Water Management in Agriculture

Water Management in Agriculture

Irrigation with treated domestic wastewater: Challenges and Opportunities

Authors
Ardalan Zolfagharan 1
Abolghasem Haghayeghi 1
Hassan Hamidi 2
1 Academic member of Agricultural Engineering Research Department, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Mashhad, Iran
2 Academic member of Sugar Beet Research Department, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Mashhad, Iran.
Abstract
Regarding the lack of water resources, the reduction of annual rainfall and the excessive growth of the population and the expansion of industry and agriculture, the use of recycled water is in fact one of the solutions to the water scarcity crisis, which is essential and inevitable. Irrigation treatments were: 1- Application of treated wastewater only 2-3times irrigation with wastewater, then use of well water 3- Irrigation with wastewater and Well water respectively 4-One irrigation with wastewater and three times with well water 5-Well water application and 6-Irrigation with well water + chemical fertilizers. The research was carried out in Austan Ghods agricultural farm in Mashhad for one year harvested. The soil texture was silty loam. The results showed that the yield of rapeseed was significantly higher in treatments that were irrigated with more treating wastewater than those treated with less treating wastewater. In fact, treatments that were irrigated with more wastewater, due to the presence of food in irrigation water, were more effective than other treatments. The amount of heavy metals, soil salinity, nitrogen percentage, absorbed phosphorus and organic matter in irrigation treatments showed a slight increase, but was not significant at 5% level. This gradual increase of the elements in the soil can be considered as a major challenge in the use of long-term refined wastewater.
Opportunities from irrigation using wastewater include: tackling the problem of water scarcity, preventing pollution of the environment and surface and underground water resources, increasing the durability of high quality water resources, increasing product yield, saving on consumption expenditure chemical fertilizers and development of aquatic areas.
Keywords
Irrigation
treated wastewater
Challenges
Opportunities
ارست، م.، زهتابیان، غ.، جعفری، م.، خسروی، ح. (1394). بررسی خصوصیات خاک تحت تأثیر آبیاری با آب‌های غیرمتعارف در دو عمق سطحی و تحتانی، نشریه بازیافت آب، 2(2): 149- 141.
حسن اقلی، ع. 1385. مدیریت زه آب‌های حاصل از سامانه‌های زهکشی و کاربرد مجدد آن در کشاورزی. چهارمین کارگاه فنی زهکشی.
خوان پایه، م.، کرمی، ع، ا. 1394. سازه‌های مؤثر بر نگرش کشاورزان نسبت به ابعاد پایداری مزرعه در شرایط آبیاری با آب نامتعارف شهری: موردمطالعه شهرستان مرودشت. علوم ترویج و آموزش کشاورزی ایران. 11 (1).
دانش. ش.، علیزاده. الف. 1387. کاربرد آب نامتعارف در کشاورزی، فرصت‌ها و چالش‌ها. اولین سمینار ملی جایگاه آب‌های بازیافتی و آب نامتعارف در مدیریت منابع آب- چالش‌ها و راهکارها. مشهد.
عابدی کوپایی، ج.، باقری، م.ر. 1380. اثرات زیست‌محیطی آبیاری با آب نامتعارف تصفیه‌شده بر منابع آب زیرزمینی. همایش اثرات زیست‌محیطی آب نامتعارف‌های کشاورزی بر آب‌های سطحی و زیرزمینی.
عزیزی، م.، بسکابادی، ع. ا. و توکلی، ر. 1393. امکان‌سنجی استفاده مجدد از آب نامتعارف تصفیه‌خانه فاضلاب جهت استفاده کشاورزی (مطالعه موردی تصفیه‌خانه فاضلاب چرم سرایان). هفتمین همایش ملی مهندسی محیط‌زیست.
عزیزی، م.، الباجی، م. و برومند نسب، س. 1396. ارزیابی آبیاری معمولی و سریالی با زهاب بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره‌وری آب مصرفی ذرت، سویا و آفتابگردان. تحقیقات آب‌وخاک ایران، 48(3): 688-679.
کریمی، ف.1394. ارائه روشی واقع‌گرایانه جهت بررسی ریسک اکولوژیکی آفت‌کش‌ها در تالاب بین‌المللی شادگان. فصلنامه علمی پژوهشی اکوبیولوژی تالاب.7(26): 15-22.
محجوبی، ا.، بصیرزاده، ح. و طرفی، ک. 1388. نگرشی بر مسائل و مشکلات تخلیه زه آب‌های کشاورزی در طرح‌های جنوب خوزستان. دوازدهمین همایش کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران.
منظمی، ن. 1393. استفاده از منابع آب نامتعارف (فاضلاب-آب نامتعارف) در مصارف صنعتی، کشاورزی، شهری و چالش‌های محیط‌زیستی و بهداشتی استفاده از آب نامتعارف. دومین همایش ملی بازیافت آب.
Abdolkarim C. 2009. Phytoremediation of heavy-metal-polluted soils: screening for new accumulator plants in Angouran mine (Iran) and evaluation of removal ability. Ecotoxicol Environ Saf 72(5):1349–1353.
Abdul-Wahab SA, Marikar FA. 2011. The environmental impact of gold mines: pollution by heavy metals. Cent Eur J Eng 2(2):304–313.
 
 
 
Al- Mustafa, W., El- shall, A., Abdallah, A. and Modaish, A. 1995. Response of wheat to sewage sludge applied under two different moisture regimes. Exp. Agric. 31:365- 369.
Al-Hamaiedeh, H., Bino, M. 2010. Effect of treated grey water reuse in irrigation on soil and          plants. Desalination 256 (1–3), 115–119.
 Asano, T. and Pettygrove G. S. 1987. Using reclaimed municipal wastewater for irrigation. California Agric. Vol.41.
Engelhart M., Kruger M., Kopp, J., and Dichtl, N. 2000. Effect of disintegration on anaerobic degradation of sewage excess sludge in down flow stationary fixed film digesters. Water Science and Technology, 41:171-179.
Jenkins, C. R., Papadopoulos, I. and Stylianou, Y. 1994. Pathogens and wastewater use for irrigation in Cyprus. In “International Conference on Land and Water Resources Management in the Mediterranean Region” PP. 979-989, bari, Italy.
Jimenez, B., Asano, T. 2008. International Survey onWater Reuse. InternationalWater Association Publishing, london.
McNeill, L.S., Almasri, M.N., Mizyed, N. 2009. A sustainable approach for reusing treated wastewater in agricultural irrigation in the West Bank–Palestine. Desalination 248 (1–3), 315–321.
Saber, M.S.M. 1986. Prolonged effect of land disposal of human waste on soil conditions. Wat.Sci. Tech. 18: 371-374.
Sharma D., RAOK.N., SinghP.,Kumbhare.S. and R.j.Asterbaan., 1994. Conjunctive use of Saline and non_saline irrigation waters in semi_arid regions.Irrig.sci.15:25-33.
Shukla, S.K., Srivasta P.R. 1992. "Water Impact Analysis". New Delhi.
Tabari, M., Salehi, A., Ali-Arab, A.R. 2008. Effects of waste water application on heavy metals (Mn, Fe, Cr and Cd) contamination in a black locust stand in semi-arid zone of Iran. Research Journal of Environmental Science, 7 (4): 382-388.
Tanji, K.K. and Kielen, N. 2002. Agricultural drainage water management in arid and semiarid
West, L. 2006. World Water Day, A Billion People Worldwide lack Safe Drinking Water pp. 31–41.