اثر آبیاری با پساب مغناطیسی تصفیه‌شده بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زارعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

2 دانشجوی کارشناسی گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زارعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

3 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

چکیده

افزایش تقاضای آب به‌منظور آبیاری در بخش کشاورزی، سبب افزایش روزافزون استفاده مجدد از پساب­های تصفیه‌شده یا خام شهری و صنعتی در بسیاری از کشورهای جهان شده است. استفاده از پساب معمولاً همراه با آلودگی­های میکروبی و فلزات سنگین است که بخش­های مختلف طبیعت و در نتیجه سلامت انسان را تحت تأثیر قرار می­دهد. فلزات سنگین موجود در این­گونـه آب­های نامتعارف یکی از منابع آلودگی آب، خاک و گیاه به شمار رفته که سمیت فلزات سنگین در گیاهان باعث کاهش رشد گیاه می­شود. با اصلاح آب‌وخاک به روش مغناطیسی می­توان مشکلات فوق را برطرف نمود. در این پژوهش به بررسی تأثیر استفاده از پساب مغناطیسی تصفیه­شده بر عملکرد اجزای عملکرد گیاه ذرت پرداخته شد. بدین منظور آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1399 در شهرستان بابلسر انجام شد. تیمارها شامل آبیاری با آب چاه (W1)، آبیاری با اختلاط 25 درصد پساب و 75 درصد آب چاه (W2)، آبیاری با اختلاط 50 درصد پساب و 50 درصد آب چاه (W3)، آبیاری با اختلاط 75 درصد پساب و 25 درصد آب چاه (W4)، آبیاری با 100 درصد پساب (W5) در شرایط اعمال میدان مغناطیسی (I1) و بدون میدان مغناطیسی (I2) بود. مغناطیس نمودن آب آبیاری با عبور آب از میان یک آهن­ربای دائمی با شدت میدان مغناطیسی 3/0 تسلا ایجاد شد. نتایج نشان داد که اثر نوع آبیاری و اختلاط آب و پساب بر وزن تر و خشک بوته، تعداد دانه در بلال، وزن هزار دانه، عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه معنی­دار شد. به‌طور متوسط آبیاری با پساب مغناطیسی باعث افزایش معنی­دار عملکرد دانه (18/9 درصد) و عملکرد بیولوژیک ذرت (09/10 درصد) نسبت به پساب غیرمغناطیسی شد. همچنین عملکرد و اجزای عملکرد ذرت با افزایش استفاده از پساب، افزایش یافت. به‌طورکلی با استفاده از فن­آوری مغناطیسی می­توان از آب­های نامتعارف استفاده نمود و مقدار عملکرد گیاه را افزایش داد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Irrigation with Treated Magnetic Effluent on Yield and Yield Components of Maize

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Khoshravesh 1
  • Fatemeh Erfanian 2
  • Masoud Pourgholam-Amiji 3
1 Associate Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
2 B.Sc. Student, Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
3 Ph.D Candidate, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
چکیده [English]

Increasing demand for water for irrigation in the agricultural sector has led to increasing reuse of treated or raw municipal and industrial effluents in many countries around the world. The use of wastewater is usually associated with microbial contamination and heavy metals that affect various parts of nature and therefore human health. Heavy metals in these unconventional waters are one of the sources of water, soil, and plant pollution that the toxicity of heavy metals in plants reduces plant growth. The above problems can be solved by modifying water and soil magnetically. In this study, the effect of using treated magnetic effluent on the yield components of maize plants was investigated. For this purpose, a factorial experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications in 2020 at Babolsar city. Treatments include irrigation with well water (W1), irrigation with mixing 25% of effluent and 75% of well water (W2), irrigation with the mixing of 50% of effluent and 50% of well water (W3), irrigation with mixing of 75% of effluent and 25% of water Well (W4), irrigation with 100% effluent (W5) under magnetic field (I1) and without magnetic field (I2) was. Irrigation water magnetization was created by passing water through a permanent magnet with a magnetic field intensity of 0.3 Tesla. The results showed that the effect of irrigation type and water and effluent mixing on fresh and dry mass weight, number of seeds per corn, 1000-seed weight, biological yield, and grain yield were significant. On average, irrigation with magnetic effluent significantly increased grain yield (9.18%) and biological yield of maize (10.09%) compared to non-magnetic effluent. Yield and yield components of maize also increased with increasing effluent use. In general, by using magnetic technology, unconventional waters can be used and the amount of plant yield can be increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • heavy metals
  • Magnetic water
  • Treated Effluent
  • Water and Effluent Mixing
  • Yield components
بدیعی، آ. کاراندیش، ف. و طباطبائی، س. م. 1395. تأثیر آبیاری با فاضلاب خام و تصفیه­شده شهری بر عملکرد گندم و ویژگی­های میکروبی خاک و گیاه. دانش آب و خاک. 26 (2/4): 228-215.
حبیبی، ه، موحدی نائینی، س. ع.، خوش‌روش، م. و صابری، ع. 1398. تأثیر آب مغناطیسی بر عملکرد و جذب برخی از عناصر در ذرت در شرایط مزرعه. مهندسی زراعی. 42 (4): 142-131.
حیدرپور، م.، خوش‌روش، م. و مشاوری، ی. 1395. اثر آب شور مغناطیسی­شده بر اصلاح آب و خاک در آبیاری قطره­ای. پژوهش­های حفاظت آب و خاک. 23 (2): 193-179.
حیدری، ط.، شاهدی، ب. و بانژاد، ح. 1399. تأثیر آب مغناطیسی بر خصوصیات رشدی ریحان تحت کم آبیاری و آبیاری ناقص ریشه. مدیریت آب در کشاورزی. 7 (2): 158-149.
خوش‌روش، م. و کیانی، ع. 1394. اثر آب‌شور مغناطیسی­شده بر نفوذپذیری و هدایت الکتریکی بافت­های مختلف خاک. آبیاری و زهکشی ایران. 9 (4): 654-646.
خوش‌روش، م.، دیوبند، ل.، معتمدی، ف. و ریحانی. گ. 1395. تأثیر کادمیم بر جذب کروم شش­ظرفیتی (VI) توسط نانو رس کلویزایت سدیمی. پژوهش­های حفاظت آب و خاک. 23 (3): 241-256.
دهقانی، ر. 1391. تأثیر آبیاری با پساب تصفیه‌خانه شهر انزلی روی برخی از خصوصیات شیمیایی خاک و گیاه ذرت. پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد ﺷﯿﻤﯽ و حاصلخیزی خاک، دانشگاه گیلان.
عاطفی، ا. 1390. اثر پساب تصفیه‌شده فاضلاب شهری شیراز روی برخی از خصوصیات شیمیایی خاک و عملکرد کلم بروکلی در آبیاری قطره‌ای نوار تیپ زیرسطحی. پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه شیراز.
عالم­زاده، ا.، سلطانی گردفرامرزی، س.، یرمی، ن. و دهستانی اردکانی، مریم. 1399. پاسخ فیزیولوژیک اسطوخودوس به کاربرد پساب خام و تصفیه‌شده در دو روش آبیاری سطحی و زیرسطحی با لوله‌های تراوا. مدیریت آب در کشاورزی. 7 (2): 170-159.
عبادی، ف.، اسماعیل ساری، ع. و ریاحی بختیاری، ع. 1384. میزان و نحوه تغییرات فلزات سنگین و اندام­های گیاهـان آبزی و رسوبات تالاب میانکاله. محیط‌شناسی. 31 (37): 74-53.
عباسی، پ.، بابازاده، ح.، یارقلی، ب. و باخدا، ح. 1400. اثر استفاده از پساب شهری بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت تحت مدیریت کم­آبیاری (مطالعه موردی: شهرستان مرودشت). آبیاری و زهکشی ایران. 15 (2): 413-402.
قدمی فیروزآبادی، ع.، خوش‌روش، م.، شیرازی، پ. و زارع ابیانه، ح. 1395. اثر آبیاری مغناطیسی بر عملکرد دانه و بیوماس گیاه سویا رقم DPX در شرایط کم آبیاری و شوری آب. پژوهش آب در کشاورزی. 30 (1): 143-131.
کریمی، ب.، عبدی، چ. و فتحی تیلکو، ز. 1397. تأثیر آبیاری با پساب شهری تصفیه‌شده بر عملکرد و برخی ویژگی­های رشد گوجه­فرنگی و ذرت در شرایط گلخانه­ای. دانش آب و خاک. 28 (4): 29-19.
لیاقت، ع.، اویسی، م. ر.، ابراهیمیان، ح.، پورغلام آمیجی، م. و صالح، م. 1400. اثر استفاده از آب آلوده به فلز سرب با آبیاری سطحی و زیرزمینی بر عملکرد و جذب آن توسط گیاه ذرت علوفه‌ای. آبیاری و زهکشی ایران. 1(1): 16-1.
محرابیان، س.، ناصری، ع.، هوشمند، ع. و مسکرباشی، م. 1397. اثر عمق نصب لوله­های قطره­چکان­دار و مقدار زئولیت بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت. مدیریت آب و آبیاری. 8 (2): 335-321.
نیکبخت، ج. و رضایی، ا. 1396. تأثیر سطوح مختلف پساب و آب مغناطیسی­شده بر عملکرد و بهره‌وری مصرف آب در آبیاری ذرت و برخی خصوصیات فیزیکی خاک. تحقیقات آب و خاک ایران. 48 (1): 75-63.
نیکبخت، ج. و طالعی، ا. 1398. تأثیر آب مغناطیسی بر خصوصیات هیدرولیکی آبیاری قطره‌ای-نواری و عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت. حفاظت منابع آب و خاک. 8 (4): 36-21.
نیکبخت، ج.، خنده­رویان، م.، توکلی، ا. و طاهری، م. 1393. اثر آبیاری مغناطیسی بر خصوصیات جوانه‌زنی و رشد اولیه گیاه ذرت (Zea mays). پژوهش‌های کاربردی زراعی. 27 (105): 147-141.
یاران‌کوپائی، م.، مصطفی‌زاده، ب. و میرمحمدی میبدی، س. ع. م. 1379. اثرات پساب و سیستم‌های آبیاری بر عملکرد چند محصول زراعی. پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه صنعتی اصفهان.
Abedi-Koupai, J., Afyuni, M., Mostafazadeh-Fard, B. and Bagheri, M. R. 2001. Influence of treated wastewater and irrigation systems on soil physical properties in Isfahan province. PP. 165-173. In: Ragab, R., G. Pearce, J. C. Kim, S. Nairizi and A. Hamdy (Eds.), Proceeding of International Workshop on Wastewater Reuse Management, 52nd IEC Meeting and 1st Asian Regional Conference of the International Commission on Irrigation and Drainage (ICID), Seoul, Korea.
Algozari, H. and Yao, A. 2006. Effect of the magnetizing of water and fertilizers on the some chemical parameters of soil and growth of maize (MSc thesis). Baghdad (Iraq): University of Baghdad.
Alloway, B. J. 2001. Heavy metal in soil. New York: John Wiley and sons. Inc; 2001. P.20-28.
Azari, A., Nabizadeh, R., Mahvi, A. H. and Nasseri, S. 2021. Magnetic multi-walled carbon nanotubes-loaded alginate for treatment of industrial dye manufacturing effluent: adsorption modelling and process optimisation by central composite face-central design. International Journal of Environmental Analytical Chemistry. 101: 1-21.
Biryukov, A. S., Gavrikov, V. F., Nikiforov, L. O. and Shcheglov, V. A. 2005. New physical methods of disinfection of water. Journal of Russian Laser Research. 26(1): 1913-1925.
Bolto, B. A. 1990. Magnetic particle technology for wastewater treatment. Waste management. 10(1): 11-21.
Celik, O., Atak, C. and Rzakulieva, A. 2008. Stimulation of rapid regeneration by a magnetic field in paulownia node cultures. Journal of Central European Agriculture. 9(2): 297-303.
El Sayed, H. E. S. A. 2014. Impact of magnetic water irrigation for improve the growth, chemical composition and yield production of broad bean (Vicia faba L.) plant. Journal of Experimental Agriculture International. 4 (4): 476-496.
Hamza, A. H., Shreif, M., El-Azeim, A.,
 
Mohamad, M., and Mohamed, W. A. 2021. Impacts of Magnetic Field Treatment on Water Quality for Irrigation, Soil Properties and Maize Yield. Journal of Modern Research. 3(1): 51-61.
Khoshravesh, M., Mirzaei, S. M. J., Shirazi, P. and Valashedi, R. N. 2018. Evaluation of dripper clogging using magnetic water in drip irrigation. Applied Water Science. 8(3): 1-8.
Mohamed, A. I. 2013. Effects of magnetized low quality water on some soil properties and plant growth. International Journal of Research in Chemistry and Environment. 3(2): 140-147.
Mostafazadeh-Fard, B., Khoshravesh, M., Mousavi, S. F. and Kiani, A. R. 2011. Effects of magnetized water on soil sulphate ions in trickle irrigation. In 2nd International Conference on Environmental Engineering and Applications. IACSIT Press. 94-99.
Mostafazadeh-Fard, B., Khoshravesh, M., Mousavi, S. F. and Kiani, A. R. 2012. Effects of magnetized water on soil chemical components underneath trickle irrigation. Journal of irrigation and drainage engineering. 138(12): 1075-1081.
Mousavi, S. R. and M. Shahsavari. 2014. Effects of treated municipal wastewater on growth and yield of maize (Zea mays). Biological Forum. 6(2): 228-233.
Naser, H. M., Shil, N. C., Mahmud, N. U., Rashid, M. H. and Hossain, K. M. 2009. Lead, cadmium and nickel contents of vegetables grown in industrially polluted and non-polluted areas of Bangladesh. Bangladesh Journal of Agricultural Research. 34(4): 545-554.
Podleoeny, J., Pietruszewski, S. and Podleoena, A. 2004. Efficiency of the magnetic treatment of broad bean seeds cultivated under experimental plot conditions. International Agro Physics. 18(1): 65-71.
Pourgholam-Amiji, M., Liaghat, A., Khoshravesh, M. and Azamathulla, H. M. 2021. Improving rice water productivity using alternative irrigation (case study: north of Iran). Water Supply. 21(3): 1216-1227.
Pruvot, C. and Douay, F. 2006. Heavy metals in soil, crops and grass as a source of human exposure in the former mining areas. Journal of Soils and Sediments. 6(4): 215-220.
Rezapour, S., Atashpaz, B., Moghaddam, S. S. and Damalas, C. A. 2019. Heavy metal bioavailability and accumulation in winter wheat (Triticum aestivum L.) irrigated with treated wastewater in calcareous soils. Science of the Total Environment. 656: 261-269.
Sadeghipour, O. and Aghaei, P. 2013. Improving the growth of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) by magnetized water. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences. 3(1): 37-43.
Unkovich, M., Baldock, J. and Forbes, M. 2010. Variability in harvest index of grain crops and potential significance for carbon accounting: examples from Australian agriculture. Advances in agronomy. 105: 173-219.
Willer, H. and Lernoud, J. 2019. The world of organic agriculture. Statistics and emerging trends 2019 (pp. 1-336). Research Institute of Organic Agriculture FiBL and IFOAM Organics International.