اندازه گیری و پیشگویی تاثیر اصلاح کننده های آلی و معدنی بر حرکت فسفر در خاک های آهکی

امروزه نگرانی روز افزونی در ارتباط با هدرروی عناصر غذایی از خاک های کشاورزی بوجود آمده است. خروج عناصر غذایی از خاک، امکان آلودگی منابع آبهای زیرزمینی و سطحی را افزایش می دهند. این نگرانی در مورد خاک های با بافت سبک بیشتر است. فسفر یکی از عناصر غذایی ضروری مورد نیاز گیاهان زراعی می باشد. این عنصر از طریق کودهای شیمیایی، دامی، فاضلاب های شهری و صنعتی به خاک افزوده می شود. مصرف کودهای فسفری بیش از کودهای پتاسیمی است و مصرف بی رویه آن منجر به تجمع بیش از حد فسفر در خاک های زراعی ایران شده است. در کشورهای توسعه یافته نیز افزایش مصرف کودهای فسفری منجر به افزایش مقدار فسفر در خاک های کشاورزی شده است. چرخه فسفر در خاک تحت تاثیر فرآیندهای مختلف شیمیایی و بیولوژیکی کند و سریع قرار دارد و رهاسازی فسفر به محلول خاک به طور عمده ناشی از انحلال کانی ها و تجزیه مواد آلی خاک می باشد. فرآیند انتقال که از آن تحت عنوان آبشویی نامبرده می شود، در چرخه فسفر فرآیند فعالی است و منجر به انتقال فسفر در سیستم های کشاورزی محیط زیستی می شود. معمول ترین عملیات مدیریتی کشاورزی که منجر به حرکت عمودی فسفر به میزان قابل توجهی می شود، استفاده طولانی مدت از ضایعات آلی و معدنی شامل جامدات زیستی، پساب فاضلاب، ضایعات کارخانجات،کودهای دامی و کودهای تجاری می باشد. بقایای محصولات کشاورزی ماده اولیه ای برای جبران ماده آلی خاک و منبع مهمی برای عناصر غذایی گیاهان می باشند. اضافه کردن بقایای گیاهی و همچنین دامی، یکی از روش های تعدیل کننده مشکلات مربوط به مقدار اضافی فسفر معدنی است. ماده آلی در خاک ها با فسفر برهمکنش دارد و میزان فسفر محلول خاک را تحت تاثیر قرار می دهد. درک مکانیسم های انتقال فسفر در خاک می تواند به فرمول بندی عملیات مدیریتی در ارتباط با کاربرد اصلاح کننده های آلی (صنعتی، گیاهی و جانوری) در خاک کمک کند که در نتیجه از آلودگی آبهای زیرزمینی به فسفر جلوگیری بعمل خواهد آمد. پیچیدگی سیستم خاک و تعداد زیاد متغیرهای تنظیم کننده فرآیندهای خاک اجازه نمی دهند تا مکانیسم های اصلی فیزیکو شیمیایی را برای همه خاکها بسط داد. بنابراین، نیاز به اطلاعات بیشتری در مورد آبشویی و حرکت فسفر در خاکهای آهکی در تماس با اصلاح کننده ها و خصوصا" خاکهای درشت بافت برای برنامه ریزی مدیریتی صحیح جهت حفاظت خاکها و منابع آبهای زیرزمینی حساس از لحاظ مسائل اکولوژیکی، وجود دارد. برآورد میزان تحرک عنصر غذایی فسفر در خاک و همچنین غیرقابل دسترس شدن آن در محیط ریشه و خارج از محیط ریشه تحت تاثیر اصلاح کننده های آلی و معدنی مختلف، از لحاظ تغذیه و پرورش گیاهان از اهمیت زیادی برخوردار است. همچنین موفقیت در پیشگویی حرکت فسفر درخاک توسط مدل های انتقال آب و املاح میتواند در شرایط مشابه در خاکهای زراعی مورد استفاده قرار گیرد. از طرفی بررسی پتانسیل حرکت فسفر در خاک و انتقال آن به آبهای زیرزمینی و آبهای سطحی و ارتباط مستقیم آن با پدیده غنی شدگی و تبعات آن از دیدگاه زیست محیطی از اهمیت زیادی برخوردار است. بنابراین به منظور بررسی تاثیر اصلاح کننده های فسفر افزوده شده در خاکهای با کاربریهای مختلف، در این مطالعه اهداف زیر دنبال شدند: 1) بررسی حرکت فسفر در خاکهای دست خورده با خصوصیات متفاوت فیزیکی و شیمیایی و کاربری اراضی متفاوت تحت شرایط اشباع در آزمایش های ستونی آبشویی و تعیین گونه های شیمیایی فسفر در زهآب خروجی توسط برنامه های کامپیوتری. 2) بررسی حرکت فسفر در خاکهای آهکی با کاربری اراضی متفاوت با استفاده از آزمایش های ستونی آبشویی در خاکهای دست خورده و در شرایط غیر اشباع و تعیین گونه های شیمیایی فسفر در زهآب خروجی توسط برنامه های کامپیوتری. 3) بررسی جزء بندی فسفر خاکهای تحت تاثیر کاربریهای متفاوت، قبل از انجام آزمایش های آبشویی ستونی و پس از اتمام آزمایش های آبشویی ستونی. 4) مشاهده تاثیرپذیری کانی های خاک های تحت آبشویی پس از انجام آزمایش های ستونی آبشویی. 5) پیشگویی و شبیه سازی منحنی های رخنه فسفر در خاکها با استفاده از مدلهای حرکت املاح در خاک. 6) بررسی پتانسیل رهاسازی فسفر و تاثیر رهاسازی سایر عناصر غذایی بر آن از بقایای آلی مختلف در شرایط بسته و بدون حضور خاک. 7) بررسی تاثیر افزودن بقایای آلی در خاک در حضور بازدارنده های هدرروی فسفر در شرایط غیر اشباع در ستونهای آبشویی ستونی. 8) بررسی امکان تعیین کانی های کنترل کننده حرکت فسفر در خاک توسط تکنیکهای پراش اشعه ایکس و تصویر برداری میکروسکوپی.