahan University of Technology 11:79-95. (In Persian with English Summary)

9- Lindsay, W.L., and Norvell, W.A. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganez and copper .Soil Science Society of American Journal 42: 421-428.

10- Madrid, F., Lopez, R., and Cabrera, F. 2007. Metal accumulation in soil after application of municipal solid waste compost under intensive farming conditions. Agriculture, Ecosystems and Environment 119: 249-256.

11- Mkhabela, M., and Warman, P.R. 2005. The influence of municipal solid waste compost on yield, soil phosphorus availability and uptake by two vegetable crops, grown in a Pug wash sandy loam soil in Nova Scotia. Agriculture, Ecosystems and Environment 106: 57-67.

12- Nasiri Mahallati, M., Koocheki, A., Rrezvani Moghadam, P., and Beheshti, A. 2001. Agroecology. Ferdowsi University of Mashhad Publication. P.460. (In Persian)

13- Navas, A., Bermudez, F., and Machin, J. 1998. Influence of sewage sludge application on physical and chemical properties of Gypsisols. Geoderma 87: 123-135.

14- Omid Baigi, R. 2000. Approarches to Production and Processing of Medicinal Plants. Tehran. Tarahan Nashr. P.283. (In Persian)

15- Pais, I., and Benton, J.J. 1997. The Hand book of trace elements. St. Lucies Press. Boca. Raton. Florida. P.240.

16- Rayan, J.R., Estefan, G., and Rashid, A. 2001. Soil and Plant Analysis Laboratory Manual. (2nd edition). ICARDA. Syria. P.172.

17- Ribeiro, H.M., Vasconcelos, E., and Santos, J.Q. 2000. Fertilization of potted geranium with a municipal solid waste compost. Bioresource Technology 73: 247-249.

18- Ross, S.M. 1994. Toxic Metals in Soil and Plants System. John Wiley Sons Inc., England, pp. 469.

19- Simeoni, L.A., Barbarick, K.A., and Sabey, B.R. 1984. Effect of small-scale composting of sewage sludge on heavy metal availability of plants. Journal of Environmental Quality 13: 264-268.

20- Smith, S.R. 2009. A critical review of the bioavailability and impacts of heavy metals in municipal solid waste composts compared to sewage sludge. Environment International 35: 142-156.

21- Soumare, M. F., Tack, M.G., and Verloo, M.G. 2003. Effect of a municipal solid waste compost and mineral fertilization on plant growth in two tropical agricultural soils of Mali. Bioresource Technology 86: 15-20.

22- Valmis, J., Williams, D. E., Corey, J.L., Page, A. L., and Ganje, T.J.1985. Zinc and cadmium uptake by barley in field plots fertilized seven years with urban and suburban sludge. Soil Science 139: 81-87.

23- Wong, J.W.C., Li, K.L., Zhou, L.X., and Selvam, A. 2007. The sorption of Cd and Zn by different soils in the presence of dissolved organicmatter from sludge. Geoderma 137: 310-317.