بررسی اثر کود سوپرفسفات تریپل و شوری آب آبیاری بر تحرک و جذب کادمیم خاک

آب و خاک

مقاله 5، دوره 36، شماره 2 - شماره پیاپی 82، خرداد و تیر 1401، صفحه 225-236   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2022.71557.1071

نویسندگان

امیر مصلحی^* ؛ محمد فیضیان

گروه مهندسی علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان

چکیده

تحرک کادمیم در خاک تحت تاثیر عوامل مختلفی است و جذب آن توسط توتون بیشتر از سایر گیاهان زراعی است. این آزمایش با هدف بررسی برهمکنش سه عامل شوری آب آبیاری (صفر، 20 و 40 میلی‌مولار NaCl)، کود سوپر فسفات تریپل (صفر و 5/1 گرم بر کیلوگرم خاک) و آلودگی کادمیم خاک ( صفر و 12 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک) به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار بر غلظت کادمیم بخش هوایی، غلظت کادمیم دود توتون، درصد استخراج DTPA، غلظت کادمیم خاکستر توتون، فاکتور تحرک کادمیم و درصد توزیع شکل‌های شیمیایی کادمیم خاک، انجام شد. نتایج نشان داد که فاکتور تحرک کادمیم در خاک آلوده شده به کادمیم نسبت به خاک غیر آلوده در شوری صفر، 20 و 40 میلی‌مولار به طور میانگین و به‌ترتیب 6/25، 4/32 و 2/36 درصد افزایش نشان داد. کاربرد کود فسفاته، سبب کاهش معنی‌دار فاکتور تحرک کادمیم در خاک­های غیر آلوده به کادمیم شد. در خاک‌های آلوده به کادمیم، درصد استخراج DTPA با افزایش سطوح شوری آب آبیاری از صفر به 20 و 40 میلی‌مولار به‌ترتیب به مقدار 5/26 و 4/56 درصد افزایش نشان داد. در خاک‌های غیر آلوده به کادمیم، کاربرد کود سوپر فسفات تریپل در شوری‌های صفر، 20 و 40 میلی‌مولار آب آبیاری به‌ترتیب سبب کاهش درصد استخراج DTPA به میزان 2/20، 4/28 و 6/24 درصد نسبت به عدم کاربرد کود شد. با افزایش سطوح آلودگی کادمیم خاک، درصد غلظت کادمیم بخش‌های اکسیدی خاک کاهش و درصد غلظت کادمیم بخش کربناتی، آلی و باقی‌مانده افزایش نشان داد. کاربرد کود فسفاته سبب افزایش غلظت کادمیم باقی مانده خاک شد. با افزایش سطوح آلودگی کادمیم خاک، درصد کادمیم بخش کربناتی و ماده آلی خاک نسبت به خاک غیر آلوده به کادمیم افزایش معنی‌داری نشان داد. نتایج هم چنین نشان داد که کاربرد کود سوپرفسفات تریپل در خاک آلوده به کادمیم و در شوری صفر، 20 و 40 میلی‌مولار به‌ترتیب سبب افزایش غلظت کادمیم خاکستر توتون به مقدار 47/1، 89/15 و 80/29 درصد و غلظت کادمیم دود توتون به میزان 2/23، 3/23 و 18 درصد گردید. عامل شوری و کود فسفاته روند معکوسی بر کادمیم بخش محلول+تبادلی و کادمیم فراهم با DTPA خاک داشتند به طوری‌که با افزایش شوری، این غلظت‌ها افزایش و با افزایش کود سوپر فسفات تریپل، کاهش نشان داد.

کلیدواژه‌ها

درصد استخراج DTPA؛ شکل‌های مختلف کادمیم خاک؛ فاکتور تحرک کادمیم؛ کادمیم دود سیگار توتون

مراجع

1. Acosta J.A., Jansen B., Kalbitz K., Faz A., and Martínez-Martínez S. 2011. Salinity increases mobility of heavy metals in soils. Chemosphere 85: 1318–1324. http://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.07.046.
2. Application Bulletin 314 e. Determination of total phosphate in phosphoric acid and phosphate fertilizers with 859 Titrotherm. Page1-4. Metrohem.
3. Bingham F.T., Sposito G., and Strong J.E. 1984. The effect of chloride on the availability of cadmium. Journal Environment Qual. 13: 71-74. https://doi.org/10.2134/jeq1984.00472425001300010013x.
4. Christensen T.H., and Haung P.M. 1999. Solid phase cadmium and the reactions of aqueous cadmium with soil surfaces. In “Cadmium in Soils and Plants” (M. J. McLaughlin and B. R. Singh, Eds.), pp. 65–96. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.
5. Gee G. W., and Bauder J. W. 1986. Particle size analysis, hydrometer method. P.404-408. In A. Klute et al.(eds) Methods of soil analysis, part1. 3^rd Am. Soc. Agron. Madison. WI.
6. Guo J., Leia M., Yanga J., Yanga J., Wana X., Chena T., Zhoua X., Gua S., and Guo G. 2017. Effect of fertilizers on the Cd uptake of two sedum species (Sedum spectabile Boreau and Sedum aizoon) as potential Cd accumulators. Ecological Engineering 106: 409–414. Analytica Chimica Acta https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2017.04.069.
7. Hu Y., Vanhaecke F., Moens L., Dams R., del Castilho P., and Japenga J. 1998. Determination of the aqua regia soluble content of rare earth elements in fertilizer, animal fodder phosphate and manure samples using inductively coupled plasma mass spectrometry. Analytica Chimica Acta 373: 95-105. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(98)00399-7.
8. Janouskova M., Vosatka M., Rossi L., and Lugon-Moulin N. 2007. Effects of arbuscular mycorrhizal inoculation on cadmium accumulation by different tobacco (Nicotiana tabacum) types. Applied Soil Ecology 35: 502–510. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2006.10.002.
9. Lei M., Liao B., Zeng Q., Qin P., and Khan S. 2008. Fraction distributions of lead, cadmium, copper and zinc in metal contaminated soil before and after extraction with disodium ethylenediaminetetraacetic acid. Commun. Soil Science Plant Analytica 39: 1963-1978. https://doi.org/10.1080/00103620802134776.
10. Lindsay W.L., and Norvell W.A. 1987. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese, and copper. Soil Science Social American Journal 42: 421-428. https://doi.org/10.2136/sssaj1978.03615995004200030009x.
11. Liu Z., Ge H., Li C., Zhao Z., Song F., and Hu S. 2015. Enhanced Phytoextraction of Heavy Metals from Contaminated Soil by Plant Co-Cropping Associated with PGPR. Water Air and Soil Pollution 226:29. https://doi.org/10.1007/s11270-015-2304-y.
12. Nelson R.E. 1982. Carbonate and gypsum. In: Page AL(ed) Method of soil analysis. Part2, 2^nd Agron Monogr.9. ASA and SSSA, Madison: 181-197.
13. Norvell W.A., Wu J., Hopkins D.G., and Welch R.M. 2000. Association of cadmium in durum wheat grain with soil chloride and chelate-extractable soil cadmium. Soil Science Social American Journal 64: 2162–2168. https://doi.org/10.2136/sssaj2000.6462162x.
14. Olsen S.R., Cole C.V., Watanabe F.S., and Dean L.A. 1954. Estimation of available phosphorus in soil by extraction with sodium bicarbonate. USDA. Circ.939. U.S. Gov. Print office, Washington D.C.
15. Pinto , Cruz M., Ramos P., Santos A., and Almeida A. 2017. Metals transfer from tobacco to cigarette smoke: Evidences insmokers’ lung tissue. Journal of Hazardous Materials 325: 31–35. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.11.069.
16. Renella G., Adamo P., Bianco M.R., Landi L., Violante P., and Nannipieri P. 2004. Availability and speciation of cadmium added to a calcareous soil under various managements. European Journal of Soil Science 55: 123–133. https://doi.org/10.1046/j.1365-2389.2003.00586.x.
17. Rhoades J. D. 1996. Sailinity: Electerical conductivity and total dissolved soilds. P.417-436. in D. Sparks et al. (ed.) Method of soil analysis. PartIII. 3^rd Ed. Am. Soc. Agron., Medison. WI.
18. Roberts T.L. 2014. Cadmium and Phosphorous Fertilizers: The Issues and the Science. Procedia Engineering 83: 52–59. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.09.012.
19. Salbu B., Krekling T., and Oughton D.H. 1998. Characterization of radioactive particles in the environment. Analystic 123: 843-849.
20. Satarug S., Garrett S.H., Sens M.A., and Sens D.A. 2010.Cadmium, environ-mental exposure and health outcomes. Environ. Health Perspect 118: 182–190. https://doi.org/1289/ehp.0901234.
21. Sato J.H., Célio de Figueiredo C., Marchão R.L., Madari B.E., Benedito L.E.C., Busato J.G., and Mendes de Souza D. 2014. Methods of soil organic carbon determination in Brazilian savannah soils. Science Agriculture 71(4)302-308. http://dx.doi.org/10.1590/0103-9016-2013-0306.
22. Semu E., and Singh B.R. 1996. Accumulation of heavy metals in soils and plants after long-term use of fertilizers and fungicides in Tanzania. Fertilizer Research 44: 241–248.
23. Seshadri B., Bolan N.S., Choppala G., Kunhikrishnan A., Sanderson P., Wang H., Currie L.D., Tsang D. C.W., Ok Y.S., and Kim G. 2017. Potential value of phosphate compounds in enhancing immobilization and reducing bioavailability of mixed heavy metal contaminants in shooting range soil. Chemosphere 184:197-206. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.05.172.
24. Singh J.P., Karwasra S.P.S., and Singh M. 1988. Distribution and forms of copper, iron, manganese and zinc in calcareous soils of India. Soil Science 146(5):359-366. https://doi.org/1097/00010694-198811000-00008.
25. Sumner M.E., and Miller W.P. 1996. Cation exchange capacity and exchangeable coefficients. P.1201-1229. In D. Ed. Am. Soc. Agronomy, Medison, WI. https://doi.org/10.2136/sssabookser5.3.c40.
26. Suwa R., Nguyen N.T., Saneoka H., Moghaib R., and Fujita K. 2006. Effect of salinity stress on photosynthesis and vegetative sink in tobacco plants. Soil Science and Plant Nutrition 52: 243–250. https://doi.org/10.1111/j.1747-0765.2006.00024.x.
27. Thévenod F., and Lee W.K. 2013.Toxicology of cadmium and its damage to mammalian organs. Metabolism Ions Life Science 11: 415–490. https://doi.org/1007/978-94-007-5179-8_14.
28. Thomas G.W. 1996. Soil pH and soil activity. P. 475-490. In D.L. Sparks et al. (ed.) Method of soil analysis. PartIII. 3^rd Am. Soc. Agronomy Medison WI.
29. United Nations Environment Program(UNEP) Chemicals Branch, DTIE. 2010. Final review of scientific information on cadmium –Version of December 2010.
30. Usman A.R.A., Kuzyakov Y., and Stahr K. 2005. Effect of immobilizing substances and salinity on heavy metals availability to wheat grown on sewage sludge contaminated soil. Soil Sediment Contam 14: 329–344. https://doi.org/10.1080/15320380590954051.
31. Wagner G.J. 1993. Accumulation of cadmium in crop plants and its consequences to human health. Advance Agronomy 51: 173–212. http://dx.doi.org/10.1016/S0065-2113(08)60593-3.
32. Wangstrand H., Erikson J., and Oborn I. 2007. Cadmium concentration in winter wheat as affected by nitrogen fertilization. European Journal of Agronomy 26: 209-214. https://doi.org/10.1016/j.eja.2006.09.010.
33. Waterlot C., Pruvot C., Marot F., and Douay F. 2017. Impact of a Phosphate Amendment on the Environmental Availability and Phytoavailability of Cd and Pb in Moderately and Highly Carbonated Kitchen Garden Soils. Pedosphere 27(3): 588–605. https://doi.org/10.1016/s1002-0160(17)60354-0.
34. Wong M.H., Wong J.W.C., and Baker A.J.M. 1998. Remediation and Management of Degraded Lands. CRC Press, Florida, USA. https://doi.org/10.1201/9780203740897.
35. World Health Organization (WHO). 2010. Exposure to Cadmium: A Major Public Health Concern. World Health Organization http://www.who.int/ipcs/features/cadmium.pdf.
36. Zhao S., Feng C., Wang D., Liu Y., and Shen Z. 2013. Salinity increases the mobility of Cd, Cu, Mn, and Pb in the sediments of Yangtze Estuary: Relative role of sediments’ properties and metal speciation. Chemosphere 91: 977–984. http://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2013.02.001.