تاثیر آبیاری با پسباب بر برخی ویژگی های چمن ژاپنی دربافت های مختلف خاک

چکیده

در این پژوهش، تاثیر آبیاری با پسباب ثانویه تصفیه خانه شاهین شهر بر برخی ویژگی های چمن در سه بافت خاک بررسی شد. آزمایش در داخل گلدان به صورت طرح آزمایشی فاکتوریل با سه فاکتور و سه تکرار در قالب بلوک های کامل تصادفی در مدت ده ماه اجرا شد. فاکتور اول میزان اختلاط آب و پساب (شامل : 100% آب، 25% پساب و 75% آب، 50% پساب و 50% آب، 75% پساب و 25% آب و 100% پساب)، فاکتور دوم بافت خاک (لوم شنی، لوم و لوم رسی) و فاکتور سوم ارقام چمن (MAYCO, DALZJ1, DALZM3, DALZM2, DALZM1) بود. استفاده از پساب باعث افزایش رنگ، ارتفاع و وزن خشک چمن گردید. حداکثر رنگ و ارتفاع با کاربرد 75% پساب و 25% آب و حداکثر وزن خشک با آبیاری با 100% پساب به دست آمد. بیشترین درجه رنگ (53/5) مربوط به رقم DALZM3 بوده و رقم DALZJ بیشترین ارتفاع (5/12 سانتی متر) و ماده خشک (7/180 گرم در گلدان) را داشت. اثر درصد پساب و رقم نشان داد که بیشترین درجه رنگ (73/5) را واریته DALZM3 تحت آبیاری 100% پساب و واریته DALZJ1 بیشترین ارتفاع (5/13 سانتی متر) و وزن خشک (3/248 گرم در گلدان) را تحت تیمار آبی 75% پساب و 25% آب داشت. بنابراین استفاده از پساب تاثیر منفی روی خصوصیات اندازه گیری شده نداشت.
کلمات کلیدی: آبیاری، فاضلاب تصفیه شده، چمن، بافت خاک

مقدمه

در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران، استفاده مجدد از پساب می تواند وسیله ای برای جبران کمبود آب باشد (3). استفاده از پساب تصفیه شده در کشاورزی باعث کاهش استفاده از آب هایی می شود که علاوه بر کشاورزی می تواند به مصارف دیگر نظیر شرب برسد (8). استفاده از پساب برای آبیاری گیاهان زینتی مانند چمن قابل قبول است، به خصوص که به دلیل غیرخوراکی بودن این گیاه میزان نگرانی عمومی در این مورد تا حد قابل ملاحظه ای کاهش خواهد یافت (7). آب مورد استفاده در آبیاری فضای سبز و چمن معمولاً پساب ثانویه است و ممکن است محتوی مواد شیمیایی و بیولوژیک مضر باشد، بنابراین استفاده از روش های آبیاری غیرمستقیم نظیر آبیاری زیرزمینی که ارتباط مستقیم با انسان و گیاه ندارند به حفظ سلامت عمومی کمک خواهد کرد (9).
چمن گیاهی است که به مقدار زیاد به فسفر، پتاسیم و نیتروژن نیاز دارد و این نیاز را می تواند از پساب تامین نماید. همچنین عناصر ریزمغذی مورد نیاز چمن به مقدار کافی در پساب موجود است و نیز چمن اثرات زیان آور پساب را به خوبی تحمل می کند (5، 7). تحقیقات صفری سنجانی و حاج رسولیها (2) نشان داد که آبیاری با پساب توانسته است خاک های شور و سدیمی را به یک خاک مناسب برای کشاورزی تبدیل کند واینکار باعث افزایش چشمگیر مواد آلی، نیتروژن کل و فسفر قابل جذب لایه صفر تا 40 سانتی متری خاک شده است که این مواد می توانند مورد استفاده گیاهان کشت شده قرار گیرند.
تحقیقات پیشین نشان داده است که استفاده از پساب، ویژگی های (رنگ، تراکم، ارتفاع و ماده خشک) چمن را تحت تاثیر قرار می دهد. افزایش پساب در آب آبیاری باعث بهبود استقرار و سرعت بخشیدن به رشد می شود و پوشش چمنی را نسبت به تیمار شاهد که نیتروژن دریافت نکرده است افزایش می دهد (10). مرترام (12) بیان نمود که چمن های فستوکا و اگروتیس در ابتدای کاربرد فاضلاب خانگی به طور قابل ملاحظه ای تیره تر از آنهایی بودند که با آب معمولی آبیاری شدند، به هر حال در انتهای بررسی چمن ها علائم سوختگی جوانه را به علت شورتر بودن فاضلاب نسبت به آب معمولی نشان دادند. در این تحقیق، ارتفاع و عملکرد (بیومس) چمن های آبیاری شده با فاضلاب افزایش معنی دار داشت. همچنین کویین وهمکاران (14) نشان دادند که کاهش ناچیز کیفیت چمن با آبیاری با پساب منطبق بر افزایش شوری خاک بوده است. به علاوه توماس و همکاران (15) گزارش کردند که پساب به طور قابل ملاحظه ای سبب افزایش هدایت الکتریکی خاک می شود لیکن این افزایش، اثر معکوسی بر کیفیت چمن های Tifway (برموداگراس) و Jamur (چمن ژاپنی) ندارد. کاربرد پساب برای دیگر گیاهان فضای سبز نیز مورد بررسی قرار گرفته است. کوئین و همکاران (13) مشاهده کردند که آبیاری درخت Pinus ponderosa با پساب، ده برابر آب سطحی علائم سوختگی برگ را افزایش داد. تجزیه برگها انباشته شدن سدیم، کلر و بُر را در برگهای درختان آبیاری شده با پساب نشان داد.
ترکیب شیمیایی و بیولوژیک پساب فاضلاب برای آبیاری چمن وفضای سبز بسیار مهم است. در اغلب موارد پسابی که فرایند تصفیه پیشرفته یا ثانویه را پشت سر گذاشته، برای آبیاری چمن مناسب است (9). مشکل سمیت زمانی پیش می آید که عناصر به میزان زیادی در چمن و دیگر گیاهان انباشته شوند. شدت خسارت وارده شده توسط عناصر سمی بستگی به عواملی مثل مرحله رشد گیاه، غلظت عناصر سمی و شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک دارد. چمن ها اگر مرتباً چیده شوند، نسبت به سایر گیاهان تحمل بیشتری نسبت به انباشتگی عناصر در بافت های گیاهی دارند (4، 9). ستاری و همکاران (1) در تحقیق اثر ترکیبات خاک (درصدهای مختلف خاک زراعی، کود دامی و شن) و رژیم های آبیاری بر رشد چمن اسپورت در اصفهان به این نتیجه رسیدند نوع خاک به غیر از رنگ، سایر صفات مورد مطالعه مانند ارتفاع، عرض برگ، طول برگ ومیزان وزن تر و خشک چمن را به طور معنی داری تحت تاثیر قرار داد.
چمن های ژاپنی (زوشیاگراس ها) گرمسیری بوده و بافت برگی بسیار ظریف تا بسیار پهن و رنگ سبز نسبتاً روشن دارند که تراکم پاخوری آنها بسیار خوب است. در تابستان به نگهداری ویژه و کوددهی نیاز دارند، اما میزان کود مورد نیاز آنها کمتر از سایر چمن هاست. کود زیاد و خارج از فصل باعث کاهش تعداد ریشه ها، افزایش بیماری ها و رشد ساقه ها می گردد (6).و این چمن ها تغییرات بالای درجه حرارت را به خوبی تحمل کرده ولی در تابستان به خواب می روند (4).
چمن Zoysia japonica دارای برگ نسبتاً پهن می باشد و به وسیله ریزوم، استولن و بذر تکثیر می شود. در مقابل دمای کم مقاوم است و در خاکهای فقیر رشد می کند، ولی برای کیفیت خوب احتیاج به کوددهی دارد. چمن Zoysia matrella بافت برگی باریک داشته و تراکم خوبی را ایجاد می کند. علاوه بر آن، این چمن احتیاج به نگهداری کمی دارد و بسیار مقاوم نسبت به پاخوری است (8).
با توجه به سطح وسیع چمن کاری در شهر اصفهان، امکان استفاده از پساب تصفیه شده تصفیه خانه شاهین شهر برای آبیاری فضای سبز در سراسر سال، تامین نیاز چمن به نیتروژن به جای کودهای متداول و از طرفی جلوگیری از آلودگی آب های زیرزمینی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف این تحقیق، بررسی تاثیر آبیاری با درصدهای مختلف پساب بر ویژگی های ارقام چمن ژاپنی (Zoysia spp.) در بافت های مختلف خاک بود.

مواد و روش ها

این تحقیق در مزرعه چاه اناری واقع در دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. منبع آب آبیاری، ترکیب های مختلف آب آب شرب شهر اصفهان و پساب تصفیه شده (ثانویه) از تصفیه خانه فاضلاب شاهین شهر بود. جدول 1 متوسط کیفیت این دو منبع آب آبیاری را نشان می دهد.
برای انجام آزمایش، خاک مزرعه لورک (مزرعه آموزشی دانشگاه صنعتی اصفهان) که دارای درصد بالایی از رس است و ترکیب آن با مقداری شن برای تهیه بافت های لوم ولوم شنی، استفاد شد. هر سه خاک قبل از شروع آزمایش با 10% کود دامی مخلوط شدند. پس از کشت چمن برای افزایش رشد و یکنواختی تراکم چمن به هر گلدان حدود 5/0 گرم کود اوره داده شد و سپس تا انتهای آزمایش هیچ گونه کود دیگری به گلدان ها افزوده نشد. جدول 2 ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک لوم رسی را در شروع آزمایش نشان می دهد.
این تحقیق به صورت یک آزمایش فاکتوریل با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد که در آن فاکتور اول میزان پساب (شامل پنج سطح: 100% آب، 25% پساب و 75% آب، 50% پساب و 50% آب، 75% پساب و 25% آب و 100% پساب)، فاکتور دوم بافت خاک (لوم شنی، لوم و لوم رسی) و فاکتور سوم ارقام چمن (واریته های DALZM1، DALZM2 و DALZM3 از Zoysiamatrella و DALZJ1 و MAYKO از Zoysia japonica) بود. ارقام فوق به اختصار با M1، M2، M3، J1 و MKO نام گذاری شدند. اعمال تیمارهای آبی پس از استقرار کامل و یکنواخت چمن در گلدان ها شروع شد. لازم به ذکر است که قبل از اعمال تیمارهای آبی، خاک آبشویی شد و شوری آن کاهش یافت.
رطوبت خاک با استفاده از روش وزنی تعیین گردید. آبیاری بر اساس 50% تخلیه مجاز رطوبتی صورت گرفت. رنگ چمن ها با نظر کارشناس ارزیابی و بر اساس متوسط فصلی مقایسه شد. رنگ چمن با اعداد 1 تا 9 درجه بندی می شود که در این درجه بندی عدد 9 بیانگر رنگ عالی، 8 بسیار خوب، 7 خوب، 6 متوسط، 5 یا کمتر نامناسب و 1 رنگ کاملاً زرد است (10، 11).
اندازه گیری رنگ از مهر تا تیر به صورت ماهانه انجام گرفت.
ارتفاع چمن از طوقه تا نوک برگ در سه قسمت هر گلدان (به صورت مثلثی) اندازه گیری شد. این عمل قبل از هر سرزنی چمن صورت گرفت. رشد چمن نیز به صورت وزن خشک قسمت هوایی در نظر گرفته شد و پس از هر بار چیدن چمن، نمونه های گیاهی در آون 75 درجه سانتی گراد به مدت 48 ساعت خشک شده و سپس توزین شدند. مجموع چین های برداشت شده چمن در سرزنی ها در محاسبات استفاده شد. نتایج به کمک نرم افزارهای SAS و MSTATC مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت و آزمون مقایسه میانگین ها با روش LSD در سطح 5% انجام شد.

نتایج

رنگ

درصد پساب در آب آبیاری تاثیر بسیار معنی داری بر رنگ چمن داشت به طوری که با افزایش درصد پساب تا 75% رنگ چمن افزایش یافت (جدول 3). چمن های آبیاری شده با ترکیب 25% آب و 75% پساب بیشترین رنگ (میانگین 5) را داشتند. پس از آن، افزایش درصد پساب کاربردی باعث بروز اختلاف معنی داری در رنگ چمن نشد به طوری که میانگین کیفیت رنگ چمن های آبیاری شده با 100% پساب، 95/4 بوده است. افزایش رنگ چمن با افزایش میزان پساب در آب آبیاری به علت وجود نیتروژن در پساب بود. افزایش نیتروژن تا 75% پساب مناسب بوده و پس از آن به علت شورتر بودن پساب نسبت به آب، رنگ چمن کاهش یافت. به نظر می رسد با افزایش درصد پساب، میزان مواد مغذی و کودی آب آبیاری (نیتروژن) افزوده شده و باعث تیره تر شدن رنگ چمن شده است (جدول 3). این نتیجه با نتایج مرترام (12) و کویین و همکاران (14) هم خوانی دارد.
چمن های مورد مطالعه در خاک لوم و لوم رسی کیفیت رنگ بهتری داشته ولی اختلاف معنی داری بین رنگ چمن در این دو خاک وجود نداشت. در بین سه نوع خاک مورد آزمایش، رنگ چمن در خاک لوم بیشترین (9/4) و در خاک لوم شنی کمترین (8/4) بود (جدول3). لیکن به دلیل اثر متقابل معنی دار بین درصد اختلاط پساب و بافت خاک، خاک لوم رسی با تیمار آبی 100% پساب بیشترین مقدار عددی رنگ را داشت (جدول 3). که نسبت به تیمار شاهد (100% آب) 9/1% افزایش نشان داد.
ارقام (M3,M2,M1)Z.matrella کیفیت رنگ بهتری در مقایسه با ارقام (J1,Mko)Z.japonica داشتند (جدول 4). همچنین جدول 4 نشان می دهد هر یک از واریته ها با تیمار آبی خاصی بهترین کیفیت را داشتند، به طوری که رقم J1 و M3 با آبیاری با 100% پساب، M2,M1 و M3 در تیمار 75% پساب رنگ بهتری را نشان داده اند، که به دلیل اثر متقابل معنی دار بین رقم و درصد اختلاط پساب با آب آبیاری می باشد.
در کل، ارقام M1، M2، M3، J1 و Mko به ترتیب 8/13%، 2/9%، 4/3%، 3/14% و 3/10% نسبت به تیمار شاهد (100% آب) افزایش رنگ داشتند. رنگ بالای رقم M3 نسبت به سایر ارقام (جدول 4) به خاطر خصوصیات این چمن بوده و ارتباطی با افزایش درصد پساب در آب آبیاری پیدا نمی کند وپساب تاثیر بیشتری در افزایش رنگ رقم J1 نسبت به سایر ارقام داشته است.
همچنین اثر متقابل معنی دار بین ارقام چمن و بافت خاک از نظر رنگ چمن مشاهده شد. نتایج جدول 5 نشان داد که رنگ چمن های J1 و M2 تحت تاثیر سنگینی و سبکی خاک کشت شده در آن قرار نمی گیرد. بیشترین مقدار رنگ (65/5) را رقم M3 در خاک لوم شنی داشت، در حالی که به طور متوسط، ارقام رنگ بهتری در خاک لوم نسبت به دو خاک دیگر داشتند.

ارتفاع

ارتفاع چمن با افزایش درصد پساب در آب آبیاری افزایش یافت (جدول 6). اما تغییر ارتفاع چمن بین تیمارهای 50%، 75% و 100% پساب معنی دار نبود. چمن های آبیاری شده با 75% پساب بیشترین ارتفاع (1/9 سانتی متر) و با 100% آب کمترین ارتفاع (8/7 سانتی متر) را داشتند. وجود مواد مغذی مورد نیاز چمن (نیتروژن و فسفر) موجب افزایش رشد طولی شده است لکن در تیمار 100% پساب، اثرات شوری اندکی افزایش رشد را کاهش داده است. نتایج مرترام (12) نیز افزایش ارتفاع چمن با آبیاری با پساب را نشان داد.

ارتفاع چمن تحت تاثیر بافت خاک کشت شده در آن قرار نگرفت و اختلاف ارتفاع چمن در بافت های مختلف خاک معنی دار نبود. در بین پنج رقم زوشیاگراس مورد مطالعه، ارقام (Mko,J1)Z.japonica ارتفاع و میزان رشد بیشتری نسبت به ارقام (M3,M2,M1)Z.matrella داشتند و این اختلاف معنی دار بود (جدول 6). اثرات متقابل درصد پساب و بافت خاک وهمین طور اثر بافت خاک و رقم روی ارتفاع چمن معنی دار نبود.
واکنش رشد پنج رقم چمن مورد بررسی، تحت تیمارهای مختلف پساب متفاوت بود. چنانچه در جدول 4 دیده می شود ارتفاع رقم M3 با افزایش درصد پساب در آب آبیاری افزایش یافت. ارتفاع این چمن با آبیاری با 100% پساب به 7/8 سانتی متر رسید که نسبت به تیمار شاهد 2/58% افزایش داشت. بیشترین ارتفاع چمن رقم M2 (8/7 سانتی متر)، با آبیاری با 75% و یا 100% پساب به دست آمد که نسبت به تیمار شاهد 24% افزایش نشان داد.
بیشترین ارتفاع رقم M1 نیز در تیمار آبی 100% پساب به دست آمد و نسبت به تیمار شاهد 2/26% افزایش نشان داد همچنین رقم J1 با اعمال تیمار آبی 75% پساب بیشترین ارتفاع (5/13 سانتی متر) و 4/13% افزایش نسبت به تیمار شاهد داشت. بیشترین ارتفاع (2/10 سانتی متر) قرائت شده مربوط به رقم Mko با آبیاری با 25% پساب به دست آمد که نسبت به تیمار شاهد 3/9% افزایش نشان داد. ارتفاع این رقم چمن با افزایش درصد پساب در آب آبیاری افزایش چندانی نسبت به تیمار شاهد پیدا نکرده و در 100% پساب کاهش ارتفاع نسبت به تیمار شاهد دیده می شود.

وزن ماده خشک چمن

وزن خشک قسمت هوایی چمن با افزایش درصد پساب در آب آبیاری افزایش یافت (جدول 7). تیمار آبی 100% پساب باعث بالا رفتن تراکم در چمن شده و به رغم بالاتر بودن ارتفاع در تیمار آبی 75% پساب و 25% آب (جدول 4). این عامل باعث بیشتر شدن میزان عملکرد در تیمار 100%پساب (4/124 گرم بر گلدان) شده است،اگرچه تفاوت بین تیمارهای آبی 75% و 100% پساب ازلحاظ آماری معنی دار نیست. ارقام M3 و J1 با آبیاری با 75% پساب بیشترین وزن خشک را داشتند (به ترتیب 8/68 و 3/248 گرم در هر گلدان) که 7/167% و 6/131% نسبت به تیمار
شاهد افزایش داشتند.
ماده خشک چمن در بافت لوم حداکثر و معادل 4/113 گرم بر گلدان بود (جدول 8). ارقام (Mko,J1)Z. jzaponica ماده خشک بیشتری نسبت به ارقام (M3,M2,M1) Z.matrella داشتند (جدول 8) که دلیل آن می تواند ارتفاع بیشتر آنها باشد (جدول 6). تحلیل آماری نشان داد که تاثیر متقابل درصد پساب و رقم بر ماده خشک چمن معنی دار نیست. همچنین مقایسه وزن خشک قسمت هوایی ارقام در سه نوع بافت خاک مورد مطالعه نشان می دهد که ماده خشک ارقام (M3,M2,M1) Z.matrella چندان تحت تاثیر بافت خاک کشت شده در آن قرار نگرفته است در حالی که ماده خشک ارقام (Mko,J1)Z.joponica در خاک لوم بیشتر بوده است (جدول 8).
در مجموع، استفاده از پساب ثانویه خانگی برای آبیاری چمن از لحاظ صفات رنگ، ارتفاع و ماده خشک مورد بررسی در این تحقیق مفید بوده و رنگ و ارتفاع و ماده خشک چمن را افزایش داد. مواد مغذی موجود در پساب صفات چمن (رنگ، ارتفاع و وزن خشک) را تحت تاثیر قرار داد. بنابراین بهتر است میزان نیتروژن و مواد آلی موجود در پساب محاسبه شود .... با این روش، از کوددهی اضافی که علاوه بر هزینه کود رشد چمن را تحت تاثیر قرار داد و نیاز به چمن زنی مکرر را افزایش می دهد، جلوگیری می شود. اثر متقابل درصد اختلاط پساب و بافت خاک بر ارتفاع و عملکرد چمن معنی داری نبود ولی درجه رنگ چمن در خاک لوم رسی در تیمار 100% پساب حداکثر بود. در میان ارقام مورد مطالعه رقم J1 در نتیجه آبیاری با پساب بیشترین افزایش رنگ نسبت به تیمار شاهد (100% آب) داشت و رقم M3 نسبت به سایر ارقام افزایش ارتفاع و عملکرد بیشتری نسبت به تیمار شاهد (100% آب) یافت.
همچنین رنگ ارقام مختلف در سه نوع بافت خاک مورد مطالعه متفاوت بود در حالی که ماده خشک ارقام Zoysia matrella تحت تاثیر خاک کشت شده در آن قرار نگرفت ولی ارقام Zoysia japonica در خاک لوم ماده خشک بیشتری داشتند و رقم و بافت خاک اثر متقابل معنی داری بر ارتفاع چمن نداشتند.

منابع:
1- ستاری م.، خ. رزمجو، پ. نجفی و ن. اعتمادی. 1386. اثر ترکیبات خاک و رژیم های آبیاری بر رشد و کیفیت چمن اسپورت در اصفهان. پژوهش در علوم کشاورزی، سال سوم، شماره اول، صفحات 56-45.
2- صفری سنجانی ع. و ش. حاج رسولیها. 1380. پیامد آبیاری با پساب پالایشگاه فاضلاب شمال اصفهان بر برخی از ویژگی های شیمیایی خاک های ناحیه برخوار. علوم کشاورزی ایران، جلد 32، شماره 1، صفحات 87-79.
3- عابدی کوپایی ج.، م. افیونی، ف. موسوی، ب. مصطفی زاده، و م. باقری. 1382. تاثیر آبیاری بارانی و سطحی با فاضلاب تصفیه شده بر شوری خاک. آب و فاضلاب شماره 45، صفحات 12-2.

پی نوشتها:

*دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
**استاد گروه آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
***دانشیار گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
****دانشیار گروه آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

منبع:نشریه پژوهش در علوم کشاورزی جلد4 شماره1
/خ