تاثیر اضافه کردن کمپوست به خاک

اگر مواد آلی و نیتروژن عامل محدود کننده معدنی شدن باشد، اضافه کردن کمپوست ممکن است باعث تشدید فعالیت میکروبی و به دنبال آن تسریع تجزیه آفت کش ها شود. این موضوع را در مورد تجزیه آترازین درخاک تیمار شده با کود دامی، کاه و کود نیتروژن دار گزارش کرده اند (هانس،[5] 1973). علاوه بر آن، اضافه کردن مواد آلی از جمله کمپوست به خاک ممکن است نخست با پایدار شد ن بیشتر و کاهش معدنی شدن آفت کش ها همراه باشد که دلیل آن جذب سطحی آفت کش ها توسط مواد آلی است (باریو سو و همکاران،[6] 1997). تاثیر کاربرد مواد آلی به سبب جذب سطحی آفت کش ها توسط مواد آلی است که از شستشو و ورد آنها به منابع آب جلوگیری می کند (بلین و همکاران،[7] 1990).

برخی از مواد بهسازی آلی هنگام تجزیه، ترکیبات شیمیایی محلولی را تولید می کنند که واجذبی آفت کش های تثبیت شده و حلالیت آنها درخاک افزایش می دهند (باریو سو و همکاران، 1999). جذب آفت کش ها، از تجزیه میکروبی آنها جلوگیری می کند به خصوص اگر سرعت واجذبی آنها کم باشد. بنویت و باریو سو[8] (1995) از کاه گندم و کمپوست آن برای مدل سازی نحوه هوموسی شدن مواد آلی تازه استفاده کردند و مشاهده نمودند که معدنی شدن کلروفنل ها هنگامی که کاه یا کمپوست کاه به خاک اضافه می شود، کاهش می یابد و در مدت زمان خواباندن، در این تیمارها شکل های پیوند یافته و تبادل ناپذیر کلروفنل ها افزایش یافته است. بنویت و همکاران (1999) گزارش کردند که ممانعت از تجزیه مواد شیمیایی توسط ریز جانداران در خاک همیشه وجود ندارد ظوری که جذب مواد شیمیایی توسط کمپوست کاه قبل از اضافه کردن به خاک، حتی معدنی شدن این مواد شیمیایی را تسریع می کند.

اضافه کردن لجن فاضلاب تازه یا کمپوست شده به خاک معمولاً محتوی کربن خاک را افزایش می دهد و به دلیل افزایش جذب سطحی، میزان نگهداری آترازین نیز افزایش می یابد. (سلیس و همکاران،[9] 1998). نتایج مشاهده شده بسته به میزان اضافه شدن لجن فاضلاب و خصوصیات ان متفاوت است. برای مثال لجن فاضلاب با آهک اگر به مقدار کمی به خاک اضافه شود، میزان جذب و نگهداری‌ آترازین درمقایسه با تیمار شاهد را کاهش می دهد ولی در صورتی که مقدار زیادی لجن به خاک اضافه شود، خاصیت جذب سطحی لجن غالب شده و میزان نگهداری آترازین در خاک افزایش می یابد و تاثیر مواد آلی محلول که از لجن فاضلاب آراد می شوند، نیز متفاوت است. در لجن خام، مواد آلی محلول جذب آترازین را کاهش و قابلیت سودمندی زیستی آن را افزایش می دهد در حالی که اضافه کردن لجن کمپوست شده به خاک جذب و نگهداری آترازین را افزایش می دهد. اضافه نمودن لجن فاضلاب به خاک، تجزیه علف کش هایی مانند 2-4-D و 2-4-5-T را افزون می کند (اوکانر و همکاران،[10] 1981). میزان تجزیه علف کش ها به نوع خاک و میزان پایداری لجن فاضلاب اضافه شده بستگی دارد. لجن خام و نارس در صورتی که به خاک اضافه شود، تاثیر کمی بر جذب سطحی علف کش ها دارد حال آن که کمپوست پایدار لجن باعث افزایش جذب سطحی علف کش ها می شود.

کنته و همکاران[11] (2001) نگهداری (قابلیت بازیافت[12] و عدم تجزیه) انواع سموم PAH را درخاک مطالعه نمودند و تاثیر اسیدهای هیومیک استخراج شده از کمپوست و خاک را بر بازیافت این ترکیبات در خاک بررسی کردند نگهداری ترکیبات PAH به خصوصیات شیمیایی هر کدام از انها مربوط بود و با اضافه کردن اسیدهای هیومیک به خاک افزایش می یافت. میزان نگهداری ترکیبات PAH در خاک هایی که حاوی مواد آلی طبیعی بودند، بیشتر از خاک هایی بود که مواد آلی طبیعی آنها توسط پراکسید هیدروژن از بین رفته بود. علت این پدیده احتمالاً مربوط به تفاوت جمعیت میکروبی در خاک های اکسید و اکسید نشده و همچنین تاثیر مواد آلی بومی خاک در نگهداری ترکیبات PAH بود. بنابراین، پویایی ترکیبات PAH را می توان با اضافه نمودن مواد بهساز حاوی ترکیبات هوموسی مهار گردد.

فیربانک و همکاران[13] (1987) گزارش کردند که اضافه کردن لجن فاضلاب به خاکی که به طور مصنوعی با ترکیبات PCB آلوده شده باشد باعث افزایش میزان تصعید ترکیبات PCB از خاک و میزان تجزیه آنها می شود. معدنی شد ن روش اصلی خروج ترکیبات PCB از خاک های رسی و لومی شنی است و اضافه کردن لجن فاضلاب به خاک های آلوده به مواد PCB به هیچ وجه خطرات زیست محیطی ناشی از آنها را افزایش نمی دهد. برونر و همکاران[14] (1985) نشان دادند که تجزیه مواد PCBدر خاک با تلقیح (Aicntobacter) افزایش می یابد و این باکتری در معدنی شدن PCB بهتر از ریز جانداران بومی خاک عمل می کند.

 در آزمایشی گلخانه ای، براون و همکاران[15] (1998) روش های بر طرف کردن آلودگی خاک ناشی از ترکیبات پیچیده نفتی را که از یک پالایشگاه به خاک وارد شد ه بودف مطالعه کردند. نتیجه مطالعه این محققان نشان داد که بعد از 110 روز، میزان تجزیه ترکیبات –N آلکان درخاک بدون هر گونه تیمار خاص، ناچیز است. در تیمار های خاک اره و کمپوست لجن فاضلاب با نسبت کربن به نیتروژن زیاد تجزیه ترکیبات –N آلکان، که جزو ترکیبات با قابلیت تجزیه سریع ترکیبات نفتی اند، کند است ولی در تیمار کمپوست لجن فاضلاب با نسبت کربن به نیتروژن کم تجزیه این ترکیبات نسبتاً سریع است. بعد از 110 روز خواباندن خاک ها، ایزوپرنوئیدها (phytane , pristine) نیز در تیمار کمپوست غنی از نیتروژن ناپدید می شود و نیمی از کمپلکس های با شاخه های جانبی و آلکان های حلقوی نیز تجزیه می شوند.

در فرآیند تولید کمپوست معمولاً هیدروکربن های آلیفاتیک با منشاء میکروبی تولید می شود (گونزالس – ویلا و همکاران،[16] 1982). ورود این ترکیبات به دنبال اضافه شدن کمپوست نارس به خاک، با ایجاد مسمومیت در گیاهان همراه است. تجزیه زیستی این ترکیبات را بر طرف می نماید و مقدار تولید این ترکیبات بر اثر افزودن مقادیر توصیه شده کمپوست در زراعت در حدی نیست که باعث بروز مسمومیت در گیاهان شود. با این حال، کشاوزان باید بین مصرف کمپوست و کاشت گیاهان فاصله زمانی کافی را در نظر بگیرند.

عامل دیگری که باید در مصرف کمپوست در نظر گرفته شود، شوری کمپوست است. به گزارش تستر و پار،[17] (1983) شست و شوی کمپوست، نمک ها و مواد آلی محلول و مواد با قابلیت تجزیه سریع را خارج می نماید. هر چند این عمل در ابتدا تجزیه کمپوست درخاک را به شستشو باعث سرعت بخشیدن در امر تجزی می شود. در خاک هایی که به آنها کمپوست شسته شده اضافه شده باشد، ممکن است آلی شدن نیتروژن اتفاق بیفتد. اضافه کردن بقایای گیاهی و کودهای دامی به خاک های آلوده به سلنیم، جذب این عنصر توسط گیاه کانو (Brassica napus) و علف فسکو بلند (Fescu arundinacea) را کاهش می دهد (آجو ا و همکاران،[18] 1998) مصرف خاکی خاکستر ذغال سنگ ابتدا باعث افزایش غلظت برخی فلزات (آرسنیک، سلنیم، مولیبدون، و مس) می شود. میزان افزایش غلظت عمناصر کمیاب به نوع ماده آلی اضافه شده بستگی دارد (بنویت و بریوسو، 1995). 30 روز پس از اضافه کردن ضایعات آلی، غلظت عناصر سنگین در محلول خاک تا حد خاکی که مواد آلی دریافت نکرده باشد، کاهش می یابد. در آزمایشی گلدانی، اضافه کردن کمپوست مخلوط خاکستر ذغال سنگ و بقایای لیگنو سلولزی (ضایعات فضای سبز) به خاک معمولاً باعث تکثیر باکتری ها و اکتینومیست ها شد ولی بر جمعیت قارچ ها تاثیری نداشت (والینی و همکاران، 1999). به دنبال افزایش pH بعد از مصرف خاکستر ذغال سنگ و کمپوست با خاصیت قلیایی، جذب عناصر سنگین مانند کادمیم، کرمف مس، نیکل، سرب و روی توسط ماش در خاک شنی افزایش یافت ولی در خاک رسی با ظرفیت بافری بالا چنین روندی مشاهده نشد. سیمئونی و همکاران[19] (1984) گزارش کردند که عملکرد کاهو و یولاف در خاک تیمار شده با کمپوست لجن فاضلاب بیشتر از خاک تیمار شده با لجن فاضلاب خام است. به خصوص اگر مقدار زیادی از این مواد به خاک اضافه شود (240 تن در هکتار). همچنین افزایش عملکرد در خاک اسیدی (pH برابر 5/4) بیشتر از خاک خنثی (pH برابر 6/7) است. این محققان قسمتی از افزایش عملکرد را مربوط به افزایش pH می دانند. انباشتگی کادمیم و سرب در گیاهان در تیمار لجن خام در حد معنی داری بیشتر از تیمار لجن کمپوست شده است و میزان تجمع این دو عنصر نیز در گیاهان در خاک اسیدی بیشتر از خاک خنثی مشاهده می شود. عناصری مانند مس، روی و کادمیم ممکن است با اضافه کردن ضایعات از جمله لجن فاضلاب در خاک تجمع پیدا کنند. شواهدی وجود دارد که مصرف لجن فاضلاب بعد از چند سال سبب آزاد سازی عناصر فلزی به شکل محلول می شود (مک بیرد، 1995). به نظر می رسد نگهداری سطح بالای ماده آلی خاک در نتیجه مصرف مداوم لجن فاضلاب، احتمالا باعث کاهش قابلیت سودمندی زیستی عناصر سنگین می شود. هیون و همکاران (1998) نتیجه گرفتند که قابلیت سودمندی کادمیم برای گیاهان با افزایش مواد آلی خاک افزایش نمی یابد زیر کاهش مواد آلی تجزیه شده با مصرف لجن اضافی جبران می شود.

پویایی فلزات در کمپوست به نوع عنصر وابسته است. ساوهنی و همکاران[20] (1996) ملاحظه کردند که شست و شوی آرسنیک بیشتر از شست و شوی کادمیم، کرم، نیکل و سرب بوده و مقدار شست و شوی این ماده به سرعت با گذشت زمان کاهش می یابد. استانداردهای کیفی معمولاً‌ براساس مقدار کل عناصر بیان می شود. شکل های یونی عناصر مختلف در کمپوست های بسیار متفاوت است و به نوع یون بستگی دارد (بورکو و همکاران،[21] 1994).

[1]- Gan et al

[2]- Alvey and Growty

[3]-  Benthiocarb

[4]- Dauh-Yentumi and Kuwatsuka

[5]- Hance 

[6]- Barriu So

[7]- Bellin et al

[8]-  Benoit and Barriu So

[9]- Celis et al 

[10]- O Connor  et al

[11]- Conte et al

[12]- Recovery

[13]- Fairbank et al

[14]- Brunner  et al

[15]- Brown et al

[16]- Gonzalez Vila et al

[17]- Tester and Parr

[18]- Ajwa et al

[19]- Simeoni  et al

[20]- Sawheny et al 

[21]- Bourque et al