به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

fardin sadegh-zadeh

  • کریم ریاحی کیاسری، حسین کاظمی*، افشین سلطانی، فردین صادق زاده

    این مطالعه با هدف ارزیابی زراعی- بوم شناختی اراضی شهرستان بهشهر (بخش یانه سر) جهت کشت عدس (Lens culinaris Medik.) با استفاده تحلیل های مکانی سامانه اطلاعات جغرافیایی و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی در سال 1400- 1401 انجام شد . برای این منظور، از متغییرهای اقلیمی (دماهای کمینه، بیشینه، متوسط و بارش سالانه)، توپوگرافی (شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا) و خصوصیات خاک (بافت ، وزن مخصوص ظاهری ، پتاسیم، فسفر، نیتروژن، مس، منگنز، آهن، آهک، ماده آلی، هدایت الکتریکی و اسیدیته) استفاده شد. نقشه های موضوعی هر یک از متغیرها با مدل های مختلف موجود در  ArcGIS 10.8 تهیه شد. سپس با اختصاص وزن های فرآیند تحلیل سلسله مراتبی AHP روی هم گذاری شدند. نقشه نهایی با ارزش های بسیار مستعد، مستعد، نیمه مستعد و غیرمستعد در چهار کلاس طبقه بندی شد. براساس نتایج به دست آمده در نقشه نهایی استعدادسنجی، بخش هایی از شمال و مرکز محدوده مورد مطالعه از مطلوبیت عوامل محیطی برخوردار بودند، اما قسمت هایی از شمال غرب و مرکز و جنوب منطقه در پهنه غیرمستعد قرار گرفتند. مناطق بسیار مستعد برای کشت گیاه عدس با 52/12 درصد در قسمت شمالی منطقه براساس مطلوبیت عوامل اقلیمی، خاک و توپوگرافی کمترین مساحت را داشتند. در مجموع، دو پهنه بسیار مستعد و مستعد 97/56 درصد منطقه را شامل شدند. از طرفی، پهنه های نیمه مستعد و غیرمستعد 03/43 درصد از کل مساحت منطقه را به خود اختصاص دادند. مناطقی در شمال غرب، مرکز و قسمت هایی از جنوب غرب برای کشت عدس نیمه مستعد یا غیرمستعد تعیین شدند. از دلایل اصلی این نتیجه می توان به کمبود برخی متغییرهای خاکی مانند ماده آلی و شرایط نامناسب اقلیمی از جمله کمبود بارش و نیز توپوگرافی (شیب و جهت جغرافیایی) نام برد.

    کلید واژگان: استعدادسنجی اراضی, سامانه اطلاعات جغرافیایی, فرآیند تحلیل سلسله مراتبی
    Karim Reyahi, Hossein Kazemi *, Afshin Soltani, Fardin Sadeghzadeh
    Introduction

     Agriculture is one of the most important economic sectors of the country, and it plays a vital role in achieving sustainable development, which requires the use of scientific principles and methods and the recognition of environmental capabilities. In this regard, there is a close relationship between agricultural development and environmental resources. In recent years, the level of agricultural land has decreased, and this decrease in land suitable for agricultural production can be attributed to the lack of optimal land use, which has directly affected the ability to produce food on a large scale and seriously affected food security. However, in many cases, agricultural systems have low production, which is related to management issues. Also, the climatic capabilities of the regions are sometimes effective as a limiting factor in crop production. Based on this, it is very important to identify the capabilities of the land before the performance of various activities such as agriculture. This study was carried out with the aim of agroecological evaluation of lands in Behshahr County (Yane-Sar region) for lentil cultivation using spatial analysis of geographical information system (GIS) and analysis hierarchy process (AHP) in 2021-2022.

    Materials and Methods

     This research was carried out in the agricultural lands of the Yane-sar district of Behshahr county in Mazandaran province from 2021 to 2022. In order to prepare digital maps of soil characteristics of agricultural lands, agricultural soil samples were taken after the harvest in the summer of 2021. In this research, climatic variables (minimum, maximum, average temperatures and annual precipitation), topography (slope, aspect, and elevation above sea level), and soil characteristics (texture, K, P, Cu, Mn, N, Fe, TNV, organic matter, EC, pH) were used. Thematic maps for each variable were created using various models in ArcGIS 10.8 and then overlaid with AHP weights. The final map was classified into four categories: high suitability, suitability, semi-suitability, and non-suitability.

    Results and Discussion

     The results showed that the range of electrical conductivity (EC) in the soil of agricultural lands of the study area was between 0.84-2.63 dS m-1. According to its distribution, most of it is located in the northwest and southeast of the region, and its lowest value is located in the central and northern regions. Also, the results showed that the distribution of soil organic matter (OM) is between 0.35-7.22 percent. The central and southern areas of this region had the minimum percentage of organic matter. The results showed that the most suitable areas for lentil cultivation are located in the northern, central, and southern parts of the region. In general, two classes of high suitability and suitability comprise about 56.97% of the area. One of the main reasons for this result was the suitable soil fertility, rainfall, and topographical conditions. Zones with semi-suitability and non-suitability cultivation potential were also included in 43.03% of the region's area. The results showed that the northwest, parts of the centre, and parts of the southwest were located in the semi-suitability class for lentil cultivation. 

    Conclusion :

     Considering various factors to determine the suitable lands for lentil cultivation, it was found that most of the agricultural lands in the studied region were in zones of high suitability for lentil cultivation. Also, in the semi-suitability and non-suitability classes, low nitrogen amount in parts of the centre, high humidity and rainfall in the west of the region, high phosphorus amounts in parts of the central and northwest regions, the inappropriate texture in some fields and low rainfall were determined as limiting factors for the growth of lentil.

    Keywords: Analysis Hierarchy Process (AHP), Geographic Information System (GIS)‌, Land Use Suitability
  • محمدرضا آلاشتی، مجتبی خوش روش*، فردین صادق زاده، هازی محمد عظمت الله

    تخلیه و دفع پساب ها و فاضلاب های حاوی مقادیر زیاد نیترات باعث افزایش آن در آب های زیرزمینی و منابع آب شده که آثار مخربی بر محیط زیست و سلامت انسان دارد. با هدف بررسی اثر امواج اولتراسونیک بر حذف نیترات و خواص جذب نیترات توسط جاذب های بیوچار کاه برنج، بیوچار پوشش داده شده با آهن (III) و روی، آزمایشی به صورت تعیین پارامترهای بهینه، با سه تکرار در آزمایشگاه کیفیت آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری اجرا شد. تیمارهای منبع آب شامل استفاده از امواج فراصوت بدون استفاده از جاذب (U)، جاذب بیوچار (B)، جاذب بیوچار به همراه اولتراسونیک (BU)، جاذب بیوچار با پوشش آهن سه ظرفیتی (BF)، جاذب بیوچار با پوشش آهن سه ظرفیتی به همراه اولتراسونیک (BFU)، جاذب بیوچار با پوشش کاتیون روی (BZ) و جاذب بیوچار کاه با پوشش کاتیون روی به همراه اولتراسونیک (BZU) بود. نتایج نشان داد که امواج اولتراسونیک توانست نیترات موجود در محلول آبی را حذف کند. همچنین فرایند اولتراسونیک در فرایند جذب نیترات توسط جاذب موثر می باشد. نتایج در جاذب های بیوچار با پوشش آهن سه ظرفیتی و روی نشان داد که اولتراسونیک سبب افزایش pH بهینه ی محلول نیترات شده است و در جاذب های بیوچار و بیوچار پوشش داده شده با روی سبب کاهش دوز جاذب بهینه شده و میزان بهینه ی غلظت اولیه ی نیترات نیز در بیوچار پوشش داده شده با روی از 80 ppm به 150 ppm افزایش پیدا کرده است. نتایج نشان دهنده ی کاهش 27 درصدی نیترات از محلول بود. با توجه به نتایج پیشنهاد می شود که استفاده ی ترکیبی از اولتراسونیک صورت گیرد که در فرایند تجزیه و تخریب آلاینده راندمان بیشتری دارد.

    کلید واژگان: بیوچار, پوشش آهن, تصفیه ی آب, فراصوت, منابع آب
    Mohammadreza Alashti, Mojtaba Khoshravesh *, Fardin Sadegh-Zadeh, Hazi Mohammad Azamathulla

    Discharge and disposal of wastewater containing high nitrate levels contribute to its increase in groundwater and water resources, posing adverse effects on the environment and human health. An experiment was conducted at laboratory water quality, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, to investigate the impact of ultrasonic waves on nitrate removal and the absorption properties of rice straw biochar absorbents. Various treatments were applied, including ultrasound alone (U), biochar absorbent (B), biochar absorbent with ultrasound (BU), iron-coated biochar absorbent (BF), iron-coated biochar absorbent with ultrasound (BFU), zinc cation-coated biochar absorbent (BZ), and ultrasound with rice straw biochar coated with zinc cations (BZU). Results showed that ultrasonic waves effectively removed nitrates from the aqueous solution and enhanced the nitrate absorption process by the absorbent. In the iron and zinc-coated biochar absorbents, ultrasonication increased the optimal pH of the nitrate solution. The biochar and zinc-coated biochar absorbents exhibited a reduction in the optimal absorbent dose, and the optimal initial nitrate concentration in zinc-coated biochar increased from 80 ppm to 150 ppm. Overall, a 27% reduction in nitrate concentration was observed in the solution. Considering the results, a combined use of ultrasonication is recommended for a more efficient decomposition of pollutants.

    Keywords: Biochar, Iron Coating, Ultrasound, Water Purification, Water Sources
  • سمیرا محمدی، فردین صادق زاده*، محمد علی بهمنیار، مصطفی عمادی، مهدی قاجار سپانلو
    بازیابی عناصر غذایی از بقایای گیاهی یک روش پایدار و مقرون به صرفه در کشاورزی است. مطالعه حاضر با هدف مقایسه بقایای کاه برنج، کاه گندم و باگاس نیشکر و روش های بازیابی عناصر از این بقایا، برای افزودن عناصر غذایی ضروری پرمصرف (نیتروزن، فسفر و پتاسیم) و کم مصرف (آهن، روی، مس و منگنز) و سلیسیم به خاک انجام شد. برای این منظور، این تحقیق بر اساس آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا"تصادفی و با سه تکرار در سال 1402-1401 اجرا گردید. تیمارهای بقایای گیاهی در سه سطح (کاه برنج، کاه گندم و باگاس نیشکر) و روش های بازیابی عناصر از این بقایا در پنج سطح (بایوچار، کاه، هضم تر، خاکستر و خاکستر با اسید Hcl) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد تاثیر بقایای گیاهی و روش بازیابی عناصر بر همه خصوصیات مورد مطالعه شامل ویژگی های خاک (pH، هدایت الکتریکی و کربن آلی)، عناصر پرمصرف (نیتروژن، فسفر و پتاسیم) و عناصر کممصرف (منگنز، مس، آهن و روی) و سیلیسیم در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. نتایج نشان داد تیمار بیوچار کاه برنج حداکثر مقدار pH (7.66)، کربن آلی (61/2 درصد)، نیتروژن (24/0درصد)، فسفر (46 میلی گرم بر گرم)، پتاسیم (781 میلی گرم بر گرم) و سیلیسیم (33/261 میلی گرم بر گرم) را در مقایسه با سایر تیمارها به خود اختصاص داد. همچنین نتایج مقایسه میانگین نشان داد تیمار بیوچار باگاس نیشکر حداکثر مقدار منگنز (01/25 میلی گرم بر کیلوگرم)، روی (20/3 میلی گرم بر کیلوگرم)، آهن (27/48 میلی گرم بر کیلوگرم) و مس (20/2 میلی گرم بر کیلوگرم) را در مقایسه با سایر تیمارها داشت. کاربرد آنالیز مولفه اصلی این نتیجه را نشان داد که سه گروه کاملا تمایز یافته (برای تیمارهای کاه برنج/بیوچار، باگاس نیشکر/بیوچار و شاهد)، بدون در نظر گرفتن هم پوشانی واضح نقاط مربوط به این تیمارها و روش های بازیابی عناصر از آنها ثابت شدند. به طور کلی، این مطالعه تایید کرد که تیمار بقایای کاه برنج و روش بازیابی عناصر آن از طریق بیوچار، در افزایش کیفیت و حاصلخیزی خاک نقش بسزایی دارد و می تواند قابل توصیه به کشاورزان باشد.
    کلید واژگان: باگاس نیشکر, پتاسیم, فسفر, کاه برنج, کاه گندم, نیتروژن
    Samira Mohamadi, Fardin Sadegh-Zadeh *, Mohammad Aii Bahmanyar, Mostafa Emadi, Mahdi Ghajar- Sepanlu
    Introduction
    Recovery of nutrients from plant residues is a sustainable and economical method in agriculture. Considering the important role of nutrients, it is essential to supply these elements in the soil and achieve the appropriate yield. The amount of nutrients in the plant residues after harvesting is very variable due to the difference between the species used. Each plant residue contains some nutrients that during the decomposition process, these nutrients can be available to the soil and crops in different amounts. In more detail, considering that the excessive use of chemical fertilizers has caused environmental problems and unused plant residues in the environment have created problems for the environment and farmers, therefore, to solve these problems, recovering important elements such as silicon from plant residues can be effective in improving the quality and quantity of many different products and plants. Rice straw, wheat straw and sugarcane bagasse are among the most common plant residues that have been studied in different studies to recover nutrients from them with different methods. In particular, rice straw is known as one of the most important plant residues that can be found in abundance in the north of Iran. Obviously, there is still a need for a better understanding of the amount of nutrients recovery from plant residues with different methods. And there is an effect of these elements on improving the condition of the soil. Considering that the excessive use of chemical fertilizers has caused environmental problems, as well as unused or underused plant residues in the environment have caused problems for the environment and farmers. The purpose of this study is to compare the residues of rice straw, wheat straw and sugarcane bagasse and the methods of recovering nutrients from these residues in order to add macro-nutrients (nitrogen, phosphorus and potassium) and micro-nutrients (iron, zinc, copper and manganese) into the soil.
    Materials and Methods
    This research was carried out based on a factorial experiment in the form of a completely "randomized" design with three replications during 2022-2023. The treatments of plant residues in three levels (rice straw, wheat straw and sugarcane bagasse) and the methods of recovering elements from these residues in five levels (biochar, straw, digestion, ash and ash with acid) were examined. Soil samples, from a depth of 0-25 cm and with silty loam texture were randomly taken from the forest parts of Mazandaran province, Iran, characterized by a Mediterranean climate, Csa type, with an average annual rainfall of 676 mm, and average air temperature of 14 ℃, and then were air-dried. After preparing the samples, the characteristics of the treatments, macronutrients and micronutrients, including pH, electrical conductivity, total nitrogen, phosphorus, potassium, iron, zinc, manganese, copper, and silicon were measured. Analysis of variance (ANOVA) assessed the statistical significance of the differences in the studied variables among the different treatments. Tukey test was used for the post-hoc comparisons at a p-level < 0.01. Prior to the statistical analysis, QQ-plots were used to check the normality of sample distribution, and the data were square root-transformed whenever necessary. Moreover, the principal component analysis (PCA) was used to cluster the studied variables in groups related to the studied treatments.
    Results and Discussion
    The results of analysis of variance showed the effect of plant residues and element recovery method on all studied characteristics including soil characteristics (pH, electrical conductivity and organic carbon), macronutrients (nitrogen, phosphorus and potassium) and micronutrients (silicon, manganese, copper, iron and zinc) were significant at the probability level of 1%. The results showed that the biochar treatment of rice straw had the maximum amount of pH (7.66), organic carbon (2.61%), nitrogen (0.24%), phosphorus (46 mg/g), potassium (781 mg/g) and silicon (261.33 mg/g) compared to other treatments. Also, the results of the compare means showed that sugarcane bagasse biochar treatment had the maximum amount of manganese (25.01 mg/kg), zinc (3.20 mg/kg), iron (48.27 mg/kg) and copper (2.20 mg/kg) compared to other treatments. The application of principal component analysis showed that three distinct groups (for rice straw/biochar, sugarcane bagasse/biochar and control treatments) were demonstrated, without clear overlap of the points related to these treatments and their element recovery methods.
    Conclusions
    In general, this study confirmed that the treatment of rice straw residues and the method of recovering its elements through biochar play a significant role in increasing the quality and fertility of the soil and can be recommended to farmers.
    Keywords: Bagasse, Nitrogen, Phosphorous, Potassium, Rice straw, Wheat straw
  • لیلا ضامنی*، فردین صادق زاده، بهی جلیلی، محمدعلی بهمنیار

    در حال حاضر بسیاری از کشورها از جمله ایران با مشکل بالا بودن غلظت نیترات در آب آشامیدنی مواجه هستند، که مهم ترین علت آن ورود رواناب های کشاورزی و فاضلاب های شهری و صنعتی به منابع آبی به خصوص آب های زیرزمینی است. اگر غلظت نیترات در آب آشامیدنی بیش از حد مجاز باشد (50 میلی گرم بر لیتر)، باعث ایجاد سمیت در آب می شود. تاکنون روش های مختلفی برای حذف نیترات مطرح شده است، که اکثر آن ها، پرهزینه است. بنابراین، هدف از این مطالعه استفاده از زغال زیستی به عنوان جاذب ارزان قیمت جهت حذف نیترات از منابع آبی است. در این پژوهش از چهار نوع ماده خام کاه و پوسته برنج، باگاس نیشکر و خرده چوب نراد استفاده شد و زغال زیستی در دو شرایط دمایی 300 و 600 درجه سانتی گراد تولید شد. برای تعیین بهترین جاذب با حداکثر مقدار جذب نیترات، ابتدا تمام جاذب ها در یک زمان ثابت (60 دقیقه) با غلظت اولیه 50 میلی گرم بر لیتر محلول نیترات تماس داده شد، سپس آزمایش های سینتیک جهت تعیین زمان تعادل، pH بهینه و مقدار جاذب انجام گرفت. پس از تعیین جاذب با حداکثر جذب و شرایط بهینه، جاذب مورد نظر با کلریدآهن پوشش داده شد. ایزوترم های جذب نیترات توسط بهترین زغال زیستی تعیین شد. نتایج نشان داد که از بین زغال زیستی موجود، کاه برنج در دمای 300 درجه سانتی گراد بیش ترین توانایی جذب نیترات را داشت. حداکثر جذب نیترات با غلظت اولیه 50 میلی گرم بر لیتر در زمان تعادل 90 دقیقه، pH بهینه هفت و جرم جاذب 25/1 گرم بر لیتر، 23580 گرم بر کیلوگرم به دست آمد. هم چنین، فرآیند جذب نیترات، زغال زیستی کاه برنج 300 درجه سانتی گراد و زغال زیستی کاه برنج 300 درجه سانتی گراد پوشش دار آهن با مدل خطی ایزوترم لانگمویر مطابقت داشت. حداکثر ظرفیت جذب نیترات برای دو تیمار زغال زیستی کاه برنج و زغال زیستی کاه برنج پوشش دار آهن، به ترتیب 16/38، 66/43، میلی گرم بر گرم به دست آمد. بر مبنای نتایج حاصل، می توان اظهار نمود که پوشش دار کردن زغال زیستی با آهن به دلیل داشتن بار مثبت، مانند پل روی سطح زغال زیستی با بار منفی قرار گرفته، در نتیجه جذب نیترات را روی سطح زغال زیستی افزایش می دهد.

    کلید واژگان: ایزوترم جذب, زغال زیستی دارای پوشش آهن, سینتیک, نیترات
    Leila Zameni *, Fardin Sadeghzadeh, Bahi Jalili, MohammadAli Bahmanyar
    Introduction

    Nitrate pollution in groundwater and drinking water reservoirs has increased alarmingly in different parts of the world. The high concentration of nitrate in surface and groundwaters is due to the excessive use of chemical fertilizers and improper disposal of wastes caused by human activities and animal manure. Due to its high mobility, nitrate anion is easily washed from the soil and enters the surface and groundwaters. If the concentration of nitrate exceeds the limit (50 mg l-1), it causes the disease of children with methemoglobinemia, as well as the formation of carcinogenic nitrosamines. Various methods have been proposed to remove nitrate. These methods besides having side effects on water, are not economically viable. In recent years, the development of effective technologies for keeping nitrates in the soil has received much attention. Adding biochar to the soil is one of the effective ways to reduce nitrate leaching. Biochar is a carbon-rich and porous substance, that is produced by heating biomass such as organic waste, animal manure, plant residues, sewage sludge, wood, etc. in limited or oxygen-free conditions. Due to its high specific surface area, high porosity, and diverse functional groups, biochar increases the water retention capacity, cation exchange capacity, and surface absorption capacity after adding it to the soil. Therefore, this research aims to investigate the effect of biochar and biochar coated with trivalent iron on the amount of nitrate absorption from aqueous solution.

    Materials and Methods

    Biochar can be produced from materials with low economic value and is a suitable and inexpensive adsorbent for nitrate removal from water sources. According to the studies conducted for biochar production, the temperature and duration of storage in the furnace are the most important factors controlling the quality and strength of biochar in nitrate removal. In this research, four types of rice straw, rice husk, sugarcane bagasse, and dicer wood chips were used to produce biochars. First, the samples were passed through a 2 mm sieve and dried in an oven at 70°C for 24 h. Then they were converted to biochar for 3 h at 300 and 600°C in an electric furnace under oxygen-free conditions. To determine the best adsorbent with maximum nitrate absorption, 0.5 gr of each adsorbent was weighed and poured into a 50 ml centrifuge tube. Then, it was contacted at a constant time (60 min) at an initial concentration of 50 mg l-1 of nitrate solution. After determining the best adsorbent, kinetic experiments were done to determine the equilibrium time, optimum pH, and adsorbent dosage. The adsorption isotherms were conducted for soil, rice husk 300˚C (RSB 300), and Fe-coated RSB 300.

    Results and Discussion

    The results showed that among the eight types of biochar produced at two temperature conditions of 300 and 600 ˚C, RSB 300, with the initial concentration of nitrate solution of 50 mg l-1 and contact time of 60 min, had the most amount of nitrate absorption. The kinetic experiments were continued on this type of biochar. The kinetic experiment results showed adsorption nitrate with an initial concentration of 50 mg l-1 an equilibrium time of 90 min, pH 7, and an adsorbent dosage of 1.25 g l-1 was 23580 mg kg-1. The result of the adsorption isotherms study showed that the adsorption of nitrate on RSB and Fe-coated RSB were fitted to the Langmuir isotherm model. This result indicates the uniform or single-layer distribution of active sites on the absorbent surface. The maximum adsorption capacity of nitrate by RSB and Fe-coated RSB were 38.16 and 43.66 mg g-1, respectively.

    Conclusion

    The use of cheap absorbents can be a suitable solution for removing environmental pollution. In general, biochar can absorb pollutants and nutrients by its potential physicochemical properties, including high specific surface area, high porosity, high cation and anion exchange capacity, high surface charge density, low volume mass, and the presence of functional groups. The results showed that among the eight types of biochar tested, RSB with the initial concentration of nitrate solution of 50 mg l-1 and contact time of 60 min, had the highest absorption rate. The optimal conditions for nitrate absorption are estimated at 90 min of contact time, pH 7, and adsorbent dosage of 1.25 g l-1. The results showed that wastewater treatment by surface absorption process using biochar produced from vegetable waste is a very useful and effective method. Besides, the results of isotherm adsorption on the nitrate adsorption test data by biochar produced from RSB and Biochar Fe-coated RSB showed that nitrate adsorption on these adsorbents according to its correlation coefficient (R2=0.994) is consistent with the Langmuir isotherm model. The maximum absorption capacity RSB is 38.16 mg l-1, which is more absorbable than other studies. Now, when the above biochar was coated with Fe, the maximum nitrate absorption capacity increased by 43.66 mg g-1, which is a very high absorption. It can be concluded that RSB, especially when it has a Fe-coating, is a suitable adsorbent for removing nitrate from water. Therefore, it is suggested to investigate the effect of biochar covered with different cations on the mobility of other pollutants that are in anionic form.

    Keywords: adsorption isotherm, Fe-coated biochar, kinetic, Nitrate
  • مائده پریچهره، فردین صادق زاده*، بهی جلیلی، محمدعلی بهمنیار، عبدالوحید سامسوری

    ورود گسترده پساب های حاصل از کارخانجات و صنایع مختلف به محیط زیست و به تبع آن آلوده سازی منابع آب و خاک، منجر به بروز خطرات بسیاری برای انسان و سایر موجودات می شود. لذا، اصلاح این منابع حایز اهمیت است. بررسی ها نشان می دهد که کاربرد زغال زیستی و زغال زیستی دارای پوشش فلز به طور موثری منجر به حذف میزان قابل توجهی آلاینده از آب و خاک می شود، ولی تاکنون به صورت جامع تاثیر کامپوزیت کربن-فلز بر حذف آلاینده ها به ویژه آلاینده های آنیونی مورد بررسی قرار نگرفته است. در این پژوهش تاثیر زی توده گیاهی، زی توده دارای پوشش فلزی، زغال زیستی، زغال زیستی دارای پوشش فلزی و کامپوزیت زغال زیستی-فلز در دو دما (300 و 600 درجه سانتی گراد) بر حذف آلاینده های دایرکت بلو 71 و کروم از آب مورد بررسی قرار گرفت. زغال زیستی دارای پوشش فلز و کامپوزیت های زغال زیستی-فلز مختلف از ترکیب فلزات (منگنز، روی، مس، آهن و آلومینیوم) با بقایای کشاورزی (کاه برنج) به صورت خام یا زغال زیستی تهیه شدند. سپس مقدار معینی از جاذب ها و مواد آلاینده با غلظت 20 میلی گرم بر لیتر با هم ترکیب شده و به مدت سه ساعت تکان داده شدند تا به تعادل رسیدند. پس از سانتریفیوژ کردن و فیلتراسیون، غلظت نهایی آلاینده ها قرایت و درصد حذف دایرکت بلو 71 و کروم محاسبه شد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که کاربرد کامپوزیت آلومینیوم و آهن و زغال زیستی دارای پوشش آلومینیوم و آهن تولید شده در دمای 600 درجه سانتی گراد توانست به ترتیب98.303، 88.847، 98.302 و 96.777 درصد از آلاینده دایرکت بلو 71 و 97.983، 78.733، 96.75 و 92.167 درصد از آلاینده کروم را از محلول آبی حذف کند؛ بنابراین، کاربرد این جاذب ها توانست آب آلوده به دایرکت بلو 71 و کروم را اصلاح نماید.

    کلید واژگان: آلاینده, زغال زیستی, جذب, کامپوزیت
    Maedeh Parichehre, Fardin Sadeghzadeh *, Bahi Jalili, MohammadAli Bahmanyar, Abd Wahid Samsuri
    Introduction

    Widespread entry of effluents, which are toxic and non-biodegradable, from factories and various industries into the environment, and accordingly, pollution of water and soil resources lead to many dangers for humans and other organisms. Therefore, modification of these resources is important. Currently, multiple technologies from the physical, chemical, and biological perspectives have been established for the remediation of contaminated water. However, most of them involve energy consumption, high-cost instruments, low efficiency, complicated implementation, or secondary pollution. Therefore, it is critical to develop more convenient, economic, and environmentally harmonious strategies for the decontamination of polluted water. Biochar is an emerging material that is manufactured by the decomposition of carbon-rich biomass under oxygen-limited pyrolysis. Remarkable progress has been made in the understanding of biochar as an environmentally friendly and low-cost material for carbon sequestration, energy recovery, contamination relief, and nutrient supplementation. In recent decades, biochar has gained significant attention in the remediation of contamination in terrestrial and aquatic environments. However, biochar only has limited adsorption ability to anionic contaminants in water. This is because biochar often has a negative surface charge, hindering it to absorb negatively charged compounds such as Cr(VI) and Direct Blue71. Various modification methods thus have been developed to improve its affiliation to anionic contaminants by introducing metal oxides onto the carbon surface within its pore networks. Studies showed that the application of biochar and metal-coated biochar, effectively leads to the removal of significant amounts of contaminants from water and soil, but so far the impact of metal-carbon composite on the removal of contaminants, especially anionic contaminants has not been reviewed. Therefore, the purpose of this research is to produce different types of biochar-metal composites, to investigate the effectiveness of different types of composites in removing Direct Blue 71 and chromium from aqueous solution, and also to compare the composites with: plant biomass, metal-coated biomass, biochar, and metal coated biochar.

    Materials and Methods

    In this study, the effect of plant biomass, metal-coated biomass, biochar, metal-coated biochar, and metal-biochar composite at two temperatures (300 and 600  ̊C) on the removal of Direct Blue 71 and Chromium contaminants from the water was investigated. The biochar used in this experiment was produced from the thermal decomposition of rice straw, which is abundant in the region. At first, the sample was passed through a 2 mm sieve, then they pyrolyzed at 300 and 600  ̊C for three hours. Metal-coated biochars and metal-biochar composites were prepared from the combination of metals (manganese, zinc, copper, iron, and aluminum) with a concentration of 10,000 mg L-1 with agricultural residues (rice straw) as a raw material or biochar. The samples were mixed with metals with a ratio of 1:50 (1 gram of sample, 50 mL of metal solution) and shaken for 24 hours. Then the samples were filtered and oven dried at 70  ̊C. After the preparation of adsorbents, a specific amount of adsorbents and pollutants with a concentration of 20 mg L-1 were combined and shaken for three hours until they reached equilibrium. All the samples were centrifuged for 5 minutes at 6000 rpm. After filtration, the final concentration of pollutants was determined and the removal percentage of Direct Blue 71 and chromium was calculated.

    Results and Discussion

    Based on our results, the application of different adsorbents has a significant effect on the removal percentage of Direct Blue 71 and chromium from the water. Our data showed that high-temperature adsorbents were more efficient in removing Direct Blue 71 and chromium. For example, by increasing the biochar pyrolysis temperature from 300 to 600 °C, the Direct Blue 71 removal percentage has increased from 10.733 to 63.695 %. According to the results of the current study, it can be observed that covering the agricultural residues and biochars with metals has been able to increase the efficiency of the adsorbents in pollutant removal due to the creation of a cationic bridge. In general, the results of this study showed that the application of aluminum and iron composite and aluminum and iron coated biochar produced at 600°C was beneficial in the remediation of contaminated water and these adsorbents could remove 98.303, 88.847, 98.302 and 96.777 % of Direct Blue 71 and 97.983, 78.733, 96.75 and 92.167 % of chromium pollutant from the aqueous solution, respectively. Therefore, the application of these adsorbents can be useful to modify water polluted with these contaminants.

    Conclusion

    According to the results of this research, it can be observed that the addition of metal-coated biochar and biochar-metal composite to water has reduced the amount of direct blue 71 and chromium pollutants, so their use in water contaminated with these pollutants can be beneficial. Organic materials and biochar are among the adsorbents that are widely used to reduce pollutants from water and soil, but anionic pollutants are not well absorbed due to the dominant negative surface charge of these adsorbents. Therefore, it seems that for more effective use of organic adsorbents, it is necessary to combine these materials with metals or other materials so that their absorption capacity increases and they can be effective in removing anionic pollutants. The composite has a new physical and chemical nature compared to Biomass which is pyrolyzed alone (biochar). Even composite can be significantly different from metal-coated biochar.

    Keywords: Adsorption, Biochar, Contaminant, Composite
  • مائده پریچهره*، فردین صادق زاده، بهی جلیلی، محمدعلی بهمنیار، عبدالوحید سامسوری
    مقدمه

    افزایش صنایع مختلف و رشد روزافزون جمعیت کره زمین سبب ایجاد انواع آلودگی در محیط زیست شده است. یکی از مهم ترین آلاینده های موجود در آب که دارای خطرات متعددی بر سلامت انسان و موجودات زنده و خطرات مهم محیط زیستی است، ترکیبات آنیونی در غلظت بالا می باشد. فلزسنگین کروم یکی از این آلاینده هاست که موجب ایجاد آلودگی در محیط زیست شده و خطرات متعددی برای سلامت انسان و سایر موجودات زنده به همراه دارد. روش های مختلفی برای حذف فلزات سنگین از آب مورد ارزیابی قرار گرفته اند که اغلب شامل فرآیندهای شیمیایی یا انرژی بر است. لذا اصلاح این منابع با کمک جاذب های مقرون به صرفه و با صرف انرژی کم حایز اهمیت است. مطالعات گذشته نشان می دهند که بایوچار، بایوچارهای دارای پوشش فلز و کامپوزیت های کربن- فلز کارایی بالایی در حذف آلاینده کروم با غلظت 20 میلی گرم در لیتر از آب دارند  ولی تاکنون تاثیر این جاذب ها بر حذف این آلاینده ی آنیونی در غلظت های بالا مورد بررسی قرار نگرفته است.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش کارایی جاذب های مختلف (بایوچار، بایوچار دارای پوشش مس، بایوچار دارای پوشش آلومینیوم، بایوچار دارای پوشش آهن، کامپوزیت بایوچار- مس، کامپوزیت بایوچار- آلومینیوم و کامپوزیت بایوچار- آهن) بر حذف کروم با غلظت 300 میلی گرم در لیتر از آب مورد بررسی قرار گرفت. بایوچارهای دارای پوشش فلز از ترکیب فلزات (مس، آهن و آلومینیوم) با غلظت 10000 میلی گرم بر کیلوگرم با بایوچار تولید شده در دمای 600 درجه ی سانتی گراد و کامپوزیت های بایوچار- فلز مختلف از ترکیب این فلزات با کاه برنج و سپس حرارت دهی نمونه ها در دمای 600 درجه ی سانتی گراد تهیه شدند. به منظور تعیین کارایی جاذب ها، 5/0 گرم از هر جاذب با 40 میلی لیتر محلول کروم با غلظت 300 میلی گرم بر لیتر و 6= pH ترکیب شده و به مدت سه ساعت تکان داده شدند تا به تعادل رسیدند. سپس نمونه ها برای مدت 5 دقیقه با دور rpm 6000 سانتریفیوژ شده و فیلتراسیون، غلظت نهایی آلاینده قرایت شد و درصد حذف کروم محاسبه گردید.

    نتایج

    نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که تمامی جاذب های مورد استفاده، در حذف غلظت بالای کروم از آب موثر بودند. کمترین میزان حذف این آلاینده مربوط به نمونه بایوچار بود که تنها توانست 28/15 درصد از این آلاینده را از آب حذف نماید و بیشترین میزان حذف با استفاده از کامپوزیت بایوچار- آهن حاصل شد، که این جاذب 45/44 درصد از آلاینده را از محلول آبی حذف کرد. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش مشاهده می شود که بایوچارهای دارای پوشش فلز و کامپوزیت های بایوچار- فلز نسبت به جاذب بایوچار دارای کارایی بهتری در حذف کروم از آب می باشند. به طور مثال، کامپوزیت بایوچار- آهن و بایوچار دارای پوشش آهن توانستند به ترتیب 45/44 و 867/30 درصد از آلاینده ی کروم را از محلول آبی حذف کنند در حالی که بایوچار کاه برنج تنها قادر به حذف 28/15 درصد از این آلاینده از آب بود.

    بحث:

     نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که بایوچار پوشش دار شده با آهن و کامپوزیت بایوچار- آهن، نسبت به سایر نمونه های دارای پوشش سطحی و کامپوزیت های بایوچار-فلز دارای توانایی بیشتری در حذف آلاینده کروم از محلول آبی بوده است و توانسته است موفق تر عمل کند. بنابراین کاربرد این جاذب ها می تواند در اصلاح آب آلوده به این آلاینده موثر باشد.

    کلید واژگان: آلاینده آنیونی, بایوچار, بایوچار با پوشش فلزی, کامپوزیت بایوچار- فلز, جذب
    Maedeh Parichehre *, Fardin Sadeghzadeh, Bahi Jalili, MohammadAli Bahmanyar, Abd Wahid Samsuri
    Introduction

    The increase of various industries and the ever-increasing growth of the population of the planet have caused all kinds of contamination in the environment. One of the most important contaminants in water, which has many risks for human health and living organisms and important environmental risks, is anionic compounds in high concentration. Chromium is one of these contaminants that causes contamination in the environment and brings many risks to human health and other living organisms. Various methods have been evaluated to remove heavy metals from water, which often include chemical or energy-intensive processes. Therefore, it is important to modify these sources with the help of affordable adsorbents and with low energy consumption. Previous studies showed that biochar, metal-coated biochars and carbon-metal composites are highly effective in removing chromium contaminants with a concentration of 20 mg/liter from water, but so far the effect of these adsorbents on removing this anionic contaminant in high concentrations has not been investigated.

    Materials and Methods

    In this research, the efficiency of different adsorbents (biochar, copper-coated biochar, aluminum-coated biochar, iron-coated biochar, biochar-copper composite, biochar-aluminum composite and biochar-iron composite) on the removal of chromium, with a concentration of 300 mg per liter, from water was investigated. Metal-coated biochars were prepared from the combination of metals (copper, iron and aluminum) with a concentration of 10000 mg/kg with biochar produced at 600 degrees Celsius and various biochar-metal composites were prepared from the combination of these metals with rice straw and then the samples were pyrolyzed at 600 degrees Celsius. In order to determine the efficiency of the adsorbents, 0.5 grams of each adsorbent was mixed with 40 ml of chromium solution with a concentration of 300 mg/l and pH= 6 and shaken for three hours until they reached equilibrium. Then the samples were centrifuged for 5 minutes at 6000 rpm and after the filtration, the final concentration of the contaminant was obtained and the percentage of chromium removal was calculated.

    Results

    The results of the present study showed that all of the applied adsorbents were effective in removing high concentrations of chromium from water. The lowest removal rate of this contaminant was related to the biochar sample, which only removed 15.28% of this contaminant from water; And the highest amount of removal was achieved using iron composite, which removed 44.45% of the contaminant from the aqueous solution. According to the results of this research, it can be observed that coating biochar and rice straw with metals has been able to increase the efficiency of this adsorbent in removing chromium from water. For example, iron composite and iron-coated biochar were able to remove 44.45 and 30.86% of chromium contaminant from the aqueous solution, respectively, while rice straw biochar was only able to remove 15.28% of this contaminant from water.

    Discussion

    The results of present study showed that iron coated biochar and biochar-iron composite had more ability to remove chromium contaminant from aqueous solution than other metal coated biochars and biochar-metal composites and were able to perform more successfully. Therefore, the use of these adsorbents can be effective in the treatment of chromium-contaminated water.

    Keywords: Adsorption, Anionic contaminant, Biochar, Biochar-metal composite, Metal coated biochar
  • مائده پریچهره، فردین صادق زاده*، بهی جلیلی، محمدعلی بهمنیار، عبدالوحید سامسوری

    افزایش صنایع مختلف و رشد روزافزون جمعیت کره زمین سبب ایجاد انواع آلودگی در محیط زیست شده است. یکی از مهم ترین آلاینده های موجود در آب که خطرات متعددی بر سلامت انسان و موجودات زنده و خطرات مهم محیط زیستی دارد، ترکیبات آنیونی در غلظت زیاد است، بنابراین اصلاح این منابع حایز اهمیت است. بررسی ها نشان می دهد که کاربرد بایوچار و بایوچار دارای پوشش فلز به طور موثری منجر به حذف میزان قابل توجهی آلاینده از آب و خاک می شود، ولی تاکنون به صورت جامع تاثیر کامپوزیت کربن- فلز بر حذف آلاینده ها به ویژه ترکیبات آنیونی بررسی نشده است. در این پژوهش، تاثیر بایوچار، بایوچار دارای پوشش فلزی و کامپوزیت بایوچار- فلز بر حذف کروم از آب بررسی شد. بایوچارهای دارای پوشش فلز و کامپوزیت های بایوچار- فلز مختلف از ترکیب فلزات (مس، آهن و آلومینیم) با بقایای کشاورزی (کاه برنج) به صورت خام یا بایوچار تهیه شدند. انواع نمونه ها شامل بایوچار، بایوچار دارای پوشش مس، بایوچار دارای پوشش آلومینیم، بایوچار دارای پوشش آهن، کامپوزیت مس، کامپوزیت آلومینیم و کامپوزیت آهن بودند. در مرحله اول شرایط بهینه برای حذف آلاینده بررسی شد، سپس مقدار بهینه ای از جاذب ها و ماده آلاینده با غلظت 20 میلی گرم در لیتر و pH معادل 6 با هم ترکیب شده و به مدت 3 ساعت تکان داده شدند تا به تعادل رسیدند. پس از سانتریفیوژ کردن و فیلتراسیون، غلظت نهایی آلاینده قرایت و درصد حذف کروم محاسبه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که کاربرد کامپوزیت آهن و بایوچار دارای پوشش آهن توانست به ترتیب 32/90 و 717/93 درصد از فلز کروم شش ظرفیتی را از محلول آبی حذف کند، بنابراین کاربرد این جاذب ها می تواند آب آلوده به کروم شش ظرفیتی را اصلاح کند.

    کلید واژگان: آلاینده, جذب, کامپوزیت, بایوچار, بایوچار دارای پوشش فلزی
    Maedeh Parichehre, Fardin Sadeghzadeh *, Bahi Jalili, MohammadAli Bahmanyar, AbdWahid Samsuri

    The increase of various industries and the growth of the earth's population have caused various types of contamination in the environment. Anionic contaminants are one of the most important contaminants in water, which have many risks to human health and living organisms and also have many important environmental risks. Therefore, it is important to modify these resources. Studies showed that the use of biochar and metal-coated biochar effectively leads to the removal of a significant amount of contaminants from water and soil, but so far, the effect of carbon-metal composite on the removal of contaminants, especially anionic contaminants, has not been comprehensively investigated. In this research, the effect of biochar, metal-coated biochar and biochar-metal composite on the removal of chromium from water was investigated. Metal-coated biochars and various biochar-metal composites were prepared from the combination of metals (copper, iron and aluminum) with agricultural residues (rice straw) in raw form or as a biochar. The samples included Biochar, Copper-coated biochar, Aluminum-coated biochar, Iron-coated biochar, Copper composite, Aluminum composite, and Iron composite. In the first stage, the optimal conditions for contaminant removal were investigated, then an optimal amount of adsorbents and contaminant with a concentration of 20 mg/L and pH=6 were combined and shaken for three hours. until they reached equilibrium. After centrifugation and filtration, the final concentration of the contaminant was read and the chromium removal percentage was calculated. The results of the present research showed that the application of iron composite and iron-coated biochar could remove 90.32 and 93.71 percent of chromium pollutant from the aqueous solution, respectively. Therefore, the use of these adsorbents can remediate chromium-contaminated water.

    Keywords: Contaminant, Adsorption, Composite, Biochar, Metal coated biochar
  • سید مصطفی عمادی بالادهی*، فردین صادق زاده، محمد علی بهمنیار، بهی جلیلی

    عناصر کم مصرف با وجود این که به مقدار کم مورد نیاز گیاهان هستند، ولی نقش برجسته ای در رشد و نمو گیاهان دارند. با توجه به این که خاک های اکثر مناطق ایران دارای اسیدیته قلیایی و فقیر از عناصر کم مصرف هستند، اما کودهای آلی غنی شده از عناصر کم مصرف به واسطه داشتن مقادیر بالای عناصر پرمصرف نظیر نیتروژن و پتاسیم می تواند جایگزین مناسبی برای کودهای شیمیایی حاوی عناصر مذکور باشند. در این پژوهش اثر کود کمپوست گاوی غنی شده با ضایعات فلزی آهن و روی بر میزان آهن و روی قابل دسترس خاک های آهکی با بافت مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور آزمایشی به صورت اسپلیت پلات-فاکتوریل در طرح پایه بلوک های کاملا تصادفی اجرا شد. فاکتور اصلی شامل بافت خاک (سنگین، متوسط و سبک) و عوامل فرعی شامل کود کمپوست گاوی غنی شده با آهن و کود کمپوست گاوی غنی شده با روی در دو سطح صفر و 30 تن بر هکتار بودند. بر اساس نتایج حاصل از این آزمایش، کاربرد 30 تن بر هکتار کودهای کمپوست گاوی غنی شده با آهن و روی سبب افزایش میزان آهن و روی قابل جذب خاک به ویژه در بافت خاک سنگین شد که دلیل آن را می توان بالا بودن مواد آلی و در نتیجه افزایش میزان کلات شدن آن ها با اجزای آلی در این بافت خاک دانست. به علاوه کاربرد کود کمپوست گاوی غنی شده با آهن منجر به افزایش آهن قابل جذب در بافت های مختلف خاک شد. به طوری که در بافت خاک سنگین مقدار آن 3.8 برابر تیمار شاهد در همان بافت خاک شد. اثر متقابل کودهای کمپوست گاوی غنی شده با آهن و روی نیز سبب افزایش معنادار روی قابل جذب خاک ها نسبت به کاربرد مجزای این کودها شد و غلظت روی قابل جذب در بافت خاک سنگین این تیمار به 70.87 میلی گرم بر کیلوگرم رسید. بنابراین استفاده از کودهای آلی غنی شده با ضایعات فلزی آهن و روی جهت رفع کمبود این عناصر در خاک توصیه می شود.

    کلید واژگان: آهن قابل جذب, انکوباسیون, بافت خاک, عناصر کم مصرف, کود آلی غنی شده
    Seyed Mostafa Emadi Baladehi *, Fardin Sadeghzadeh, MohammadAli Bahmanyar, Bahi Jalili
    Introduction

    Although micronutrients are required by plants in small amounts, they play an important role in plant growth and development. Plant structure, plant enzyme system, formation and degradation of proteins, and production of plant hormones such as gibberellic acid and chlorophyll are affected by micronutrients including iron and zinc. The soil of most regions of Iran has an alkaline pH and is poor in terms of micronutrients, which has occurred as a result of lack of rainfall, a lot of salts such as carbonates and bicarbonates, unfavorable management of irrigation, destruction of vegetation, fallow, indiscriminate plowing, etc. Therefore, organic fertilizers enriched with micronutrients are suitable alternatives due to their high amounts of organic matter content, and their role in improving soil properties. Organic fertilizers have high amounts of macronutrients such as nitrogen and potassium but the amount of their micronutrients is relatively low. Therefore, mixing iron and zinc metals with the organic fertilizer induces the increased available iron and zinc in the organic fertilizer. The increase in the available concentration of iron and zinc can be due to reduction conditions by the organic fertilizer induced. Adding enriched fertilizers with iron and zinc metal scrap to the soil, while eliminating iron and zinc deficiency, reduces the cost of producing chemical fertilizers and their import, and prevents environmental pollution caused by the consumption of these fertilizers and the accumulation of metal scraps. Considering that the effect of fertilizers enriched with metal iron and zinc on the soil has not been studied so far, in this research, the effect of cow manure compost enriched with iron and zinc metal scraps on the concentrations of iron and zinc in soils with different textures was investigated.

    Materials and Methods

    In order to investigate the effect of cow manure compost enriched with iron and zinc metal particles on the amount of iron and zinc in soils with different textures, an experiment was carried out in the form of split plots-factorial in a completely randomized block design. The main factor includes soil texture in three types heavy, medium, and light texture. The secondary factors include iron-enriched cow manure compost and zinc-enriched cow manure compost in two levels of zero and 30 t ha-1. At first, the produced cow manure compost was passed through a two mm sieve to remove extra materials (gravel and straw pieces). For enrichment, two percent of iron and zinc scraps were added to 100 gr of dry matter of cow manure compost that was saturated in plastic containers and kept for 60 days under laboratory and moisture conditions. After the enrichment process, the cow manure compost with iron and zinc metal scraps of two percent was added to the soils with field moisture capacity in plastic containers after 60 days. Then, the soils were sampled and the available iron and zinc concentrations of the soils were measured.

    Results and Discussion

    The results showed that the use of iron-enriched cow manure compost led to an increase of available iron in different soil textures so that it reached 24.16 mg kg-1 in the heavy soil texture, which was 3.8 times greater than the control treatment in the same texture. Also, the addition of zinc-enriched cow manure compost could increase available iron up to 21.51 mg kg-1. Since this treatment contains highly soluble zinc, the soluble zinc can be placed on the surface of the soil colloids and thus increase the available iron. Cow manure compost treatment enriched with zinc also caused a 3499 % increase in available zinc in the heavy soil texture compared to the control treatment in the same soil texture. The reason for this increase in available iron and zinc can be related to the formation of chelate and complex with soil organic matter components. The interaction effect of cow manure compost enriched with iron and zinc caused a significant increase of available zinc in the soil compared to the application of these fertilizers alone, and the concentration of available zinc in the heavy soil texture reached 70.87 mg kg-1. This can be attributed to the high amount of zinc in zinc-enriched fertilizer (4538.7 mg kg-1) and the synergistic effect of iron-enriched fertilizer, which had a double effect on the chelation of zinc elements with organic matter in the soil.

    Conclusion

    Based on the results of this experiment, the application of 30 tons per hectare of cow manure compost enriched with iron and zinc metal scraps increased the amount of available iron and zinc in the soil, especially in the heavy soil texture. This issue is probably due to the higher content of organic substances and as a result of increasing their chelation rate with soil organic components. Therefore, it is recommended to use organic fertilizers enriched with iron and zinc along with metal scraps to solve the deficiency of these elements and improve the chemical properties of the soil according to environmental and economic considerations. Also, due to the addition of significant amounts of available iron and zinc to the soil by enriched cow manure compost, it is recommended to consume fewer amounts of enriched manure.

    Keywords: Available iron, Enriched organic fertilizer, Incubation, Micronutrients, Soil texture
  • کاظم عابدی، فائزه زعفریان*، رقیه حسن پور، فردین صادق زاده
    به‏منظور بررسی اثر بیوچار (زغال زیستی) بر گیاه‏پالایی کینوا در شرایط تنش کادمیوم، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار در سال 1399 اجرا شد. فاکتورهای این آزمایش شامل پنج سطح کادمیوم (صفر، 25 ، 50، 75 و 100 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک از منبع نیترات کادمیوم) و چهار نوع بیوچار (چوب انار و آلو، کاه گندم، چوب جنگل های شمال و شاهد) بودند. در این آزمایش وزن خشک ریشه و وزن خشک شاخساره به ترتیب 7/88 و 8/126 درصد در پاسخ به افزایش غلظت کادمیوم کاهش یافت. بیوچار چوب انار و آلو و بیوچار کاه گندم موجب افزایش وزن خشک ریشه (به ترتیب 8/18 و 40 درصد) و وزن خشک شاخساره (8/35 و 4/79 درصد) شدند. درحالی که بیوچار چوب جنگل های شمال 8/18 درصد وزن خشک ریشه و 8/31 درصد وزن خشک شاخساره را کاهش داد، با افزایش غلظت کادمیوم در خاک، ریشه و شاخساره کینوا به ترتیب 3/84883، 7/90634 و 4/115805 درصد افزایش یافت. کاربرد بیوچار چوب انار و آلو و بیوچار کاه گندم موجب کاهش غلظت کادمیوم قابل استفاده در خاک، غلظت کادمیوم در ریشه و شاخساره شدند. این درحالی بود که بیوچار چوب جنگل‏های شمال در همه سطوح بجز شاهد موجب افزایش غلظت کادمیوم قابل استفاده در خاک، غلظت کادمیوم در ریشه و شاخساره کینوا شد. با افزایش غلظت کادمیوم، شاخص تحمل 4/129 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. باتوجه‏به بالا بودن شاخص تحمل، فاکتور انتقال و فاکتور تجمع زیستی شاخساره می‏توان استفاده از این گیاه را در پالایش خاک توصیه کرد. همچنین، استفاده از بیوچار چوب انار و آلو و بیوچار کاه گندم باتوجه‏به اینکه موجب کاهش غلظت کادمیوم در خاک، ریشه و شاخساره شدند و همین‏طور از آنجایی که موجب بهبود عملکرد گیاه شدند می‏توانند به‏منظور تثبیت گیاهی و کاهش فلزات سنگین در اندام‏های گیاهی مورد استفاده قرار گیرند. از سوی دیگر، کاربرد بیوچار چوب جنگل‏های شمال با توانایی افزایش غلظت کادمیوم در خاک، ریشه و شاخساره می‏تواند به‏عنوان کمک‏کننده‏ای برای افزایش قابلیت استخراج گیاهی مورد استفاده قرار گیرد. باتوجه به نتایج این پژوهش می توان توصیه نمود که از بیوچار چوب انار و آلو و بیوچار کاه گندم در مزارع حاوی فلزات سنگین از قبیل کادمیوم به منظور کاهش تاثیر این فلز سنگین استفاده شود. از طرف دیگر، از کاربرد بیوچار چوب جنگل های شمال به واسطه افزایش تحرک فلزات سنگین در زمین های زراعی پرهیز شود.
    کلید واژگان: پالایش, زغال زیستی, شاخص تحمل, فاکتور انتقال, فلزات سنگین
    Kazem Abedi, Faezeh Zaefarian *, Roghayeh Hasanpour, Fardin Sadeghzadeh
    In order to evaluation of phytoremediation capability of Chenopodium quinoa Willd along with application of three types of biochar in cadmium contaminated soil, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with four replications in 2021. The treatments of this experiment include five levels of Cd (0, 25, 50, 75, and 100 mg Cd / kg soil from the source of cadmium nitrate) and four types of biochar (pomegranate and plum wood, wheat straw, North forest wood, and control). In this experiment, root dry weight and shoot dry weight decreased by 88.7 and 126.8% in response to increasing cadmium concentration, respectively. Pomegranate and plum wood biochar and wheat straw biochar increased root dry weight (18.8% and 40%, respectively) and shoot dry weight (35.8% and 79.4%, respectively). While the North forest wood biochar reduced root dry weight by 18.8% and shoot dry weight by 31.8%, with increasing cadmium concentration in soil, roots and shoots of quinoa increased by 484883.3, 90634.7, and 115805.4%, respectively. Application of pomegranate and plum wood biochar and wheat straw biochar reduced the concentration of cadmium usable in soil, cadmium concentration in roots and shoots. While, the North forest wood biochar on all levels, except the control, increased the concentration of usable cadmium in the soil, the concentration of cadmium in the roots and shoots of quinoa. With increasing cadmium concentration, tolerance index decreased by 129.4% compared to control. Due to the high tolerance index, translocation factor and bioaccumulation factor, the use of this plant in remediation can be recommended. On the other hand, the use of pomegranate and plum wood biochar and wheat straw biochar can reduce the concentration of cadmium in soil, root and shoot, as well as can improve plant yield, therefore, can be used for phytostabilization and reduce heavy metals in plant organs. On the other hand, the use of North forest wood biochar with the ability of increasing the concentration of cadmium in the soil, root and shoot can be used as an aid to increase of plant extraction. According to the results of this study, farmers can be advised to use pomegranate and plum wood biochar and wheat straw biochar in fields containing heavy metals such as cadmium to reduce these heavy metals. On the other hand, the use of North forest wood biochar should be avoided due to increased mobility of heavy metals in the fields.
    Keywords: Biochar, Heavy metals, remediation, Tolerance Index, Translocation factor
  • سید مصطفی عمادی بالادهی*، فردین صادق زاده، محمدعلی بهمنیار، بهی جلیلی

    ضایعات فلزی به عنوان اصلی ترین ضایعات صنعتی از جمله پسماندهای جامد با ارزش محسوب می شوند. کودهای آلی نیز با اینکه دارای عناصر متعدد و میزان کربن آلی بالا هستند اما از نظر بعضی عناصر غذایی از جمله آهن و روی نسبتا فقیر هستند. از این رو اختلاط این کودها با ضایعات فلزی آهن و روی می تواند علاوه بر جلوگیری از اثرات مخرب زیست محیطی، منجر به افزایش غلظت این عناصر در کود شود. در این پژوهش اثر رطوبت های مختلف بر افزودن ضایعات فلزی آهن و روی به کود کمپوست گاوی مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور آزمایشی به صورت اسپلیت پلات-فاکتوریل در طرح پایه بلوک های کاملا تصادفی اجرا گردید. فاکتور اصلی شامل رطوبت در سه سطح اشباع، نصف اشباع و ربع اشباع و فاکتورهای فرعی شامل ضایعات آهن و ضایعات روی در سه سطح 0 و 0/2 و 2 درصد بودند. پس از اعمال رطوبت ها به 100 گرم وزن خشک کود کمپوست گاوی درون ظروف پلاستیکی و افزودن درصدهای مختلف ضایعات آهن و روی که دارای فرم فلزی بودند، به مدت 60 روز با حفظ رطوبت اولیه خوابانده شدند. بر اساس نتایج، غلظت آهن قابل جذب کود در رطوبت اشباع بیشترین میزان را در تمامی تیمارها دارا بود. بطوریکه در تیماری که ضایعات آهن 2 درصد به تنهایی مصرف شده بود، آهن قابل جذب در بیشترین میزان خود 4/3 برابر تیمار شاهد در همان رطوبت بود. همچنین مشخص شد کاربرد ضایعات روی سبب کاهش قابل توجه میزان آهن قابل جذب کود به ویژه در تیمارهای دارای ضایعات روی 2 درصد گردید. در مقابل روی قابل جذب در تیماری که ضایعات روی 2 درصد به تنهایی بکار رفته بود تا 4538/6 میلی گرم بر کیلوگرم رسید. از این رو استفاده از ضایعات فلزی آهن و روی به ویژه در رطوبت اشباع جهت غنی سازی کودهای آلی توصیه می شود.

    کلید واژگان: ضایعات فلزی, رطوبت, عناصر کم مصرف, انکوباسیون, کود آلی
    Seyed Mostafa Emadi Baladehi *, Fardin Sadeghzadeh, MohammadAli Bahmanyar, Bahi Jalili
    Introduction

    Metal scrap is one of the most important materials in urban and especially industrial waste, which constitutes 70% of the total industrial waste. Metal scrap trade has been the main source of heavy metal production and pollution in the environment. In addition, metal scrap has properties of toxicity, pathogenicity, reliability in the environment and even in the body of living beings and corrosiveness. Therefore, by reusing these metals, environmental pollution will be prevented, and energy consumption and greenhouse gas emissions will be reduced. Also, metal scrap recycling can prevent the extraction of ore and raw materials and preserve non-renewable mineral resources. On the other hand, cow manure compost, as a material that is a product of cow manure composting, has a very variable composition, the range of its elements depends on several factors such as livestock feeding, type of keeping and processing of cow manure, type of composting. Organic fertilizers have high amounts of macronutrients such as nitrogen and potassium, but they are relatively poor in terms of micronutrients. Accordingly, mixing organic fertilizers with metal scraps of iron and zinc can lead to an increase in the concentration of these elements in the fertilizer by forming complexes and chelates in the fertilizer. Adding metal scraps of iron and zinc to organic fertilizers causes iron to be chelated by the organic parts of the fertilizer, such as fulvic acid and humic acid, which have low molecular weight. This process occurs as a result of the effect of organic materials in creating reductive conditions, which depends on factors such as acidity, oxidation and reduction potential, the amount and type of organic compounds, and the type of iron and zinc scraps. Furthermore, as a result of increasing moisture and creating saturated conditions, the amount of oxygen in the fertilizer decreases and is consumed by aerobic microorganisms to the extent that it reduces the redox potential and creates reductive conditions. In this situation, anaerobic microorganisms use oxidized substrates as electron acceptors and change the capacity of elements such as trivalent iron and tetravalent manganese to divalent iron and manganese by consuming protons. Organic fertilizers, having high organic matter, cause a further decrease of the redox potential and facilitate the aggravation of the reduction conditions and the change of the element capacity. The purpose of this research is the effect of different moisture levels on the enrichment of cow manure compost by using metal scraps of iron and zinc.

    Methodology

    To study this research, a split-plot-factorial experiment was conducted in the basic design of completely randomized blocks with 3 replications. The main factor of the design was moisture, which included 3 moisture levels of saturation, half saturation, and quarter saturation, and the secondary factors included iron scrap and zinc scrap, each of which had 3 levels with percentages of 0, 0.2, and 2. Also, the treatments of sub-factors in 9 levels were as follows:1- iron particles 0% + zinc particles 0% (control), 2- iron particles 0% + zinc particles 0.2%, 3- iron particles 0% + zinc particles 2%, 4- iron particles + 0.2% 0% zinc particles, 5-2% iron particles + 0% zinc particles, 6-0.2% iron particles + 0.2% zinc particles, 7-0.2% iron particles + 2% zinc particles, 8-particles 2% iron + 0.2% zinc particles and 9-2% iron particles + 2% zinc particles.The cow compost manure used in this research consisted of cow manure and wheat straw. To prepare the compost, the cow manure produced was stored and decomposed for three months, then the manure that was relatively decomposed was composted using the Windrow method. After that, the produced compost was passed through a 2 mm sieve to remove extra materials such as gravel and wood pieces. To prepare the treatments, first, 100 grams of dry matter of cow manure compost was saturated with distilled water, the volume of distilled water was equal to 240 ml, and its weight humidity was equal to 200%. Accordingly, 120 ml of distilled water was used for the half-saturated moisture level (humidity equal to 100%) and 60 ml of distilled water was used for the quarter-saturated moisture level (humidity equal to 50%). Then iron and zinc scraps that had a metallic form were added to 100 grams of compost dry matter that was moistened in plastic containers. In the following, the samples were incubated for 60 days at a temperature of 25 ± 3 and and during this period, the weight moisture of the treatments was measured every 5 days and the treatments were moisturized to maintain the initial moisture. At the end of the incubation, the treatments were air-dried and their available iron and zinc concentrations were measured.

    Results and Discussion

    The results show that the amount of available iron in saturated moisture was higher than the other two moistures, which is probably due to the reduction of trivalent iron to divalent iron and the reduction of redox potential and, consequently, the increase in the solubility of iron metal compounds in fertilizer. On the other hand, no significant difference between available iron in the treatments was observed in half-saturated and quarter-saturated moistures, which can be attributed to the lack of reduction conditions and no change in iron capacity and its available amount. The results also indicated that with the use of iron scrap, the amount of available iron increases significantly, which increased with the use of more scrap i.e. 2% iron and the application of saturated moisture. Thus, in the treatment of 2% iron particles + 0% zinc particles, the highest amount of available iron was observed with the amount of 756.2 mg/kg, which increased by 335% compared to the control treatment at the same moisture. The addition of zinc scrap, either as a separate application or with simultaneous application with iron scrap, caused a decrease in the available concentration of iron. This result is probably due to the high content of zinc compared to iron and the competition of elements in the DTPA extract. From the obtained data, it can be concluded that the saturated moisture had an effect on the available concentration of zinc only in 2% zinc scrap treatments, and other treatments were not affected by the increase in moisture. The use of zinc scrap separately increased the available amount of zinc, qua in the saturation treatment of 0% iron particles + 2% zinc particles, it reached 4538.7 mg/kg. Probably due to the large supply of zinc scrap, the predominant form of which is zinc oxide, which has high solubility, and as a result, the interaction between the conditions of reduction and chelation of zinc element occurred. It was also found that the use of iron scrap increased the amount of available zinc either as a separate application or in interaction with zinc scrap. This is the case in the treatments of 0.2% iron particles + 2% zinc particles (5388.9 mg/kg) and 2% iron particles + 2% zinc particles (the highest amount of available zinc in fertilizer with 6363.2 mg/kg).

    Conclusion

    The results of this research indicate the positive effect of adding metal scraps of iron and zinc in saturated moisture to cow manure compost. The application of iron and zinc scraps separately caused a significant increase in the available amount of iron and zinc in the fertilizer. However, their simultaneous application caused a decrease in available iron and a further increase in available zinc in fertilizer. Due to the fact that metal scraps of iron and zinc have low solubility and on the other hand, organic fertilizers with high amounts of organic matters cause the formation of complexes and chelation, as well as increase the solubility of metal scraps, and as a result, it causes a significant increase in the amount of available iron and zinc, which This increases significantly in high moisture and reduction conditions. Therefore, the use of metal scraps of iron and zinc in saturated moisture has a significant effect on the enrichment of organic fertilizers with these elements and can be a good solution for the reuse of metal scraps.

    Keywords: Metal scrap, Moisture, Micronutrients, Incubation, Organic fertilizer
  • مهرداد رنجبر*، فردین صادق زاده، مصطفی عمادی، مهدی قاجار سپانلو، عبدالغفور احمدپور داشلی برون

    به منظور بررسی تاثیر کاربرد انواع بیوچار و کود شیمیایی بر رشد، غلظت سیلیسیم و برخی عناصر غذایی ضروری نیشکر، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه شرکت کشت و صنعت امام خمینی (ره) خوزستان در سال زراعی 1399 انجام شد. عوامل آزمایشی شامل انواع بیوچار (باگاس نیشکر، پوسته برنج، کاه برنج، کاه گندم و چوب نراد) و کودهای شیمیایی ((شاهد)، (نیتروژن، فسفر و پتاسیم)، (نیتروژن و فسفر)، (نیتروژن و پتاسیم)، (فسفر و پتاسیم)، (نیتروژن)، (فسفر)، (پتاسیم)) بود. نتایج نشان داد که اثر برهم کنش تیمارهای بیوچار و کود شیمیایی بر غلظت سیلیسیم، فسفر و پتاسیم گیاه در سطح یک درصد و بر نیتروژن گیاه در سطح پنج درصد معنی دار بود. هم چنین اثر برهم کنش تیمارهای بیوچار و کود شیمیایی بر وزن تر و خشک گیاه در سطح یک درصد و بر ارتفاع گیاه در سطح پنج درصد معنی دار شد. بیش ترین غلظت سیلیسیم گیاه مربوط به تیمارهای بیوچار کاه برنج به همراه نیتروژن، فسفر و پتاسیم و بیوچار کاه برنج به همراه نیتروژن و فسفر بود. تیمار بیوچار کاه برنج به همراه نیتروژن، فسفر و پتاسیم بیش ترین غلظت نیتروژن و فسفر گیاه را به خود اختصاص داد که نسبت به شاهد غلظت نیتروژن را 49 و غلظت فسفر را 36 درصد افزایش داد. بیش ترین ارتفاع و وزن تر گیاه مربوط به تیمار بیوچار کاه برنج به همراه نیتروژن، فسفر و پتاسیم بود. با توجه به نتایج به دست آمده، استفاده از بیوچار به همراه کودهای شیمیایی برای افزایش رشد و غلظت برخی عناصر غذایی نیشکر توصیه می شود.

    کلید واژگان: باگاس نیشکر, پوسته برنج, کاه برنج, نیتروژن, وزن خشک
    Mehrdad Ranjbar *, Fardin Sadegh-Zadeh, Mostafa Emadi, Mehdi Ghajar Sepanlou, Abdolghafour Ahmadpour Dashliboroun

    In order to investigate the effect of different biochar and chemical fertilizers on growth and nutrient concentrations of sugarcane, a factorial layout has been conducted based on a randomized complete block design with three replications in the greenhouse of Imam Khomeini Agro-Industrial Company in Khuzestan during 2020. The experimental factors include biochar types (sugarcane bagasse, rice husk, rice straw, wheat straw and wood chips) and Chemical fertilizers ((control), (Nitrogen, Phosphorus and Potassium), (Nitrogen and Phosphorus), (Nitrogen and Potassium), (Phosphorus and Potassium), (Nitrogen), (Phosphorus), (Potassium)). The effect of interaction between biochar and chemical fertilizer treatments on the concentration of silicon, phosphorus and potassium of the plant has been significant at one percent and on the concentration of plant nitrogen at five percent. Also, the effect of interaction between biochar and chemical fertilizer treatments on fresh and dry weight of the plant has been significant at one percent and on plant height at five percent. The highest concentration of Si has been gained from the treatments of mixture of rice straw biochar and nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer, mixture of rice straw biochar and nitrogen and phosphorus fertilizer. Compared to the control, the treatments of mixture of rice straw biochar and nitrogen, phosphorus, and potassium fertilizer have had the highest concentration of nitrogen and phosphorus in the plant, increasing the concentration of nitrogen and phosphorus by 49% and 36%, respectively. The highest height and fresh weight of the plant are related to the treatments of mixture of rice straw biochar and nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer. According to the results, the application of biochar and chemical fertilizers mixture is recommended to increase the growth and nutrient concentrations of sugarcane.

    Keywords: dry weight, nitrogen, Rice Husk, rice straw, Sugarcane Bagasse
  • مهرداد رنجبر، فردین صادق زاده*، سید مصطفی عمادی، مهدی قاجارسپانلو، عبدالغفور احمدپور داشلی برون

    سابقه و هدف:

     بسیاری از خاک های کشاورزی ایران به علت مدیریت نامناسب از جمله سیستم تک کشتی و عدم رعایت تناوب زراعی، خروج کامل بقایای گیاهی از مزرعه و اقلیم خشک و نیمه خشک و عدم کاربرد کودها و اصلاح کننده های آلی از نظر ماده آلی فقیر هستند. مصرف بی رویه کودهای شیمیایی به منظور افزایش میزان تولیدات کشاورزی به ویژه در بخش زراعی موجب بروز پیامدهای نامطلوب زیست محیطی می شود. امروزه با توسعه کشاورزی ارگانیک، استفاده از ترکیبات آلی برای کاهش استفاده از کودهای شیمیایی مورد توجه قرار گرفته است. نیشکر یک گیاه تجمع کننده سیلیسیم است و مدیریت ضعیف در کشت نیشکر می تواند سبب کاهش سیلیسیم قابل دسترس شود. یکی از مهم ترین اصلاح کننده های آلی برای بهبود ویژگی های خاک، محتوای کربن و بهبود غلظت سیلیسیم قابل دسترس، زغال زیستی می باشد. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر کاربرد انواع زغال زیستی بر غلظت سیلیسیم و برخی عناصر غذایی ضروری خاک دارای بافت لوم رسی سیلتی بود.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تاثیر کاربرد انواع زغال زیستی بر غلظت سیلیسیم و برخی عناصر غذایی ضروری خاک دارای بافت لوم رسی سیلتی، طرح آزمایشی به صورت آزمایش فاکتوریل، با دو فاکتور زغال زیستی و کود شیمیایی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه شرکت کشت و صنعت نیشکر امام خمینی (ره) خوزستان اجرا شد. زغال های زیستی مورد استفاده در این پژوهش باگاس نیشکر، پوسته برنج، کاه برنج، کاه گندم و چوب نراد بودند که گرماکافت آن ها در کوره الکتریکی در دمای 300 درجه سانتیگراد و به مدت 3 ساعت گرماکافت انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل شاهد (بدون مصرف زغال زیستی و کود شیمیایی)، زغال زیستی ، کودهای شیمیایی و زغال زیستی به همراه کودهای شیمیایی بود. زغال های زیستی در سطح یک درصد وزنی به خاک اضافه شدند و تیمارها به مدت سه ماه در رطوبت ظرفیت زراعی انکوباسیون شدند. در پایان دوره انکوباسیون غلظت عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، سیلیسیم، آهن، منگنز، مس و روی اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج آزمایش نشان داد که اثر تیمارها بر غلظت عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، سیلیسیم، آهن، منگنز، مس و روی در خاک معنی دار بود. تیمار زغال زیستی کاه برنج به همراه نیتروژن، فسفر و پتاسیم (RSB+NPK) بیشترین غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم خاک را داشت. بیشترین غلظت سیلیسیم خاک مربوط به تیمارهای زغال زیستی کاه برنج به همراه نیتروژن، فسفر و پتاسیم (RSB+NPK)، زغال زیستی کاه برنج به همراه نیتروژن و فسفر (RSB+NP) و زغال زیستی کاه برنج به همراه فسفر (RSB+P) بود که بین این تیمارها و تیمارهای زغال زیستی کاه برنج به همراه فسفر و پتاسیم (RSB+PK) و زغال زیستی کاه برنج (RSB) اختلاف معنی داری وجود نداشت.

    نتیجه گیری

    به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد تیمارهای دارای زغال زیستی (زغال زیستی به تنهایی و یا همراه کود شیمیایی) نسبت به تیمارهای بدون زغال زیستی (شاهد و کود شیمیایی) تاثیر بیشتری در افزایش غلظت قابل دسترس عناصر غذایی در خاک داشتند. در بین زغال های زیستی نیز، زغال های زیستی کاه برنج، باگاس نیشکر و پوسته برنج در افزایش غلظت عناصر غذایی موثرتر بودند. به طور کلی می-توان نتیجه گیری کرد به دلیل اینکه زغال زیستی منبع غنی از این عناصر غذایی است و تاثیر مثبتی که بر ویژگی های خاک دارد می تواند به عنوان یک عامل موثر در جهت بهبود حاصلخیزی خاک استفاده شود.

    کلید واژگان: گرماکافت, حاصلخیزی, کربن خاک, کود شیمیایی
    Mehrdad Ranjbar, Fardin Sadegh-Zadeh *, Seyed Mostafa Emadi, Mehdi Ghajar Sepanlou, Abdolghafour Ahmadpour Dashliboroun
    Background and objectives

    Most of the Iranian soils are poor in organic matter due to poor management; including monoculture system and lake of crop rotation, removal of plant residues from the field, arid and semi-arid climates and non-utilization of organic fertilizers and organic amendment. Improper use of chemical fertilizers to increase agricultural production has initiated environmental issue and diminish soil fertility. Nowadays, with the development of organic farming, the use of organic amendments to replace the application of chemical fertilizers took a pay attention. The sugarcane is a plant that accumulates silicon. The poor management of sugarcane cultivation can reduce available silicon. Biochar is one of the most important organic compounds for improving soil properties, carbon content and improving the concentration of available silicon. The aim of this study was to investigate the effects of biochar types application on the concentrations of silicon and some essential elements of the sugarcane field soil.

    Materials and methods

    In order to investigate the effects of biochar types application on the concentration of silicon and some essential nutrients in the sugarcane field soil, an experimental design was carried out as a factorial experiment based on a randomized complete design with two factors including biochar and chemical fertilizer in a completely randomized design with three replications in the greenhouse of Imam Khomeini Agro-Industrial Company in Khuzestan. The applied biochar was included sugarcane bagasse, rice husk, rice straw, wheat straw and dicer wood chips, which were produced at 300 °C for 3 hours in a pyrolysis furnace. Experimental treatments included the control (soil without any biochar or chemical fertilizers), biochar, chemical fertilizers and mixture of biochar and chemical fertilizers. Biochar was added to the soil based on one percent weight and the treatments were incubated for three months in the field capacity water content. At the end of the incubation period, the concentrations of nitrogen, phosphorus, potassium, silicon, iron, manganese, copper and zinc were measured.

    Results

    The results showed that the effects of treatments on the concentration of nitrogen, phosphorus, potassium, silicon, iron, manganese, copper and zinc in the soil was significant. The mixture of rice straw biochar and nitrogen, phosphorus and potassium from chemical fertilizer sources (RSB + NPK) treatment had the highest available concentration of nitrogen, phosphorus and potassium in the soil. The highest available soil silicon concentrations were related to the treatments of mixture of rice straw biochar and nitrogen, phosphorus and potassium from chemical fertilizer sources (RSB + NPK), mixture of rice straw biochar and nitrogen and phosphorus from chemical fertilizer sources (RSB + NP) and mixture of rice straw biochar and phosphorus from chemical fertilizer sources (RSB + P). There was no significant difference between these treatments and treatments of rice straw biochar along with phosphorus and potassium (RSB + PK) and rice straw biochar (RSB).

    Conclusion

    In general, the results of this study showed that treatments with biochar (either biochar alone or mixture of biochar and chemical fertilizer) increased the available concentration of soil nutrients more than treatments without biochar (control and chemical fertilizer). Among the biochars, rice straw biochar, sugarcane bagasse biochar and rice husk biochar were most useful to increase the available concentration of nutrients. In general, it can be concluded that because biochar is a rich source of the nutrients and has a positive effect on soil properties, Hence, it can be used as useful material factor to improve soil fertility.

    Keywords: Pyrolysis, Fertility, Soil carbon, Chemical Fertilizer
  • افسانه قاسمیان سوربنی، فردین صادق زاده، مهدی قاجارسپانلو، بهی جلیلی، سید مصطفی عمادی
    سابقه و هدف

    آبشویی خاک تکنیکی موثر جهت خروج فلزهای سنگین با استفاده از آب یا هر سیال دیگر است ولی بایستی توجه کرد که شناسایی عامل آبشویی سازگار با محیط‌زیست اهمیت بسیار بالایی دارد. کارایی این تکنیک به عوامل متعددی مربوط می‌شود اما پژوهشگران به دنبال موادی هستند که کمترین تاثیر مخرب را بر محیط‌زیست داشته باشد. با توجه به اینکه تاکنون تحقیقی روی اثر کربن آلی محلول استخراج شده از کود مرغی و باگاس نیشکر بر آبشویی سرب از خاک آلوده گزارش نشده است، هدف از این تحقیق بررسی آبشویی سرب از خاک آلوده توسط کربن آلی محلول استخراج شده از باگاس نیشکر و کود مرغی بود.

    مواد و روش‌ها

    در این تحقیق آزمایشی جهت بررسی کارایی کربن آلی محلول استخراج شده از کود مرغی و باگاس نیشکر جهت خروج سرب از خاک آلوده معدن در نظر گرفته شد. بدین منظور آزمایش آبشویی گسسته و تعادلی به نسبت 20:1 (خاک : عصاره) در غلظت‌های مختلف کربن آلی محلول (50، 100، 200، 400، 800 ، 1000، 2000 میلی‌گرم بر لیتر) ، pH (4، 6، 7، 8، 10) و زمان (5/0، 1، 2، 4 ساعت) انجام شد. بهترین نتایج آبشویی سرب خاک حاصل از آزمایش گسسته و تعادلی به ستون آبشویی(آبشویی پیوسته و غیرتعادلی) منتقل شد و با دو نوع آبشویی به صورت متوالی و متناوب در ستون خاک بررسی شد. در هر دو نوع آبشویی متناوب و متوالی میزان خروج سرب خاک آلوده در دو عصاره کود مرغی و عصاره باگاس نیشکر بررسی شد.

    یافته‌ها

    نتایج نشان داد، کاربرد عصاره کود مرغی در رژیم متناوب آزمایش پیوسته غیرتعادلی، موجب خروج بالاترین میزان سرب از خاک آلوده (65/135 میلی‌گرم بر کیلوگرم) شد. در این آزمایش میزان خروج سرب توسط کربن آلی محلول ناشی از عصاره باگاس به دلیل ماهیت گروه‌های عاملی عصاره در تثبیت سرب تغییرزیادی نداشت. در آزمایش گسسته تعادلی، بیشترین سرب خروجی(55 میلی‌گرم بر کیلوگرم) مربوط به کاربرد غلظت 2000 میلی‌گرم بر لیتر کربن آلی محلول ناشی از عصاره کودمرغی در pH برابر 8 بود. میزان سرب خروجی با کاربرد 400 میلی‌گرم بر لیتر کربن آلی محلول ناشی از عصاره باگاس نیشکر در pH برابر 7 به میزان 20 میلی‌گرم در کیلوگرم بود.

    نتیجه گیری

    استفاده از کربن آلی محلول عصاره کود مرغی با توجه به ماهیت گروه‌های عاملی آن، میزان قابل توجهی از سرب خاک آلوده مدنظر را خارج کرد اما استفاده از این نوع باگاس نیشکر در آبشویی سرب در غلظت‌های مختلف کارایی چندانی نداشت.

    کلید واژگان: آبشویی, سرب, کربن آلی محلول, کود مرغی, باگاس نیشکر
    Afsaneh Ghasemian Sorboni, Fardin Sadegh zadeh, mahdi Ghajar Sepanlu, bahi jalili, Seyed Mostafa Emadi
    Background and Objective

    The leaching is an effective method for the removal of heavy metals using water or any other fluid. However, it is vital to identify the environmentally friendly leaching agent. The effectiveness of this technique depends on several factors. The researchers are looking for substances that have the least harmful impact on the environment. There is no reported study on the effects of dissolved organic carbon extract from poultry manure and sugarcane bagasse on leaching of Pb from contaminated soil. Therefore, the objective of this study was to investigate the leaching of Pb from mine contaminated soil as affected by dissolved organic carbon derived from poultry manure and sugarcane bagasse. .

    Materials and Methods

    In this study, an experiment was conducted to evaluate the efficiency of dissolved organic carbon derived by poultry manure and sugarcane bagasse to remove Pb from contaminated soil. For this purpose, the leaching and batch equilibrium experiments with the ratio of 1:20 (soil:extract) and different concentrations of dissolved organic carbon (50, 100, 200, 400, 800, 1000, 2000 mg/l), pH (4, 6, 7 , 8, 10) and time (0.5, 1, 2, 4 hours) were carried out. The best results of soil Pb leaching and batch equilibrium experiments were chosen for the leaching column (continuous and intermittent leaching) experiment. In both of continuous and intermittent leaching experiments, the Pb leaching with two types of extracts was investigated.

    Results

    The results showed that the application of dissolved organic carbon derived from poultry manure initiated highest Pb leaching from mine contaminated soil in the both of continuous and intermittent leaching experiments. The intermittent leaching, resulted in the highest amount of Pb leaching from the contaminated soil (135.65 mg/kg) compare to continuous leaching experiments. In leaching experiment, the content of Pb leaching by dissolved organic carbon derived from bagasse did not change considerably. In the batch equilibrium experiment, the highest Pb leaching (55 mg/kg) was related to the application of 2000 mg/l dissolved organic carbon derived from poultry manure at pH 8. The amount of Pb leaching with the application of 400 mg/l of dissolved organic carbon derived from sugarcane bagasse at pH 7 was 20 mg/kg.

    Conclusion

    According to the results, the application of dissolved organic carbon derived from poultry manure removed a significant content of Pb from mine contaminated soil. However, the application of dissolved organic carbon from this type of sugarcane bagasse for Pb leaching was not effective.

    Keywords: Leaching, Pb, Dissolved organic carbon, Poultry manure, sugarcane bagasse
  • Maryam Jenabiyan, Hemmatollah Pirdashti*, MohammadAli Tajick Ghanbary, Fardin Sadegh Zadeh

    To better understanding, the physiological and biochemical mechanisms of Trichoderma longibrachiatum (TL) and spermidine (SPD) polyamine treatment on cadmium (Cd) tolerance phytoremediation in purslane (Portulaca oleracea) plant and the activity of anti-oxidants enzyme (CAT, APX, POX, SOD), hydrogen peroxide and proline content as well as determination cadmium accumulation in shoots, roots, soil and their ratio to each other, a factorial experiment was performed in a completely randomized design with three replications and three treatments. In the current study, mitigative roles of SPD and TL were assessed in Cd stressed Portulaca oleracea plants. SPD (1, 0.5, and 1 mM) was applied after 20 days of sowing on the branches and leaves of plants inoculated or without TL inoculating in the presence of Cd (0, 30, 60 and 90 mg.kg-1). Cd stress and coexistence with TL increased the activity of antioxidant enzymes and leaf soluble protein in purslane plants. Also, the application of SPD, especially at 0.5 mM, resulted in a higher increase in leaf protein under cadmium stress in inoculated plants. Proline parameter responds differently to TL. SPD application reduced the severity of these changes. The amount of H2O2 was significantly reduced in plants when treated by both TL and SPD. Significant differences were observed between 0.5 and 1 mM of SPD in terms of the Cd uptake in the TL inoculated purslane shoots. Inoculated purslane plants treated by either 0.5 or 1 mM of SPD had lower Cd uptake and greater BF. In general, the results showed a synergetic effect between TL fungi and SPD application on improving the Cd phytoremediation in the purslane plant.

    Keywords: Antioxidant enzymes, Cadmium toxicity, Phytoremediation, Purslane, Spermidine, Trichoderma
  • مریم جنابیان، همت الله پیردشتی*، محمدعلی تاجیک قنبری، فردین صادق زاده

    کادمیوم از رایج ترین فلزات سنگین در مناطق آلوده می باشد که با ورود به زیست بوم و زنجیره غذایی، اثرات اکولوژیکی زیانباری بر موجودات زنده بر جای خواهد نهاد. با توجه به خطر افزایش عناصر سنگین در خاک های کشاورزی و به دنبال آن حضور در گیاهان دارویی همچون خرفه (.Portulaca oleracea L)، پژوهشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار جهت بررسی واکنش رشد رویشی و پارامترهای فیزیولوژیک و آنزیمی این گیاه دارویی نسبت به افزایش غلظت کادمیوم (از صفر تا 275 میلی گرم در کیلوگرم) در خاک اجرا گردید. نتایج نشان داد که صفات رویشی، رنگیزه های فتوسنتزی، میزان پروتئین محلول و محتوی نسبی آب برگ با افزایش غلظت کادمیوم کاهش و میزان تولید مالون دی آلدیید، پراکسید هیدروژن و پرولین افزایش نشان داد. همچنین روند تغییرات فعالیت سه آنزیم پراکسیداز (POX)، آسکوربات پراکسیداز (APX) و سوپراکسیددیسموتاز (SOD) در سطوح پایین سمیت افزایش و در سطوح بالاتر به صورت کاهشی بود. گیاه خرفه به مقادیر بالاتر کادمیوم حساسیت بیشتری نشان داد، به طوریکه شیب تغییرات بیشتر متغیرهای مورد مطالعه از جمله وزن خشک اندام های رویشی، میزان رنگیزه های فتوسنتزی، پرولین، پروتئین محلول برگ و پراکسیدهیدروژن در سطوح پایین کادمیوم (محدوده صفر تا حدود 60 میلی گرم در کیلوگرم خاک) کمتر بود و پس از آن با شیب بیشتری ادامه یافت. در مجموع نتایج حاکی از قدرت رشد گیاه دارویی خرفه تا سطح 275 میلی گرم در کیلوگرم کادمیوم خاک بود. با این حال در غلظت های بالاتر از حدود 60 میلی گرم، تجمع ماده خشک و کارکرد سیستم های دفاعی گیاه بیش از 50 درصد کاهش نشان داد.

    کلید واژگان: آنتی اکسیدان, رنگیزه های فتوسنتزی, پرولین
    Maryam Jenabiyan, Hemmatollah Pirdashti*, MohammadAli Tajik Ghanbary, Fardin Sadeghzadeh

    Cadmium is one of the most commonly used heavy metals in the contaminated areas which entered in the ecosystem and the food chains and will have ecological harmful effects on living organisms. Considering the risk of increasing heavy elements in agricultural soils and subsequent exposure to medicinal plants such as purslane (Portulaca oleracea L.), a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. The aim of the presented study was to study the vegetative growth response and the physiological and enzymatic parameters of this medicinal plant in comparison with the increase of cadmium concentration (0 to 275 mg/kg) in the soil. The results showed that vegetative traits, photosynthetic pigments, soluble protein content and relative water content of leaf decreased with increasing cadmium concentrations while increased the levels of malondialdehyde, hydrogen peroxide and proline. Also, the changes in the activity of the three enzymes of peroxidase (POX), ascorbate peroxidase (APX) and superoxide dismutase (SOD) increased at lower levels of toxicity while decreased at higher levels. Purslane was more sensitive to higher levels of cadmium, so that gradient of more studied variables like dry weight of vegetative organs, the photosynthetic pigments, proline, soluble protein and hydrogen peroxide at low levels of cadmium (ranging from zero up to 60 mg/kg) was lower and then continued with a more slope. Overall, the results showed that the purslane medicinal plant has the ability to grow up to 275 mg per kg of cadmium in the soil. However, at concentrations higher than about 60 mg, the accumulation of dry matter and the functioning of the plants defense systems decreased by more than 50%.

    Keywords: Antioxidant, Photosynthetic pigments, Proline
  • ندا الماسی جاویدی، بهی جلیلی*، فردین صادق زاده، سروش سالک گیلانی

    شوری خاک فاکتور اصلی در کاهش تولید محصول مخصوصا در نواحی خشک است. دسترسی به فسفر که یکی از عناصر پرمصرف مورد نیاز برای رشد و نمو گیاهان است در خاک های تحت تاثیر نمک کم می باشد. هدف از این مطالعه جداسازی و شناسایی قارچ های حل کننده فسفات از خاک های شور- سدیمی و بررسی انحلال فسفات در حضور غلظت های مختلف نمک بود. به این منظور تعداد 20 نمونه خاک ریزوسفری گیاه سالیکورنیا(Salicornia persica) از اراضی منطقه کرفون استان مازندران برداشت شد. تعداد پنج جدایه قارچ حل کننده فسفات با تکینک کشت بر روی پلیتNBRIP-BPB[1]  جداسازی شدند. برای بررسی تحمل جدایه ها به شوری، تمامی جدایه ها در محیط کشت جامد NBRIP-BPB حاوی غلظت های 0، 0،50، 100، 200، 400،600، 800 و 1000 میلی مولار NaCl کشت شدند. به منظور حصول اطمینان از توانایی انحلال فسفات جدایه ها، کشت شش روزه جدایه ها در محیط کشت مایع NBRIP فاقد NaCl صورت گرفت. جدایه ای که بیشترین میزان فسفر را آزاد نمود برای مطالعات بیشتر در محیط کشت مایع در حضور غلظت های مختلف NaCl انتخاب شد. اثر شوری بر انحلال فسفر با اعمال غلظت های 0، 50، 100، 200، 400، 600، 800 و 1000 میلی مولار NaCl در محیط کشت مایع NBRIP در طول 15 روز انجام شد. آزمون توانایی انحلال فسفات جدایه ها در محیط کشت جامد در حضور غلظت های مختلف NaCl نشان داد تمامی جدایه ها قادر به تشکیل هاله تا شوری 200 میلی مولار  NaClبودند ولی در ادامه با افزایش شوری تا 1000 میلی مولار تنها جدایه های KARFUN1 و KARFUN 2توانایی انحلال فسفات را نشان دادند. در آزمون شش روزه توانایی انحلال فسفات جدایه ها در محیط کشت مایع، جدایهKARFUN 1 بیشترینقابلیت انحلال فسفات را نسبت به سایر جدایه ها داشت. انجام شناسایی مولکولی مشابهت 100 درصدی جدایه KARFUN 1را با گونه های Aspergillus niger و Aspergillus tubingensis نشان داد. نتایج انحلال فسفات در محیط کشت مایع در حضور غلظت های مختلف NaCl نشان داد صرف نظر از غلظت NaCl، سویه KARFUN 1غلظت قادر به انحلال فسفات از تری کلسیم فسفات و کاهش pH محیط کشت بود. بهرحال، کمترین میزان فسفر در غلظت 1000 میلی مولار NaCl و بیشترین آن در تیمار شاهد حاصل شد. ماکزیمم انحلال فسفات به میزان 549 میلی گرم در لیتر در شوری صفر و 12 روز پس از آغاز انکوباسیون به دست آمد. در این زمان pH از 6 به 19/1 کاهش یافت. بهر حال، سویه KARFUN 1 توانایی انحلال فسفات را در غلظت های مختلف NaCl حفظ نمود به طوریکه سویه مذکور توانست میزان 224 میلی گرم در لیتر فسفر را در غلظت 1000 میلی مولار NaCl آزاد نماید.



    کلید واژگان: مقاوم به شوری, آسپرژیلوس, تری کلسیم فسفات, فسفر محلول
    Neda Almasi Javidi, Bahi Jalili *, Fardin Sadeghzadeh, Soroosh Salek-Gilani

    Soil salinity is the main factor in reducing crop yield, especially in arid areas. The availability of Phosphorous (P), is low in salt-affected soils. The purpose of this study was to isolate and identify the phosphate solubilizing fungi from saline-sodic soils and also to investigate phosphate solubilization in the presence of different salt concentrations. For this purpose, twenty soil samples were collected from the rhizosphere of Salicornia persica. Isolation of phosphate solubilizing fungi was done by plate culture technique on National Botanical Research Institute’s phosphate growth medium- Bromo Phenol Blue (NBRIP-BPB) solid media. Phosphate solubilization was tested in the presence of 0, 50, 100, 200, 400, 600, 800, and 1000 mM NaCl during 15 days of incubation on solid media. Thereafter, the phosphate solubilizing potential of isolates was tested in 6-day experiments in broth, and the phosphate solubilizing capability was evaluated in the presence of different concentrations of NaCl. The results showed that all strains produced halo zone until NaCl concentration reached to 200 mM, but with increasing salinity, only KARFUN 1 and KARFUN 2 could solubilize phosphate. Results of the 6-day experiment in broth culture were showed that KARFUN 1 had the highest phosphate solubilization potential, so it was selected for further investigation. Molecular identification indicated that KARFUN 1 isolate had a similarity of 100% with Aspergillus. niger and A. tubingensis species. The results showed that with increasing NaCl concentration, the phosphate solubilization increased and pH decreased. The lowest and the highest phosphorous concentration was observed in 1000 and 0 mM NaCl, respectively. Irrespective of NaCl concentration, results showed that there was an increase in phosphorous solubilization during the incubation time. The maximum phosphate solubilization was achieved (549 mgL-1) after 12 days of incubation and pH reached to 1.19. However, the KARFUN1 strain was able to solubilize inorganic phosphate in different NaClconcentrations as it could release 224 mgL-1 phosphorus at 1000 mM NaCl in broth medium.

    Keywords: Salt tolerant, aspergillus, Tri calcium phosphate, Soluble phosphorus
  • فردین صادق زاده*، زهره نوری امیر کلایی، محمدعلی بهمنیار
    سابقه و هدف

    امروزه آلودگی خاک با فلزات سنگین یکی از معضلات زیست محیطی و حایز اهمیت می باشد. خاک های اطراف معادن دارای غلظت بالایی از فلزات سنگین هستند که می توانند بر سلامتی انسان و سایر جانداران تاثیر گذار باشند. یکی از روش های ارزان برای اصلاح خاک های آلوده به فلزات سنگین، ناپویاسازی فلزات در خاک است. استفاده از ترکیبات سازگار با محیط زیست دارای توانایی ناپویاسازی فلزات در خاک، مورد توجه بسیاری از پژوهشگران است. بدین منظور، در این مطالعه از ترکیبات سیلیسیم جهت ناپویاسازی سرب در خاک آلوده استفاده گردید. 

    مواد و روش ها:

     در این آزمایش از چهار نوع ترکیب شامل کلسیم سیلیکات ، پتاسیم سیلیکات ، سدیم سیلیکات و سیلیسیم خالص در پنج غلظت (0، 50، 100، 200 و 400 میلی گرم سیلیسیم بر کیلوگرم خاک) استفاده شد. ترکیبات سیلیسیم به گلدان هایی که حاوی 700 گرم خاک آلوده به سرب بودند اضافه گردیدند و به مدت یک ماه در دمای محیط و رطوبت معادل ظرفیت زراعی نگه داری شدند. سپس سرب قابل دسترس نمونه ها با محلول DTPA استخراج و غلظت سرب توسط دستگاه جذب اتمی قرایت گردید. همچنین توزیع شکل های شیمیایی سرب قبل و بعد از اعمال تیمار با استفاده از عصاره گیری پی در پی انجام گرفت. این آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار انجام شد.

    یافته ها:

     نتایج نشان داد که از بین تمام تیمارهایی که اعمال گردید، کلسیم سیلیکات درغلظت 400 میلی گرم بر کیلوگرم خاک، توانست بیشترین میزان تثبیت سرب را نسبت به شاهد (54 %) انجام دهد. به طور کلی هر چهار تیمار به کار برده شده در این آزمایش، در غلظت 400 میلی گرم بر کیلوگرم خاک دارای بیشترین میزان تثبیت سرب نسبت به سایر غلظت های کاربردی بودند. نتایج حاصل از عصاره گیری پی در پی نشان داد که با کاربرد ترکیبات سیلیسیم در خاک آلوده و افزایش غلظت از 50 به 400 میلی گرم در کیلو گرم خاک، شکل محلول و تبادلی، متصل به کربنات ها و متصل به اکسید آهن و منگنز کاهش و شکل باقی مانده سرب افزایش یافت. بیشترین میزان کاهش در شکل تبادلی، کربناتی و متصل به اکسید آهن و منگنز و بیشترین میزان افزایش در شکل باقی مانده، مربوط به تیمار کلسیم سیلیکات بود. 

    نتیجه گیری: 

    در واقع با افزایش غلظت ترکیبات سیلیسیم استفاده شده، سطوح بیشتری از این ترکیبات جهت تثبیت در اختیار سرب قرار می گیرد. سیلیسیم می تواند با فلزات سنگین کمپلکس تشکیل دهد و از این طریق حلالیت آن ها را کاهش دهد. از میان ترکیبات سیلیسیم، کلسیم سیلیکات سطح ویژه بالاتری نسبت به پتاسیم سیلیکات و سدیم سیلیکات داشته که از این طریق می تواند یون های فلزی بیشتری را در سطح خود کمپلکس کند. پتاسیم سیلیکات و سدیم سیلیکات نیز به همین دلیل توانایی ببیشتری نسبت به سیلیسیم خالص در ناپویاسازی سرب داشته اند. بنابراین، سیلیسیم خالص کمترین توانایی در ناپویاسازی سرب داشت. به طور کلی استفاده از سیلیسیم و ترکیبات آن علاوه بر اینکه سازگار با محیط زیست بوده تا حدود زیادی می توانند از پویایی سرب در خاک بکاهند.

    کلید واژگان: ناپویا سازی, ترکیبات سیلیسیم, خاک آلوده به سرب
    Fardin Sadegh Zadeh *, Zohreh Noori Amirkolaei, MohammadAli Bahmanyar
    Background and objectives

    Soil contamination with heavy metals is one of the main important environmental issues. Soils around mines have a high concentration of heavy metals that can affect the health of humans and animals. A cheap method to remediate soils contaminated with heavy metals is the, immobilization of heavy metals in soils. The use of environmentally friendly compounds that have the ability to immobilize of heavy metals in the soil environment has taken attention of many researchers. For this purpose, silicon compounds were used in the study to immobilize lead (Pb) in the contaminated soil.

    Materials and methods

    In this study, four types of compound such as calcium silicate, potassium silicate, sodium silicate and pure silicon were used at five concentrations (0, 50, 100, 200 and 400 mg / kg soil) in terms of Si content. The Silicon compounds were added to the pots containing 700 grams of Pb contaminated soil, and maintained for one month at ambient temperature and soil water content equivalent to field capacity. The available Pb was then extracted with DTPA and the Pb concentration was measured by atomic absorption. The distribution of chemical forms of Pb was determined before and after of incubation time with sequential extraction method. This experiment was carried out in a factorial arrangement in a completely randomized design with three replications.

    Results

    The results showed that among the 4 silicon compounds, calcium silicate at a concentration of 400 mg / kg soil had the highest rate (54%) of Pb stabilization. In general, all of four silicon compounds, at the concentration of 400 mg / kg soil, had the most Pb stabilization capability among the all of applied rates. The results of sequential extraction showed that by using silicon compounds in Pb contaminated soil and increasing the concentrations rates from 50 to 400 mg / kg the soluble and exchangeable form, the form attached to carbonates and the iron and manganese oxides reduced but the forms of Pb co-exist with organic matter and the residual form of Pb increased. The highest reduction in the form of exchangeable, carbonate and bounded to iron and manganese oxide, Conversely, the highest increase occurs in the form of residual and was belong to calcium silicate treatment.

    Conclusion

    In fact, by the increase of silicon compound rates application, more amount of these compounds are available for Pb immobilization. The Silicon can form a complex with heavy metals and thereby reduce the available concentration of them. The Calcium silicate has a higher specific surface area than potassium and sodium silicates, hence, it can initiate more complex with Pb ions. However, Potassium and sodium silicates had a greater ability to stabilize Pb ions than pure silicon. Therefore, pure silicon had less ability to decrease the available Pb concentration among the all treatments. In general, it can be concluded that silicon compounds are able to reduce the mobility of Pb ions in soil environment and these compound environmentally friendly compounds.

    Keywords: Immobilization, Silicon compounds, Pb contaminated soil
  • مهرانوش امامیان طبرستانی، همت الله پیردشتی*، محمدعلی تاجیک قنبری، فردین صادق زاده

    به منظور کمی سازی پاسخ گیاه کلزا (Brassica napus L.) به سطوح مختلف سرب، آزمایشی در سه تکرار با دوازده غلظت عنصر سرب از منبع نیترات سرب (صفر، 10، 50، 100، 500، 1000، 1500، 2000، 2500، 3000، 3500، 4000 میلی گرم در کیلوگرم خاک) به صورت طرح کاملا تصادفی اجرا شد. نتایج نشان داد با افزایش غلظت سرب صفات رویشی به صورت مدل دوتکه ای کاهش یافتند. همچنین محتوی کلروفیل a، b و a+b و شاخص سبزینگی برگ (عدد اسپد) به ترتیب حدود 23، 47، 30 و 22 درصد کاهش ولی نسبت کلروفیل a بر b و کاروتنویید به ترتیب حدود 46 و 39 درصد در سطح 4000 میلی گرم سرب نسبت به شاهد روند افزایشی داشتند. به علاوه، فعالیت آنزیم های کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز ابتدا به ترتیب تا سطح حدود 10، 447 و 18 میلی گرم سرب افزایش و سپس با افزایش غلظت سرب کاهش یافتند. در مقایسه، فعالیت سوپراکسید دیسموتاز در سطح 4000 میلی گرم سرب حدود 2/3 برابر بیشتر از شاهد شد. غلظت مالون دی آلدیید و پراکسید هیدروژن نیز در سطح 4000 میلی گرم سرب حدود دو برابر و غلظت پرولین حدود 12 درصد نسبت به شاهد افزایش یافتند. در مجموع، صفات رویشی و رنگیزه های فتوسنتزی در سطوح پایین سرب، تا سطح 100 میلی گرم سرب در کیلوگرم خاک، بیشترین حساسیت را نشان دادند. در میان رنگیزه های فتوسنتزی نیز حساسیت کلروفیل b نسبت به کلروفیل a بیشتر بود. همچنین، فعالیت بیشتر آنزیم سوپراکسید دیسموتاز نسبت به سایر آنزیم های مورد بررسی و پرولین در مقادیر بالای سرب می تواند دلیل احتمالی کاهش آسیب وارده به کلزا باشد.

    کلید واژگان: آنتی اکسیدانت, پرولین, رنگیزه های فتوسنتزی, سرب, کلزا
    Mehranoosh Emamian Tabarestani, Hemmatollah Pirdashti*, Mohammad Ali Tajik Ghanbary, Fardin Sadeghzadeh

    In order to quantify the response of canola (Brassica napus L.) plant to lead different levels, an experiment was conducted in completely randomized design with three replications. Treatments were twelve lead concentrations from lead nitrate source (0, 10, 50, 100, 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000 mg/kg soil). Results showed that decrease in vegetative traits fitted with segmented model when lead concentration increased. Also, chlorophyll a, b, a+b contents and SPAD index value declined about 23, 47, 30 and 22%, respectively. Chlorophyll a/b ratio (a/b) and carotenoid, however, showed increasing trend by 46 and 39% in 4000 mg/kg of soil as compared to the control. In addition, the activity of catalase, peroxidase and ascorbate enzymes increased until about 10, 447 and 18 mg/kg of soil, respectively and then decreased when lead concentration was increased. Superoxide dismutase activity in 4000 mg/kg of soil was about 2.3 times greater than the control. Also, malon-di-aldehyde (MDA) and H2O2 concentrations in 4000 mg/kg of soil were about two times and proline concentration was about 12% greater than the control. In conclusion, up to 100 mg/kg of soil vegetative traits and photosynthetic pigments particularly showed the highest sensitivity. Among photosynthetic pigments, the sensitivity of chlorophyll b was higher than chlorophyll a. Also, the higher activity of superoxide dismutase enzyme than the other enzymes and proline can be a possible reason for ameliorating the damage of high levels of lead in canola.

    Keywords: Antioxidant, proline, photosynthetic pigments, lead, canola
  • مهرانوش امامیان طبرستانی، همت الله پیردشتی*، محمدعلی تاجیک قنبری، فردین صادق زاده
    سابقه و هدف

    به طور متوسط خاک های کشاورزی در بسیاری از نقاط جهان با عناصر سنگین فلزی آلوده می گردد. در این میان، سرب با طیف گسترده ای از اثرات نامطلوب مانند کاهش رشد طولی و زیست توده ریشه، تسریع پیری برگ، جلوگیری از بیوسنتز کلروفیل و جوانه زنی بذر، دخالت در جذب مواد مغذی و اختلال در فتوسنتز خالص، تنفس و نفوذ پذیری غشای سلولی بر رشد و متابولیسم گیاهان تاثیر می گذارد. بنابراین استفاده از روشی سریع و ایمن برای حذف آلاینده ها با حداقل هزینه و تاثیر بر محیط زیست ضروری است. یکی از بهترین روش ها گیاه پالایی می باشد که در این بین گیاهان خانواده شب بو مانند کلزا (Brassica napus L.) به دلیل تولید زیست توده فراوان توانایی ویژه ای در پالایش خاک های آلوده دارند. از سوی دیگر زیست پالایی نیز از جمله روش هایی است که در سال های اخیر برای حذف آلاینده ها مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از انواع ریزجانداران مانند جلبک ها، قارچ ها و باکتری ها جهت افزایش کارایی این روش اهمیت بسیاری دارد. بنابراین هدف از انجام این پژوهش ارزیابی تاثیر قارچ های پیریفورموسپورا (Piriformospora indica) و تریکودرما(Trichoderma longibrachiatum) بر صفات رشدی و فیزیولوژیک کلزا تحت تنش سرب بود.

    مواد و روش ها

    این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل چهار سطح عنصر سنگین سرب از منبع نیترات سرب (صفر، 500، 1000، 1500 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و سه تیمار قارچی (شاهد، پیریفورموسپورا و تریکودرما) بود. پس از گذشت 60 روز از کاشت کلزا (رقم هایولا 401) و اتمام دوره رشد رویشی و قبل از گلدهی صفات رویشی و برخی صفات فیزیولوژیک اندازه گیری شدند. برای کمی سازی اثر تنش سرب از تجزیه رگرسیونی و معادله خطی و دو تکه ای استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد با افزایش سطح سرب از صفر به 1500 میلی گرم تعداد گره و برگ، قطر ساقه، وزن تر برگ و وزن خشک ساقه (بین 20 تا 58 درصد) به صورت خطی و دو تکه ای کاهش یافتند. همچنین تلقیح قارچ های پیریفورموسپورا و تریکودرما موجب افزایش قطر و وزن خشک ساقه شدند. همچنین مشاهده شد قارچ های مذکور در سطوح مختلف سرب بر صفات رویشی اثر مثبتی داشتند به طوری که کاهش ارتفاع بوته، سطح برگ، وزن تر ساقه و اندام هوایی و وزن خشک برگ و اندام هوایی در سطح 1500 میلی گرم سرب نسبت به سطح صفر از 27، 74، 68، 65، 69 و 70 درصد در شاهد به 12، 44، 35، 36، 52 و 52 درصد در همزیستی با پیریفورموسپورا و 31، 48، 58، 53، 52 و 53 درصد پس از بکارگیری تریکودرما رسید. همچنین میزان نشت الکترولیت تا سطح 500 میلی گرم با شیب 0/000084 و سپس با شیب 0/0018 روند افزایشی را نشان داد. در مقایسه تلقیح گیاه با پیریفورموسپورا و تریکودرما نشت الکترولیت را تنها حدود دو درصد کاهش داد. به علاوه اثر متقابل سرب و قارچ بر سبزینگی برگ، کلروفیل a+b، محتوای نسبی آب برگ و پرولین معنی دار بود و کاهش سبزینگی برگ و کلروفیل a+b در سطح 1500 میلی گرم نسبت به شاهد به ترتیب از حدود 18 و 35 درصد در عدم تلقیح به حدود 7 و 27 درصد در پیریفورموسپورا و 13 و 5 درصد در تریکودرما کاهش یافت. بر اساس نتایج همبستگی بین صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک، بیشترین همبستگی مربوط به سطح برگ و محتوای نسبی آب برگ به میزان 0/80 بود.

    نتیجه گیری

    در مجموع، نتایج بیانگر حساسیت بیشتر صفات رویشی نسبت به سمیت سرب بود. در میان این صفات نیز بیشترین حساسیت در وزن خشک ساقه و اندام هوایی مشاهده شد. تلقیح کلزا با قارچ های پیریفورموسپورا و تریکودرما در برخی صفات موجب کاهش این حساسیت گردید. با توجه به این نتایج به نظر می رسد این قارچ ها می توانند تا حدودی اثر سمیت سرب را در گیاه کاهش دهند و موجب افزایش تحمل آن به تنش سرب شوند.

    کلید واژگان: تریکودرما, سرب, شبه میکوریز, کلزا, پرولین
    Mehranoosh Emamian Tabarestani, Hemmatollah Pirdashti *, MohammadAli Tajick Ghanbary, Fardin Sadeghzadeh
    Background and objectives

    Agricultural soils in many parts of the world are slightly to moderately are contaminated by heavy metals elements. Among them, Pb has an effect on growth and metabolism of plants with a wide range of adverse effects like decrease in root elongation and biomass, accelerated leaf senescence, inhibition of chlorophyll biosynthesis and seed germination, interferes with nutrient uptake, influence the net photosynthetic rate and respiration and alternate permeability of cell membrane. So, the usage of a fast and safe method is necessary to remove pollutants with the lowest cost and impact on the environment. One of the best methods is phytoremediation that the Brassicaceae family plants such as canola (Brassica napus L.) have a special ability to refine contaminated soils due to their much biomass production. On the other hand, bioremediation is one of the methods that has been considered in recent years to remove contaminants. In this context, it is important to use a variety of microorganisms like algae, fungi and bacteria in order to improve phytoremediation efficiency. Therefore, the purpose of this research was to evaluate the effect of Piriformospora indica and Trichoderma longibrachiatum on improving the growth and some physiological traits of canola under lead stress.

    Materials and Methods

    This research was done as factorial layout based on a completely randomized design with three replications. Treatments were four levels of lead from lead nitrate source (0. 500, 1000 and 1500 mg kg-1 of soil) and three treatments of fungi (control, Piriformospora indica and Trichoderma longibrachiatum). After 60 days of (Hyola 401 cultivar) planting time, coinciding with the end of vegetative growth and before flowering, Vegetative and some physiological traits were measured. To quantify the effect of lead stress regression analysis and linear and segmental models were used.

    Results

    The results showed that node and leaf number, stem diameter, leaf fresh weight and stem dry weight (between 20 and 58%) were reduced as linearly and segmental model where lead levels increased from zero to 1500 mg. Also, inoculation of Piriformospora and Trichoderma fungi increased stem diameter and dry weight. Using the mentioned fungi had a positive effect on vegetative traits at different levels of lead. Accordingly, plant height, leaf area, stem and shoot fresh weight and leaf and shoot dry weight reduced from 27, 74, 68, 65, 69 and 70% in control to 12, 44, 35, 36, 52 and 52% in symbiosis with Piriformospora and 31, 48, 58, 53, 52 and 53% after applying Trichoderma at in 1500 mg as compared to the zero levels, as well. Also, the electrolyte leakage rate showed an increasing trend with 0.000084 slope Up to 500 mg and then with a 0.0018 slope. But plant inoculation with Piriformospora and Trichoderma reduced the electrolyte leakage with about two percent. In addition, the interaction between lead and fungi was significant on SPAD reading, chlorophyll a+b, relative water content (RWC) of leaves and proline. SPAD reading and chlorophyll a+b declined from nearly 18 and 35% in non-inoculation treatment to about 7 and 27% in Piriformospora, and 13 and 5% in Trichoderma in 1500 mg as compared to the control, respectively. Among morphological and physiological traits, the highest correlation (r=0.80; P<0.01) was between leaf area and RWC.

    Conclusion

    In conclusion, results indicated that vegetative traits showed more sensitivity to lead toxicity. Among these traits, the highest sensitivity was recorded in stem and shoot dry weights. Inoculation of canola seed with Piriformospora and Trichoderma fungi ameliorated this sensitivity in some traits. Accordingly, it seems that these fungi can improve slightly the adverse effect of lead toxicity and increase canola tolerance to lead stress.

    Keywords: Canola, Lead, Mycorrhiza-like, Proline, Trichoderma
  • سکینه نبی زاده، فردین صادق زاده، بهی جلیلی، مصطفی عمادی
    سابقه و هدف
    مواد رنگی صنعتی یک دسته از بزرگترین ترکیبات آلی را تشکیل می دهند که کاربرد بالقوه ای در صنایع مختلف دارند. با توجه به ساختار آروماتیک پیچیده ی آنها و اینکه ساخته دست بشر هستند، ترکیبات پایداری می باشند و تصفیه آنها مشکل می باشد. فاضلاب حاوی مواد رنگی موجب آلودگی آب سطحی و زیر سطحی می شود و از طریق آبیاری موجب آلودگی خاک نیز می گردد. این پساب ها چنانچه بدون تصفیه وارد محیط شوند، می توانند صدمات جبران ناپذیری به محیط زیست وارد کنند. در نتیجه لازم است پساب ها و خاک آلوده با استفاده از روش های موثر تصفیه شوند. در بین روش های مناسب برای حذف رنگ ها، جذب یکی از بهترین و مناسب ترین تکنیک ها برای رنگ زدایی می باشد.
    مواد و روش ها
    در این تحقیق تاثیر بایوچار کاه برنج تولید شده در دمای C 600 ، خاک و مخلوط بایوچار و خاک بر جذب متیلن بلو از محیط های آبی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا کاه برنج در شرایط دمایی C 600 به بایوچار تبدیل شد. سپس بایوچار را با نسبت های مختلف (1، 5/2 و 5 درصد وزنی) با خاک شنی تهیه شده از دشت های آبرفتی منطقه تجن لته شهر ساری، استان مازندران مخلوط کردیم. محلول رنگی متیلن بلو از ترکیب پودری متیلن بلو مرک آلمان تهیه شد و میزان 40 میلی لیتر از محلول با غلظت های 30-300 میلی گرم بر لیتر و pH =7 به 1/0 گرم بایوچار، خاک و مخلوط خاک و بایوچار افزوده شد و در نهایت ایزوترم های جذب متیلن بلو توسط بایوچار، خاک و مخلوط بایوچار و خاک تعیین گردید. آزمایشات بصورت طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد.
    یافته ها
    نتایج برازش داده های به دست آمده با مدل ایزوترمی لانگمویر و فرندلیچ نشان داد که جذب متیلن بلو بر روی بایوچار حاصل از کاه برنج تولید شده در دمای 600 درجه سانتی گراد،خاک، و مخلوط خاک و بایوچار با مدل ایزوترم لانگمویر مطابقت دارد و مدل لانگمویر تناسب بسیار خوبی با فرایند جذب داشت. از بین تیمارها به ترتیب بایوچار، مخلوط بایوچار و خاک و تیمار خاک دارای حداکثر میزان جذب متیلن بلو با مقادیر 85/27، 953/17 و 272/3 میلی گرم بر گرم بوند. بایوچار به دلیل داشتن سطح ویژه بالا، ظرفیت تبادل کاتیونی بالا و وجود گروه های عاملی، جذب بالایی از متیلن بلو داشت.
    نتیجه گیری
    به طور کلی نتایج نشان داد که ایزوترم های جذب متیلن بلو توسط بایوچار، خاک و مخلوط خاک و بایوچار به صورت L شکل بودند و میل نسبتا بالایی برای جذب وجود داشت. همچنین نتایج بیانگر این امر بود که استفاده از بایوچار در خاک، موجب افزایش ظرفیت جذب خاک شده است، در نتیجه می تواند باعث بهبود جذب متیلن بلو در خاک شود.

    کلید واژگان: پساب, آلودگی, بایوچار کاه برنج, ایزوترم
    Sakineh Nabizadeh, Fardin Sadegh Zadeh, bahi jalili, Mostafa Emadi
    Background and objectives
    Industrial dyes are one of the largest organic compounds with potential application in different industries. According to their complex aromatic structure and that they are man-made, they are stable compounds and their purification is difficult . Sewage containing dyestuffs causes surface and sub-surface water pollution and also causes soil contamination through irrigation. If these effluents enter the environment without purification, they can impose irreparable damage to the environment. Therefore, it is necessary to reclaim wastewaters and contaminated soil by using effective methods. Among the suitable methods for removing dyes, adsorption is one of the best and most appropriate techniques for dye removal.
    Materials and methods
    In this study, the effect of rice straw biochar (RSB) which is produced at 600˚C, soil and mixture of soil and biochar on methylene blue adsorption from aqueous environments was investigated. First, rice straw was turned to biochar at 600˚C. Then biochar was mixed with sandy soil which was taken from alluvial plains of Tajan area of Sari, Mazandaran province at ratios 1, 2.5 and 5 (w/w). Methylene blue dye solution was prepared from methylene blue powder, and 40 mL of solution with concentrations of 30-300 mg/L and pH=7 was added to 0.1 g biochar, soil and mixture of soil and biochar and finally, methylene blue sorption isotherms were determined for biochar, soil and mixture of soil and biochar. Experiments were performed in a completely randomized design with three replications.
    Results
    The results of fitting the data obtained from the Langmuir and Freundlich isotherm model showed that methylene blue adsorption on the RSB produced at 600 ° C, soil and mixture of soil and biochar matches with the Langmuir isotherm model and the langmuir model fitted well with the absorption process. biochar, mixture of biochar and soil and soil treatments had the maximum adsorption capacities with amounts of 27.85, 3.272 and 17.953 mg/g, respectively. Due to biochar high specific surface area, high cation exchange capacity and the presence of functional groups, it had a high adsorption of methylene blue.
    Conclusion
    In general, the results showed that methylene blue adsorption isotherms by the biochar, soil and mixture of soil and biochar were L-shaped and there was a fairly high desire for absorption. Results also showed that incorporation of biochar to soil enhanced the adsorption capacity of soil, thus it can be concluded that RSB could improve methylene blue adsorption in soil environment.
    Keywords: Wastewater, Pollution, Rice straw biochar, Isotherm
  • فردین صادق زاده *، سمانه حسن تبار، محمد علی بهمنیار، بهی جلیلی
    سابقه و هدف
    اصلاح خاک های شور- سدیمی به وسیله مواد آلی به طور وسیعی به عنوان یک روش ارزان قیمت و مناسب به جای مواد معدنی گزارش شده است. بررسی ها نشان می دهد که کاربرد اصلاح کننده های آلی در خاکهای شور-سدیمی می تواند به وسیله بالا بردن مقدار عناصر غذایی خاک و فراوانی ارگانیسم های خاک، رشد گیاهان مقاوم به شوری را افزایش دهد. در هر حال مطالعه ای در مورد تاثیر افزودن کربن آلی محلول بر اصلاح خاک شور- سدیمی گزارش نشده است. لذا هدف از این مطالعه، بررسی نقش کربن آلی محلول بر اصلاح خاک شور- سدیمی با بافت رسی می باشد.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش پتانسیل اصلاحی کربن آلی محلول بر برخی ویژگی های شیمیایی، از جمله غلظت کاتیون ها و آنیون های محلول خاک شور- سدیمی با بافت رسی نمونه برداری شده از منطقه کرفون واقع در استان مازندران، مورد بررسی قرار گرفت. کربن آلی محلول از عصاره ی باگاس نیشکر، کود مرغی و کود گاوی به همراه آب مقطر تهیه شده و در سه سطح (0، 100 و 200 میلی گرم بر لیتر کربن آلی محلول) به خاک افزوده شدند. آزمایش ها در دو مرحله ی انکوباسیون و آبشویی انجام شد و پس از هر آزمایش غلظت سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و کلر محاسبه گردید.
    یافته ها
    یافته ها حاکی از آن است که در مرحله انکوباسیون کاربرد کربن آلی محلول، موجب افزایش غلظت عناصر محلول و هدایت الکتریکی، نسبت به خاک شاهد گردید، اما میزان پ-هاش خاک را کاهش داد. در آزمایشات آبشویی بیشترین میزان عناصر موجود در زه آب، مربوط به خاک های تیمار شده با غلظت کربن آلی محلول بالاتر (200 میلی گرم بر لیتر) بود. نتایج حاصل از آنالیز خاک درون ستون ها پس از آزمایش آبشویی نشان داد که در تمامی خاک های تیمار شده با کربن آلی محلول، هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم نسبت به خاک شاهد کاهش یافت، که بیشترین میزان کاهش مربوط به خاک های تیمار شده با 200 میلی گرم بر لیتر کربن آلی محلول عصاره باگاس بود.
    نتیجه گیری
    اگرچه کربن آلی محلول غلظت عناصر سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و کلر را در مرحله ی انکوباسیون افزایش داد، آبشویی نمک ها در حضور کربن آلی محلول بیشتر بود. از این رو، پس از آزمایش آبشویی کربن آلی محلول مشتق شده از باگاس در بالاترین سطح مصرف خاک شور-سدیمی را اصلاح کرد. بنابراین، کاربرد این تیمار جهت اصلاح خاک شور-سدیمی در منطقه مورد مطالعه توصیه می گردد.
    کلید واژگان: کربن آلی محلول, خاک شور-سدیمی, آبشویی, نسبت جذب سدیم, هدایت الکتریکی
    Fardin Sadegh Zadeh*, Samaneh Hassantabar, Mohammadali Bahmanyar, Bahi Jalili
    Background And Objective
    Amelioration of saline-sodic soils by organic matter has been widely reported as a cheap and suitable alternative to minerals. Investigations shows that application of organic modifiers in saline-sodic soils can directly or indirectly increase the growth of salt tolerant plants by increasing soil nutrient content and the abundance of soil organisms. However, no study has been done on the effect of dissolve organic carbon (DOC) on reclamation of saline-sodic soil. Therefore, the purpose of this study was to investigate the role of DOC on amelioration of saline-sodic soil with clay tissue.
    Materials And Methods
    In this research, the ameliorative potential of DOC on some chemical properties, including the concentration of soluble cations and anions of saline- sodic soil with clay texture was studied in the Karfoon area in Mazandaran province. Treatments included sugar cane extract, poultry manure and cow manure, added to saline-sodic soil at three levels (0, 100 and 200 mg per liter of DOC). The experiments were carried out in two stages of incubation and leaching, the soils were analyzed after each stage and the concentration of the elements and the electrical conductivity and their sodium adsorption ratio were calculated.
    Results
    The results indicate that in the incubation stage, application of DOC increased the amount of soluble elements and electrical conductivity compared to the control soil. In the leaching experiments, the highest amount of elements in the leachate was related to the soils treated with higher concentrations of DOC (200 mg / L). Results from analysis of soil in columns after leaching stage showed that in all soils treated with DOC, electrical conductivity and sodium adsorption ratio decreased compared to control soil, the highest reduction was observed in soils treated with 200 mg/L Bagasse extract.
    Conclusion
    Results showed that application of DOC in the incubation stage increased concentration of elements and electrical conductivity of the soil compared to the control soil, but decreased the pH level compared to the control soil. Therefore, application of DOC alone will not have a significant effect on the amelioration of saline-sodic soils. Results of the leaching stage show that leaching was effective in reducing the salinity and the sodium content of the soil, regardless of the modifier application, although the addition of DOC has increased this effect . In general, it can be concluded that application of DOC can increase the displacement of sodium on exchange sites and and accelerate its leaching by increasing the concentration of soluble bivalent cations.
    Keywords: Dissolved organic carbon, Saline- sodic soil, Leaching, Sodium adsorption ratio, Electerical conductivity
  • سکینه نبی زاده *، فردین صادق زاده، بهی جلیلی، مصطفی عمادی
    بیوچار قابلیت حذف آلاینده های آلی از خاک، آب و رسوبات را دارد و از انتقال مواد سمی از محیط به گیاه و سایر موجودات می کاهد. در این تحقیق توانایی بیوچارهای مختلف جهت جذب متیلن بلو از محلول آبی مورد بررسی قرار گرفت. از چهار نوع ماده خام اولیه کاه برنج، پوسته برنج، باگاس نیشکر و خرده چوب نراد در دو شرایط دمایی 300 و 600 درجه سانتی گراد استفاده شد. آزمایش های سینتیک جهت تعیین زمان تعادل، pH بهینه و مقدار جاذب انجام گرفت. هم دما جذب متیلن بلو توسط بیوچار کاه برنج تولید شده در دمای 600 درجه سانتی گراد (ب. ک.600) تعیین شد. از بین بیوچارهای موجود، ب. ک. 600 بیشترین توانایی جذب متیلن بلو را داشت. جذب متیلن بلو توسط ب. ک. 600 بعد از گذشت 300 دقیقه به تعادل رسید. pH بهینه و مقدار جاذب به ترتیب 7 و 5/2 گرم بر لیتر تعیین شد. فرایند جذب متیلن بلو توسط ب. ک. 600 با مدل خطی هم دما لانگمویر مطابقت داشت و حداکثر ظرفیت جذب 85/27 میلی گرم بر گرم به دست آمد. بنابراین ب. ک. 600 جاذب مناسبی برای حذف متیل بلو از محلول های آبی است.
    کلید واژگان: پساب, زمان تعادل, سینتیک, لانگمویر
    Sakineh Nabizadeh *, Fardin Sadeghzadeh, Bahi Jalili, Mostafa Emadi
    biochar have the ability to remove organic pollutants from soil, water and sediments, and thus lowering their bioavailability and preventing toxic substances transferring from environment to plant and organisms. In this study, the ability of different biochars to adsorb the methylene blue (MB) was investigated. The biochars were produced from rice straw, rice husk, sugarcane bagasse and dicer wood chips in 300˚C and 600˚C temperature. Kinetic experiments were carried out to determine , optimum pH and adsorbent dosage. The adsorption isotherm was done using rice straw biochar (RSB) which is producing at 600˚C. The results showed` that RSB600˚C, had the most ability of methylene blue adsorption. Adsorption of methylene blue by RSB600˚C was equilibrated after 300 min. The optimum pH and adsorbent dosages were 7 and 2.5 g/L respectively. The methylene blue adsorption of RSB600˚C was fitted to Langmuir isotherm and maximum adsorption capacity of RSB600˚C was 27.85 mg/g. Therefore it can be concluded that RSB600˚C is a good reliable adsorbent for removal of MB from aqueous solutions.
    Keywords: Effluent, Contact time, Kinetic, Langmuir
  • سید اشکان هاشمی، علی شاه نظری، فردین صادق زاده، کاوه خانلری
    نیترات موجود در پساب از مهمترین آلاینده هاست که در اثر استفاده از کودهای ازته بهوجود میآید. افزایش غلظت نیترات می تواند منجربه بیماری های مختلفی در انسان و حیوانات شود. روش های مختلفی برای حذف نیترات از آب وجود دارد که هرکدام ازاین روش ها هزینه بالایی دارند. ازاین رو در این تحقیق سعی شده تا کارایی حذف نیترات به وسیله ضایعات کشاورزی ارزان قیمت مورد بررسی قرار گیرد. این پژوهش در آزمایشگاه آبیاری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام شد. در این آزمایشات عواملی همچون زمان تعادل، pH، مقدار جاذب و مدلهای جذب لانگمویر و فرندلیچ مورد مطالعه قرار گرفت. زمان تعادل برای پوسته برنج، خاک اره و کاه گندم به ترتیب برابر با 60، 30و 60 دقیقه بدست آمد و برای هر سه جاذب کاهش pH منجربه افزایش کارایی حذف نیترات شد و pH بهینه برابر 3 بهدست آمد. همچنین با افزایش مقدار جاذب، مقدار جذب ابتدا افزایش و سپس کاهش یافته و مقدار جاذب بهینه برابر 5/2 گرم بر لیتر محاسبه شد. همچنین بررسی ها نشان داد برای هر 3 جاذب پوسته برنج، خاک اره و کاه گندم، مدل لانگمویر داده ها را بهتر از مدل فرندلیچ برازش میدهد و حداکثر مقدار جذب به ترتیب 43/7 ،73/10 و 52/6 میلیگرم بر گرم محاسبه شده است.
    کلید واژگان: ایزوترم جذب, پساب, پوسته برنج, خاک اره, کاه گندم
    S.Ashkan Hashemi, Ali Shahnazari, Fardin Sadeghzadeh, Kaveh Khanlari
    Agricultural waste water are one of the most significant environmental pollutant sources. Nitrate ion in the wastewater is the most important pollutants that arise from using of nitrogen fertilizers. Increasing concentration of Nitrate can lead to various diseases in humans and animals. Lots of methods use for removing nitrate from water that are expensive. Hence, this study aimed at evaluating of nitrate removal by using low-cost agricultural waste. Also this survey is done with a discontinuing system in irrigation laboratory at Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. In this experiment some factors, such as balance time, optimum pH, optimum mass of adsorbent and Langmuier and Freundlich models were investigated. The results showed that the equilibrium time for rice husk, sawdust and wheat straw are 60, 30 and 60 minutes respectively and for each 3 absorbents decreasing PH lead to increase of nitrate removal efficiency and optimum value for pH occurred at 3. Also, by increasing mass of adsorbent, initial adsorption increased and then decreased and for two optimized absorbents calculated 2.5mg/lit. Finally investigations showed that for each three absorbents include; rice husk, sawdust and wheat straw, adsorption amount is matched with Langmuir model rather than Freundlich model and maximum absorption calculated 7.43, 10.73 and 6.52mg/lit respectively.
    Keywords: Adsorption isotherms, Waste water, Rice husk, Sawdust, Wheat straw
  • Fardin Sadegh-Zadeh *, Samsuri Abd Wahid, Bahi Jalili
    The use of pesticides in modern agriculture is unavoidable because they are required to control weeds. Pesticides are poisonous; hence, they are dangerous if misused. Understanding the fate of pesticides will be useful to use them safely. Therefore, contaminations of water and soil resources could be avoided. The fates of pesticides in soils are influenced by their sorption, decomposition and movement. Degradation and leaching of pesticides are control by sorption. Soil organic matter and clay content are main soil constituents that have a high capacity for sorption of pesticides. Addition of organic maters to amend the soils is a usual practice that every year has been done in a huge area of worldwide. The added organic amendments to the soils affect the fate of pesticides in soils as well. Pesticides fates in different soils are different. The addition of organic matter to soils causes different fates for pesticides as well. It is known from the studies that sorption of non-ionic pesticides by soil in aqueous system is controlled mainly by the organic matter content of the soils. Sorption of pesticides has been reported to increase by amending soils with organic matter. In general, conditions that promote microbial activity enhance the rate of pesticides degradation, and those that inhibit the growth of microorganisms reduce the rate of degradation. Amendment of soils with organic matter may modify leaching of pesticides in soil. Some studies showed that organic matter added to soils reduced pesticides in ground water. Generally, organic amendments induces the restriction of pesticides leaching in soils.
    Keywords: Pesticides, Organic matter, Leaching, Sorption, Degradation
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال