جذب عناصر در کرم‌های خاکی تحت تأثیر کودهای شیمیایی در خاک باغ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران

2 گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج ، ایران

چکیده

کرم‌های خاکی به عنوان نشانگرهای جذب برای اثبات دسترسی زیستی کودهای شیمیایی در خاک، به کار گرفته می‌شوند. این تحقیق با هدف تعیین میزان جذب برخی عناصر در تعدادی از گونه های کرم های خاکی در خاک یک باغ اجرا شد. در این تحقیق میزان جذب عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، روی و آهن حاصل از کاربرد کودهای شیمیایی مختلف اوره، آمونیوم سولفات، دی آمونیوم فسفات، سولوپتاس، کود NPK، مخلوط کود NPK و کود دامی، کلات روی و کلات آهن در پنج گونه کرم خاکی، مورد بررسی قرار گرفت. تیمارها در سه تکرار به صورت طرح بلوک‌های کامل تصادفی اعمال شد و داده‌ها در قالب تجزیه واریانس، تحلیل آماری شد. نتایج نشان داد کرم‌های خاکی سطح‌زی (اپی‌جئیک)  در جذب عناصری مثل نیتروژن و فسفر فعالیت بیش تری داشته‌اند. در این میان، گونه E. fetida در جذب نیتروژن از اوره (72%) و آمونیوم سولفات فعال تر بوده اما در جذب فسفر از کود دی آمونیوم فسفات فعال نبوده است. از طرفی، وجود مواد آلی در تیمارهای کودی، باعث جذب کم تر نیتروژن و فسفر توسط کرم‌ها شده است و در این شرایط، گونه های آنسیک، در فرآیند جذب، ضعیف تر عمل کرده‌اند. کلاته شدن نیتروژن و فسفر در مولکول‌های ترکیبات آلی موجب کاهش قدرت جذب آن ها شده است. هم چنین کرم گونه E. fetida نسبت به سایر گونه‌ها تمایل بیش تری به جذب عنصر آهن (52%) و جذب عنصر روی (50%) در خاک تیمار شده نسبت به خاک شاهد نشان داد. به منظور کاهش اثرات منفی کودهای شیمیایی بر موجودات زنده‌ی خاک، توصیه می‌شود در خاک‌های کم عمق، میزان مصرف آن ها کاهش یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Adsorption of elements in earthworms affected by chemical fertilizers in orchard Soil

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Yahyaabadi 1
  • Amir Hossein Hamidian 2
  • Sohrab Ashrafi 2
1 Soil and water research division, Esfahan agricultural and natural resources research center, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Esfahan, Iran
2 Department of Environment, Faculty of Natural resources, Tehran University, Karaj, Iran
چکیده [English]

Earthworms have been used as adsorption markers to prove the biological availability of chemical fertilizers in soil. This study aimed to determine the amount of nutrient uptake in some earthworm species in an orchard soil. In this study, the uptake of nitrogen, phosphorus, potassium, zinc and iron by the application of different chemical fertilizers urea, ammonium sulfate, diammonium phosphate, solupotas, NPK compound fertilizer, NPK fertilizer with cow manure, zinc chelate and iron chelate in five Earthworm species were studied. Treatments were applied in three replications in a randomized complete block design and data were analyzed by ANOVA. Results showed that epigeic species were more active in the uptake of elements such as nitrogen and phosphorus. Meanwhile, E. fetida was more active in nitrogen uptake of urea (72%) and ammonium sulfate but was not active in uptake of phosphorus from diammonium phosphate fertilizer. On the other hand, the presence of organic matter in the fertilizer treatments caused less nitrogen and phosphorus uptake by the worms and under these conditions, the anecic species have performed poorly in the adsorption process. Chelating of nitrogen and phosphorus in organic compound molecules has reduced their adsorption power. In addition, E. fetida showed a higher tendency to adsorb iron (52%) and zinc (50%) in treated soil than control soil. In order to reduce the negative effects of chemical fertilizers on soil organisms, it is recommended to reduce their consumption in shallow soils.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chemical fertilizers
  • Earthworm
  • Eisenia fetida
  • Adsorption
  • Nitrogen
  • Phosphorus

مراجع

  1. جنابی­ حق­ پرست، ر.؛ گلچین، ا. و کهنه، ا.، 1392. مطالعه اثر غلظت‌های مختلف کادمیوم بر رشد کرم خاکی گونه ایزنیا فتیدا در یک خاک آهکی. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). جلد 27، شماره 1، صفحات 24 تا 35.
  2. سینکاکریمی، م.؛ سلگی، ع. و حسین ­زاده، ا.، 1397. تعیین تفاوت در حساسیت گونه‌های مختلف کرم‌خاکی به سرب با استفاده از سطوح پیش پراکسیداسیون لیپیدی و آنتی ­اکسیدانی کل. فصلنامه محیط زیست جانوری. دوره 10، شماره 2، صفحات 261 تا 268.
  3. لکزیان، ا.؛ نصیری­ محلاتی، م. و حافظ ­دربانی، م.، 1382. انباشتگی فلزات سنگین در کرم خاکی آیزنیا فتیدا. مجله علوم و صنایع کشاورزی. دوره 17، شماره 2.
  4. یحیی‌آبادی، م.، 1396. مقایسه توانایی دو گونه کرم خاکی Eisenia fetida و Dendrobaena veneta در تولید ورمی ‌کمپوست. فصلنامه محیط­ زیست جانوری. دوره 9، شماره 4، صفحات 339 تا 346.
  5. Amaral, F.S. and Rodrigues, A.S., 2005. Metal accumulation and apoptosis in the alimentary canal of Lumbricus terrestris as a metal biomarker. Vol. 18, pp: 199-206.
  6. Beyer, W.N. and Stafford, C., 1993. Survey and evaluation of contaminants in earthworms and in soils derived from dredged material at confined disposal facilities in the Great Lakes Region. Environ Monit Assess. Vol. 24, pp: 151-165.
  7. Blakemore, R.J., 2008. Cosmopolitan Earthworms an Eco Taxonomic Guide to the Species. (3rd Edition). VermEcology, Yokohama, Japan. 757 p.
  8. Contreras-Ramos, S.M.; Álvarez-Bernal, D. and Dendooven, L., 2009. Characteristics of earthworms (Eisenia fetida) in PAHs contaminated soil amended with waste water sludge or vermicompost. Appl. Soil Ecol. Vol. 41, pp: 269-276.
  9. Curry, J.P. and Schmidt, O., 2007. The feeding ecology of earthworms, a review. Pedo-biologia. Vol. 50, pp: 463-477.
  10. Edwards, C.A., 2004. The Importance of Earthworms as Key Representatives of the Soil Fauna. In Earthworm cology; Edwards, C.A., Ed.; CRC Press LLC: Boca Raton, FL, USA. pp: 3-11.
  11. Edwards, C.A. and Bohlen, P.J., 1996. Biology and Ecology of Earthworms. Chapman & Hall, London. 426 p.
  12. Hirano, T. and Tamae, K., 2011. Earthworms and soil pollutants. Sensors (Basel). Vol. 11, No. 12, pp: 11157-11167.
  13. Juwarkar, A.A.; Singh, S.K. and Mudhoo, A., 2010. A comprehensive overview of elements in bioremediation. Rev. Environ. Sci. Biotechn. Vol. 9, pp: 215-288.
  14. Katz, S.A. and Jennis S.W., 1983. Regulatory compliance monitoring by Atomic Absorption Spectroscopy. VCH, Weinheim/New York.
  15. Kenette, D.; Hendershot, W.; Tomlin, A. and Sauvé, S., 2002. Uptake of trace metals by the earthworm Lumbricus terrestris L. in urban contaminated soils. Appl Soil Ecol. Vol. 19, pp: 191-198.
  16. Kizilkaya, R. and Hepşen, Ş., 2007. Microbiological properties in earthworm Lumbricus terrestris Cast and surrounding soil amended with various organic wastes. Communications in Soil Science and Plant Analysis. Vol.  8, pp: 2861-2876.             
  17. Lanno, R.; Wells. J.; Conder, J. and Basta, N., 2004. The bioavailability of chemicals in soil for earth-worms. Ecotoxicol Environ Saf. Vol. 57, pp: 39-47.
  18. Lukkari, T.; Taavitsainen, M.; Vaisanen, A. and Haimi, J., 2004. Effects of heavy metals on earthworms along contamination gradients in organic rich soils. Ecotoxicology and Environmental Safety. Vol. 59, pp: 340-348.
  19. Nahmani, J.; Hodson, M.E.; Devin, S. and Vijver, M.G., 2009. Uptake kinetics of metals by the earthworm Eisenia fetida exposed to field-contaminated soils. Environ Pollut. Vol. 157, pp: 2622-2628.
  20. Nechitaylo, T.Y.; Yakimov, M.M.; Godinho, M.; Timmis, K.N.; Belogolova, E.; Byzov, B.A.; Kurakov, A.V.; Jones, D. and Golyshin, L.P.N., 2010. Effect of the earthworms Lumbricus terrestris and Aporrectodea caliginosa on bacterial diversity in soil. Microbial. Ecol. Vol. 59, pp: 574-587.
  21. Neuhauser, E.; Cukic, Z.V.; Malecki, M.R.; Loehr, R.C. and Durkin, P.R., 1995. Bioconcentration and biokinetics of heavy metals in the earthworm. Environ Pollut. Vol. 89, pp: 293-301.
  22. Peijnenburg, W. and Vrijver, M., 2009. Earthworms and their use in ecotoxicological modeling. In: Deviller J (ed) Ecotoxicology modeling. Springer, Heidelberg. pp: 177-204.
  23. Schaefer, M.; Petersen, S.O. and Filser, F., 2005. Effects of Lumbricus terrestris, Allolobophora chlorotica and Eisenia fetida on microbial community dynamics in oil contaminated soil. Soil Biol. Biochem. Vol. 37, pp: 2065-2076.
  24. Sinkakarimi, M.H.; Solgi, E. and Hosseinzadeh Colagar, A., 2020. Interspecific differences in toxicological response and subcellular partitioning of cadmium and lead in three earthworm species. Chemosphere. Vol. 238, pp: 124595.
  25. Tejada, M.; Gómez, I. and Deltoro, M., 2011. Use of organic amendments as a bioremediation strategy to reduce the bioavailability of chlorpyrifos insecticide in soils. Effects on soil biology. Ecotox. Environ. Safe. Vol. 74, pp: 2075-2081.
  26. Tischer, S., 2009. Earthworms (Lumbricidae) as bioindicators: the relationship between in-soil and in-tissue heavy metal content. Pol J Ecol. Vol. 57, pp: 531-541.
  27. Yahyaabadi, M.; Hamidian, A.H. and Ashrafi, S., 2018. Dynamic of earthworm species at different depths of orchard soil receiving organic or chemical fertilizer amendments. Eurasian J. of soil sci. Vol. 7, No. 4, pp: 318-325.
  28. Zhang, Z.S. and Zheng, D.M., 2009. Bioaccumulation of total and methyl mercury in three earthworm species (Drawida sp., Allolobophora sp., and Limnodrilus sp.). Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. Vol. 83, pp: 937-942.
فصلنامه محیط زیست جانوری
دوره 13، شماره 1
اردیبهشت 1400
صفحه 439-448

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار