نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1
گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.
2
گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
3
استادیار پژوهش سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات برنج کشور، رشت، ایران.
4
گروه مهندسی آب، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران.
چکیده
زهاب کشاورزی به دلیل داشتن مواد معدنی غیرآلی (نیتروژن، فسفر) و آلاینده‌های آلی (آفت‌کش‌ها و سموم) تهدیدی برای اکوسیستم‌های آبی است که باعث اوتروفیکاسیون و آسیب به منابع آبی پایین‌دست می‌شود. زهکش‌های لایروبی‌نشده با پوشش‌گیاهی می‌توانند بستر مناسبی برای حذف مواد مغذی و جامدات معلق باشند. این پژوهش کارایی زهکش‌های طبیعی لایروبی‌نشده را در حذف نیتروژن و فسفر از زهاب مزارع برنج استان گیلان بررسی می‌کند. دو تیمار زهکش خاکی، بدون پوشش‌گیاهی (V1) و با پوشش‌گیاهی (V2)، دارای گونه‌های گیاهی خاص (Reed, Typha, Sparganium) تحت غلظت‌های آلاینده بالا (C1) و پایین (C2) در ماه‌های تیر و مرداد مورد بررسی قرار گرفت. مقدار اولیه نیتروژن و فسفر در آب، رسوب و گیاه اندازه‌گیری شد تا بیلان جرمی برای تیمار‌های V1C1، V1C2، V2C1 و V2C2 محاسبه شود. تجزیه و تحلیل واریانس نشان داد که پالایش نیتروژن و فسفر در سطح معنی‌داری یک درصد (01/0 > P) تفاوت قابل‌توجهی داشته است. بیشترین درصد حذف نیتروژن و فسفر به ترتیب ۹۹/۷۱ و 11/46 درصد در تیمار V2C2 مشاهده شد. این نتایج نشان می‌دهند که پوشش‌گیاهی و استفاده از غلظت مناسب کود، بیشترین پتانسیل را در حذف نیتروژن و فسفر از زهاب تولیدی اراضی دارد. گیاه‌پالایی به‌عنوان یکی از فرایندهای اصلی حذف آلاینده‌ها در این تیمار، منجر به کاهش 37 درصد نیتروژن و 61 درصد فسفر شد. جذب سطحی رسوب در کاهش آلاینده‌ها نقش مهمی ایفا کرد، به‌طوری که در تیمار V2C2 نیتروژن 88/39 درصد و در تیمار V1C1 فسفر 95/34 درصد کاهش یافت. این نتایج نشان می‌دهد که کانال‌های طبیعی و لایروبی‌نشده پتانسیل بالایی در کاهش آلاینده‌های کشاورزی دارند و به بهبود چشمگیر کیفیت زهاب خروجی از مزارع برنج کمک می‌کنند. استفاده از این کانال‌ها می‌تواند به‌عنوان یک راهکار مؤثر و پایدار برای مدیریت زهاب کشاورزی، کاهش آلودگی منابع آبی و حفظ اکوسیستم‌های آبی مؤثر باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Removal or reduction of nitrogen and phosphorous pollutants from paddy fields drainage water in vegetated drainage ditches
نویسندگان [English]
-
Moein MasoomiBalsi
1
-
Sina Kosari
2
-
Masoud Parsinejad
1
-
MohammadReza Yazdani
3
-
Maryam Navabian
4
1
Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
2
Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3
Senior Researcher, National Rice Research Institute, Rasht, Guilan, Iran
4
Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Science, University of Guilan, Rasht, Iran.
چکیده [English]
Agricultural drainage water, containing inorganic minerals (nitrogen, phosphorus, and metals) and organic pollutants (pesticides and agricultural toxins), is considered a major threat to aquatic ecosystems, leading to eutrophication and damage to downstream water resources. Undredged vegetated ditches can potentially serve as effective beds for removing nutrients and suspended solids from agricultural drainage water. This study investigates the efficiency of non-dredged drainage channels in removing nutrients from drainage water in the paddy fields of Gilan province. For this purpose, two treatments of natural drainage channels, without vegetation (V1) and with vegetation (V2), with lengths of 200 and 105 m respectively, containing specific plant species (Reed, Typha, Sparganium) were examined under high (C1) and low (C2) pollutant concentrations in July and August. The study measured the initial nitrogen and phosphorous content in water, sediment, and plants to compute the mass balance for the V1C1, V1C2, V2C1, and V2C2 treatments. Analysis of variance revealed significant removal of nitrogen and phosphorus, with the highest removal percentages observed in the V2C2 treatment. Phytoextraction was the primary nitrogen and phosphorous removal process in V2C2 at the rate of 37.06% and 61.69%, respectively, while seepage losses dominated in V2C1 treatment at 27.42% and 20.04% per 100 meters, respectively. Sediment absorption was notable, particularly for nitrogen in V2C2 and phosphorus in V1C1 treatments. Thus, our findings suggest that natural un-dredged drainage ditches possess promising capabilities in eliminating typical pollutants discharged from agricultural areas, thereby substantially improving the quality of drainage water that flows into downstream water sources.
کلیدواژه‌ها [English]
-
"؛ Phytoremediation"؛ Agricultural wastewater"؛ Water pollution"؛ Drainage system"؛
-
"؛ Eutrophication"
)