تأثیر اندازه ذرات کود گاوی بر انتقال آلودگی باکتریایی با استفاده از مدل جذب- واجذب در خاک تحت جریان اشباع

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

3 استادیار گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور، ایران

4 استاد گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولیعصر رفسنجان، رفسنجان، ایران

doi
چکیده

کودهای دامی منبع میکروارگانیسم‌های بیماری‌زایی می‌باشند که می‌توانند سبب آلودگی منابع آب‌های سطحی و زیرسطحی شوند. باکتری‌ها پس از آزاد شدن از کود، می‌توانند به درون خاک نفوذ کرده و انتقال یابند. این پژوهش با هدف شبیه‌سازی اثر دانه‌بندی کود گاوی بر ضرایب انتقال باکتری ایشریشیاکولی در ستون شن تحت جریان اشباع انجام شد. کود گاوی با اندازه ذرات 25/0، 5/0، 1 و 2 میلی‌متر معادل با 30 تن در هکتار بر حسب وزن خشک استفاده شد. به موازات این تحقیق از ردیاب کلراید نیز برای بررسی ضریب انتشار پذیری خاک استفاده گردید. اثر تیمارهای کود بر انتقال باکتری ایشریشیاکولی در خاک با اندازه‌گیری تعداد باکتری و ردیاب کلراید در زه‌آب خروجی تا 20 سانتی‌متر مکعب حجم آب منفذی بررسی شد. از نرم افزار HYDRUS-1D برای شبیه سازی استفاده شد. به منظور تعیین کلراید از الگوریتم لونبرگ- مارگوت و بهینه‌سازی غیر خطی و برای تعیین نگهداشت و انتقال باکتری از معادله سینتیک دو مکانی یا مدل جذب واجذب و حل معکوس استفاده شد. نتایج نشان داد شبیه‌سازی انتقال باکتری توسط HYDRUS-1D و مدل سینتیک دو مکانی به خوبی برای تمام تیمارهای کودی انجام شده است (میانگین انحراف معیار 056/0 و ضریب تعیین 905/0). تیمار 25/0 میلی‌متر بهترین تطابق را با نتایج شبیه‌سازی داشت. بر اساس نتایح تحقیق، بیشترین غلظت باکتری زه‌آب، در تیمار 2 میلی‌متر بدست آمد که ناشی از درشتی ذرات کود و خروج سریع‌تر و زودهنگام باکتری از بین ذرات آن می‌باشد. کمترین نرخ جذب، 6-10×59/5 (s-1)، در تیمار کودی 2 میلی‌متر بدست آمد که دلیل آن رهایش بیشتر باکتری در این تیمار کودی و در نتیجه افزایش نرخ واجذب،1-10×61/3 (s-1)، بود. همچنین با افزایش عمق خاک میزان نگه‌داشت باکتری نیز افزایش یافت که احتمالاً به دلیل تجمع باکتری‌ها روی سطح ذرات خاک در عمق‌های پایین‌تر می‌باشد.