Skip to main content
SUPERVISOR
Sayed farhad Mousavi,Mohammad-Ali Hajabbasi,Hossein Shariatmadari,Majid Afyuni,Mohammad reza Khajeh pour
سیدفرهاد موسوی (استاد راهنما) محمدعلی حاج عباسی جورتانی (استاد مشاور) حسین شریعتمداری (استاد مشاور) مجید افیونی مبارکه (استاد راهنما) محمدرضا خواجه پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Gholamabbas Sayyad
غلامعباس صیاد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1378

TITLE

Simulation of Pb, Cd, Cu and Zn Transport Under Two Rooting Systems in a Calcareous Soil
Anthropogenic release of heavy metals (HMs) has resulted in a continuous buildup of HMs in agricultural soils. On one hand, uptake of HMs by crop plants may lead to food chain transfer to humans, and on the other hand, leaching of HMs with deep seepage may cause groundwater contamination. The objectives of this study were to assess the mobility of Cd, Cu, Pb and Zn under two common crop plants with different rooting systems including wheat ( Triticum aestivum ) with fibrous roots, and safflower ( Carthamus tinctorious ) with a taproot system in the arid soils of Isfahan, Iran. The study was conducted with undisturbed soil columns (Typic Haplocalcid) extracted from a wheat and a safflower field located in the same unit of soil type. The top 10 cm of half of the columns were artificially contaminated with Cd, Cu, Pb, and Zn at concentrations of 15, 585, 117 and 1094 mg kg -1 , respectively. Half of the contaminated and uncontaminated columns were planted with wheat and the other half with safflower according to their previous cultivation history. Leachate was collected continuously. After the crops were harvested, soil samples were collected at 10-cm intervals and analyzed for water- , HNO 3 - and DTPA-extractable metals. HYDRUS-1D and MACRO codes were used to model metal traort in the soil columns and also metal uptake by plants. Model parameters were estimated by inverse modelling using the SUFI-2 procedure. There was significantly increased metal leaching from contaminated columns. Plants enhanced the displacement of metals into subsoil. Safflower resulted in larger concentrations at deeper depths than wheat. Metal concentrations were significantly (p 0.05) higher in discharge and plants from contaminated than from uncontaminated columns. Because of discharge reduction in presence of plants due to trairation, total amounts of metals leached were in general larger in fallow than treatments with plants. The only exception was leaching of Zn from wheat columns, which was larger under plants than under fallow. Plants not only affected metal mobility through actual root activity, but also through effects on soil properties during previous cultivation history, as there were clear differences in metal leaching between wheat and safflower soils from fallow columns. These were metal-dependent indicating that the effects were not only related to soil structure by the root systems, but also to chemical soil properties. The calibration results with MACRO were similar to those obtained by HYDRUS with the difference that adsorption constants were much closer to the measured ones. This indicates that in HYDRUS, the adsorption parameters were underestimated in order to allow a deeper traort of metals which
ورود فلـزات سنگین به محیط زیست عمـدتاً در اثر فعالیت های کشاورزی و صنعتی باعث تجمـع تدریجی این عناصـر در خاک های کشاورزی گشته است. این امر از یک طرف موجب جذب بیشتر فلزات توسط گیاهان و در نتیجه ورود آن ها به زنجیره غذایی گشته و از طرف دیگر ممکن است در اثر خروج زه آب های حاوی این عناصر از خاک های آلوده موجب آلودگی آب های زیرزمینی گردد. مطالعه حاضر به منظور بررسی حرکت کادمیم، مس، سرب و روی تحت کشت دو گیاه زراعی با سیستم ریشه ای مختلف [گندم ( Triticum aestivum ) با ریشه افشان و گلرنگ ( Carthamus tinctorious ) با ریشه مستقیم] در یک خاک آهکی منطقه شرق اصفهان انجام شد. آزمایش در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان با استفاده از 24 ستون (به قطر 5/22 سانتی متر و ارتفاع 50 سانتی متر) خاک دست نخورده (Typic Haplocalcids) تهیـه شده از دو مزرعه مجـاور هم با کشت گنـدم و گلرنگ (واقع در کبوترآباد اصفهان) انجام شد. به نیمی از ستون ها 15 میلی گرم کادمیم در کیلوگرم، 585 میلی گرم مس در کیلوگرم، 117 میلی گرم سرب درکیلوگرم و 1094 میلی گرم روی در کیلوگرم خاک با روش محلول پاشی اضـافه شـده و به خوبی با 10 سانتی متـر بالایی خاک مخلوط گشت. در نیمی از ستـون های تیمارهای آلوده و غیرآلوده بر اساس سابقه کشت مزرعه، گندم و یا گلرنگ کشت شد. این ستون ها به عنوان تیمار آلوده منظور گردیدند. در طول رشد گیاهان، زه آب خروجی از ستون ها به طور دائم جمع آوری شده و غلظت فلزات در آن اندازه گیـری گردید. پس از برداشت گیاهان، میزان قابل عصاره گیری فلزات با DTPA، HNO 3 و آب در مقطع های 10 سانتی متری ستون های خاک تعیین گردید. غلظت فلزات در اندام های مختلف گیاهی نیز اندازه گیری شد. از نرم افزارهای HYDRUS-1D و MACRO برای شبیه سازی حرکت فلزات در خاک و نیز جذب آن ها به وسیله گیاه استفاده شد. پارامترهای مدل ها با استفاده از روش معکوس ( به کارگیری روش SUFI-2) تخمین زده شد. نتایج نشان داد آلوده کردن سطح خاک باعث افزایش معنی دار (در سطح احتمال 5 درصد) غلظت فلزات در بافت های گیاهی تیمار های آلوده در مقایسه با شاهد گردید. در عمق های بیشتر ازعمق اختلاط، غلظت فلزات در تیمار های کشت شده بیشتر از تیمار آیش بود. گلرنگ باعث حرکت بیشتر فلزات در خاک در مقایسه با گندم گردید. غلظت فلزات در زه آب تیمار های آلوده بیشتر از تیمار شاهد (معنی دار در سطح احتمال 5 درصد) بود. کادمیم بیشترین انتقال را در خاک در مقایسه با دیگر فلزات داشت. نتایج شبیه سازی حرکت فلزات به وسیله مدل ها نشان داد، اگر چه هر دو مدل توانستند برآورد خوبی از روند حرکت فلزات در خاک انجام دهند, ولی مقادیر پارامترهای جذبی بهینه شده توسط مدل HYDRUS از میزان تعیین شده در آزمایشگاه بسیار کمتر بود. این امر نشان می دهدکه مدل HYDRUS برای جبران در نظر نگرفتن جریان در خلل و فرج درشت خاک، مقدار پارامترهای جذب را به شدت کاهش می دهد تا بتواند حرکت بیشتر فلزات را در خاک شبیه سازی کند. نتایج نشان داد مدل MACRO می تواند برای برآورد جذب روی، مس و تا حدی سرب به وسیله گندم و گلرنگ در خاک مورد مطالعه استفاده گردد. مدل HYDRUS توانست جذب کادمیم را به وسیله گندم و گلرنگ و مس و سرب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی