فرضیه ها                                                                                             5

اهداف تحقیق                                                                                        5

1-1- یونجه                                                                                           6

1-1-1- تاریخچه یونجه                                                                             6

1-1-2- خصوصیات گیاه شناسی یونجه                                                           7

1-1-3- شرایط محیطی مورد نیاز برای کشت یونجه                                           10

1-1-4- ترکیبات شیمیایی                                                                       11

1-1-5- خواص دارویی یونجه                                                                    11

1-1-6- نکات مهم زراعی یونجه                                                                  12

1-1-7- اهمیت اقتصادی و سطح زیر کشت یونجه                                             14

1-1-8- مشخصات ارقام یونجه مورد مطالعه                                                     16

1-2- فاضلاب                                                                                      17

1-2-1- فاضلاب چیست؟                                                                        18

1-2-2- هدف از تصفیه فاضلاب                                                                 18

1-2-3- روش های مختلف تصفیه فاضلاب                                                     19

1-2-4- مراحل تصفیه فاضلاب                                                                   20

1-2-5- مصارف کشاورزی فاضلاب                                                               21

 

فصل دوم: مرورری بر تحقیقات انجام شده                                                                             

فصل سوم: مواد و روش ها

 

3-1- محل آزمایش                                                                                34

3-2- خصوصیات فیزیکی وشیمیایی خاک                                                      34

3-3- نتیجه تجزیه شیمیایی فاضلاب تصفیه شهری                                            34

3-4- مشخصات طرح آزمایش                                                                    35

3-5- مراحل اجرای آزمایش                                                                      35

3-6-صفات مورد اندازه گیری                                                                     36

3-7- تیمارهای آزمایش                                                                           36

 

فصل چهارم: نتایج بحث و پیشنهادات

 

4-1-خصوصیات مورفولوژیک                                                                     38

4-1-1- طول ریشه                                                                                38

4-1-1-1- طول ریشه در ارقام مورد مطالعه                                                    38

4-1-1-2- تاثیر تیمارهای آبیاری بر طول ریشه                                                39

4-1-1-3- تاثیر متقابل رقم با آبیاری بر طول ریشه                                            40

4-1-2- طول دمبرگ                                                                             41

4-1-2-1- طول دمبرگ در ارقام مورد مطالعه                                                  41

4-1-2-2- تاثیر تیمارهای آبیاری بر طول دمبرگ                                             42

4-1-2-3- تاثیر متقابل رقم با آبیاری بر طول دمبرگ                                         43

4-1-3- تعداد برگ                                                                                44

4-1-3-1- تعداد برگ در ارقام مورد مطالعه                                                    44

4-1-3-2- تاثیر تیمارهای آبیاری بر تعداد برگ                                                45

4-1-3-3- تاثیر متقابل رقم با آبیاری بر تعداد برگ                                            46

4-1-4- وزن تر ریشه                                                                             47

4-1-4-1- وزن تر ریشه در ارقام مورد مطالعه                                                  47

4-1-4-2- تاثیر تیمارهای آبیاری بر وزن تر ریشه                                             48

4-1-4-3- تاثیر متقابل رقم با آبیاری بر وزن تر ریشه                                         49

4-1-5- وزن خشک ریشه                                                                        50

4-1-5-1- وزن خشک ریشه در ارقام مورد مطالعه                                            50

4-1-5-2- تاثیر تیمارهای آبیاری بر وزن خشک ریشه                                        51

4-1-5-3- تاثیر متقابل رقم با آبیاری بر وزن خشک ریشه                                    52

4-1-6- وزن تراندام های هوایی                                                                  53

4-1-6-1- وزن تر اندام های هوایی در ارقام مورد مطالعه                                     53

4-1-6-2- تاثیر تیمارهای آبیاری بر وزن تراندام های هوایی                                  54

4-1-6-3- تاثیر متقابل رقم با آبیاری بر وزن تراندام های هوایی                             55

4-1-7- وزن خشک اندام های هوایی                                                           56

4-1-7-1- وزن خشک اندام های هوایی در ارقام مورد مطالعه                               57

4-1-7-2- تاثیر تیمارهای آبیاری بر وزن خشک اندام های هوایی                           58

4-1-7-3- تاثیر متقابل رقم با آبیاری بر وزن خشک اندام های هوایی                       58

4-2- غلظت عناصر                                                                                59

4-2-1- غلظت کادمیوم                                                                           59

4-2-1-1- غلظت کادمیوم در ارقام مورد مطالعه                                               59

4-2-1-2- تاثیر تیمارهای آبیاری بر غلظت کادمیوم                                           60

4-2-1-3- تاثیر متقابل رقم با آبیاری بر غلظت کادمیوم                                       61

4-2-2- غلظت سرب                                                                              62

4-2-2-1- غلظت سرب در ارقام مورد مطالعه                                                  62

4-2-2-2- تاثیر تیمارهای آبیاری بر غلظت سرب                                              63

4-2-2-3- تاثیر متقابل رقم با آبیاری بر غلظت سرب                                          64

4-2-3- غلظت روی                                                                               65

 

4-2-3-1- غلظت روی در ارقام مورد مطالعه                                                   65

4-2-3-2- تاثیر تیمارهای آبیاری بر غلظت روی                                               66

4-2-3-3- تاثیر متقابل رقم با آبیاری بر غلظت روی                                           67

4-3- بحث و نتیجه گیری نهایی                                                                 73

4-4- پیشنهادات                                                                                   74

فهرست منابع                                                                                                          75

چکیده انگلیسی                                                                                                      83

چکیده

 

 به منظور بررسی اثرات آبیاری با فاضلاب تصفیه شهری بر رشد رویشی دو رقم یونجه، یونجه همدانی (V1) و بغدادی (V2)، یك آزمایش فاكتوریل در قالب طرح كاملا تصادفی با 6 تیمار و 3 تكرار انجام شد. تیمار های آبیاری عبارت بودند از: 1. آبیاری با آب معمولی (W1) 2. آبیاری متناوب با آب معمولی و فاضلاب تصفیه شهری (W2)، پس از استقرار گیاه 3. آبیاری با فاضلاب تصفیه شهری (W3)، پس از استقرار گیاه. نتایج نشان داد که کاربرد تیمار فاضلاب تصفیه شهری، ویژگی های مورد مطالعه را در گیاه تحت تاثیر قرار داده است. بین تیمارهای آبیاری روی صفاتی از قبیل وزن تر ریشه، وزن خشک ریشه و تعداد برگ در بوته تفاوت معنی داری وجود نداشت. ولی حداکثر وزن تر ریشه به میزان 5/3 گرم در بوته مربوط به تیمار آبیاری مداوم با فاضلاب (W3)، حداکثر وزن خشک به میزان 2/1 گرم در بوته مربوط به تیمار آبیاری متناوب (W2) بود. اثر تیمارهای آبیاری روی عملکرد وزن تر اندام هوایی معنی دار بود و تیمارهای آبیاری مداوم با فاضلاب (W3) و آبیاری متناوب با آب معمولی و فاضلاب تصفیه شهری (W2)  با عملکرد وزن تر اندام هوایی 5/22 و 7/18 گرم در بوته در کلاس a و تیمار آبیاری با آب معمولی(W1) با عملکرد 5/12 گرم در بوته در کلاس b قرار گرفتند. همچنین اثر تیمارهای آبیاری روی عملکرد وزن خشک اندام هوایی معنی دار بود. تیمار آبیاری مداوم با فاضلاب (W3) با عملکرد وزن خشک اندام هوایی  2/5 گرم در بوته در کلاس a و تیمار آبیاری با آب معمولی (W1) با عملکرد 2/3 گرم در بوته در کلاس b قرار گرفتند. میزان تجمع کادمیوم در گیاه یعنی 5/0 تا 6/0میلی گرم در کیلوگرم متغییر بود و تفاوت معنی داری بین تیمارهای آبیاری وجود نداشت. میزان تجمع روی در گیاه نیز بین 2/29 تا 7/34 میلی گرم در کیلوگرم متغییر بود و تفاوت معنی داری بین تیمارهای آبیاری وجود نداشت ولی تجمع سرب در گیاه معنی دار بود به طوری که تیمار مداوم با فاضلاب (W3) به میزان 1/6 میلی گرم در کیلوگرم سرب در کلاس a و تیمارهای آبیاری متناوب (W2 ) و آبیاری با آب معمولی (W1) به ترتیب به میزان 4/4 و 1/3 میلی گرم در کیلو گرم سرب در کلاس b و c قرار گرفتند.

کلمات کلیدی: یونجه، فاضلاب ، عملکرد ، تجمع کادمیوم، تجمع روی، تجمع سرب

 

مقدمه

افزایش جمعیت جهان با نرخ 7/1 درصد نشان داده که سالانه بیش از 90 میلیون نفر به مصرف کنندگان محصولات کشاورزی در جهان افزوده می شود. بر این اساس تولید غذا می بایست به طور مداوم افزایش یابد تا از کمبودهای غذایی جلوگیری گردد. طی سال های گذشته، بازدهی محصولات کشاورزی به طور چشمگیری افزایش یافته است. این افزایش مدیون عوامل مختلف از جمله روش­های مناسب مدیریت مزرعه، نظام های تولیدی، کاربرد فنون جدید مبارزه با آفات و بیماری ها و استفاده بهینه از آب بوده است. در نواحی خشک و نیمه خشک مانند ایران، یکی از عوامل بسیار مهم در افزایش بازدهی محصول، تأمین آب مورد نیاز گیاه در یک نظام پایدار می باشد (شریعتمدار، 1383).

 در گذشته، پایه های اقتصاد در مناطق خشک، تولیدات کشاورزی بوده و اجداد ما هزاران سال در مناطق خشک با اتخاذ شیوه های مناسب به حیات خویش ادامه داده­اند. پایداری تولید در مناطق خشک به تداوم تولید با حفظ منابع پایه که شامل آب، خاک و نیروی انسانی       می باشد بستگی دارد. استمرار تولید در این مناطق باید به حفظ محیط زیست کمک کرده و از نظر اقتصادی نیز توجیه پذیر باشد. آب یکی از منابعی است که در تولید محصولات کشاورزی نقش مهمی را بازی می کند و در صورتی که به طور صحیح مدیریت نشود عامل محدود کننده تولید پایدار در مناطق خشک خواهد بود (حیدری شریف آباد،1383).

 با توجه به خشکسالی های اخیر و برداشت بی رویه از منابع آب های زیر زمینی، در آینده ای نه چندان دور اکثر قنوات، چشمه ها و چاه ها خشک خواهند شد. لذا دو راه حل برای چاره جویی موارد یاد شده پیش رو قرار دارد. 1- کاهش سطح زیر کشت 2- استفاده بهینه از منابع آبی و به کارگیری منابع غیر متعارف آب. کاهش سطح زیر کشت از نظر سیاسی، اجتماعی و اقتصادی با توجه به بحران جمعیت دارای عوارض گسترده ای است. بنابراین جهت پایداری تولید راه حل دوم منطقی می باشد (حیدری شریف آباد،1383).

خشکسالی هایی که ظرف سال های اخیر به وقوع پیوسته، موجب شده تا منابع موجود آب شیرین به ویژه در مناطق خشک دچار نقصان گردد. در کشور ما برداشت آب از منابع آب زیرزمینی در مقایسه با سایر کشورها به مراتب بیشتر بوده و هم اکنون در شرایطی هستیم که از لحاظ منابع آب شیرین کمبود داریم و در دراز مدت، بحران منابع آب به صورت یک مساله جدی مطرح خواهد شد. از سوی دیگر افزایش جمعیت به ویژه در مناطق شهری، باعث تولید حجم بالایی از فاضلاب می گردد که با روند فصلی دفع فاضلاب، مشکلات زیست محیطی فراوانی را در اطراف این نقاط ایجاد خواهد نمود. بنابراین توجه به منابع غیر متعارف آب از جمله استفاده از فاضلاب تصفیه شهری یک ضرورت اجتناب ناپذیر می باشد و لازم است با انجام آزمایشات لازم در خصوص چگونگی استفاده از این منابع آبی جهت حفظ محیط زیست، ذخیره منابع آب های زیر زمینی و دستیابی به توسعه پایدار گام برداشت. استفاده از فاضلاب تصفیه شهری به عنوان یکی از منابع غیر متعارف آب، در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. بهترین شیوه دفع فاضلاب، پس از انجام مراحل تصفیه، کاربرد آن در کشاورزی است. فاضلاب تصفیه شده شهری از منابع غیر متعارف آب محسوب می شود و کاربرد آن در کشاورزی نیازمند مدیریت خاصی است که ضمن بهره گیری مطلوب از آن، مخاطرات زیست محیطی و بهداشتی را در خاک، گیاه و منابع آب سطحی و زیرزمینی به همراه نداشته باشد (پسكاد، 1992).

گیاه یونجه یکی از گیاهان مهم زراعی دنیا بوده و تاکنون تحقیقات کمی در زمینه اثرات فاضلاب تصفیه شهری بر روی رشد این گیاه صورت گرفته است که ضرورت مطالعه آن در ایران با توجه به کاربرد علوفه آن در تغذیه دام حائز اهمیت است. با توجه به شرایط اقلیمی یاسوج و پرورش دام در روستاهای اطراف جهت تأمین نیاز غذایی دام ها، یونجه یکی از محصولاتی است که در استان کهگیلویه و بویراحمد کشت می گردد و آب مصرفی و مورد نیاز آن بسیار زیاد می باشد. لذا با توجه به خشکسالی های چند سال اخیر و مسئله آب قابل استفاده در کشاورزی با عنایت به وجود یک واحد تصفیه خانه فاضلاب شهری در شهر یاسوج، از آنجائی که آب­های ناشی از فاضلاب تاکنون به طور مؤثری در امر آبیاری مزارع یونجه استفاده نشده اند، ضروری است تحقیقات لازم در خصوص چگونگی استفاده از فاضلاب تصفیه شهری در امر آبیاری مزارع یونجه انجام تا در صورت موفقیت آمیز بودن این موضوع، در خصوص تأمین بخشی از آب مورد نیاز مزارع یونجه از طریق فاضلاب تصفیه شهری اقدام گردد.

فرضیه ها :  

آبیاری با فاضلاب تصفیه شهری اثر معنی داری بر رشد ارقام یونجه همدانی و بغدادی دارد.
استفاده از فاضلاب تصفیه شهری در آبیاری یونجه، به طور معنی داری باعث افزایش عملکرد اندام های هوایی می گردد.
به کارگیری فاضلاب تصفیه شهری جهت آبیاری یونجه باعث تجمع عناصر روی، سرب و کادمیوم در اندام های هوایی می گردد.
اهداف تحقیق :

بررسی عکس العمل ارقام یونجه نسبت به کاربرد فاضلاب تصفیه شهری از نظر رشد رویشی.
بررسی وضعیت تجمع عناصر سنگین روی، سرب و كادمیوم در اندام های هوایی ارقام یونجه با کاربرد فاضلاب تصفیه شهری.
3. مقایسه اثرکاربرد فاضلاب تصفیه شهری و آب معمولی بر روی رشد رویشی ارقام یونجه.
 1-كلیات

 1-1-یونجه

1-1-1-تاریخچه یونجه

تاریخچه یونجه، سرگذشت مهمترین گیاه علوفه ای دنیا و اولین گیاه علوفه ای اهلی شده است که بشر اولیه آن را به درستی به عنوان یک گیاه با ارزش از لحاظ تغذیه دام تشخیص داده است (کریمی، 1369؛ درویشی زید آبادی، 1377).

یونجه سابقه تاریخی بسیار طولانی دارد و قدمت کشت آن به سال ها قبل از میلاد مسیح و به ابتدای تاریخ تمدن می رسد. در قدیم این نبات در ایران به نام اس پرس معروف بوده و هنوز هم در بعضی نواحی به همین نام معروف است. ظاهراً اهمیت گیاهان علوفه ای همزمان به دوران اهلی کردن حیوانات وحشی بر می گردد بشر هر چه بیشتر به فرآورده های دامی احتیاج پیدا می کرد، اهمیت اقتصادی نباتات علوفه­ای بارزتر می شد. تا آنجا که امروز زراعت علوفه از جمله یونجه یکی از اساسی ترین زراعت ها را تشکیل می دهد. در جنگ هایی که میان قبایل مختلف رخ می داد از وجود چهارپایان در صحنه های جنگ استفاده می شد لشکرها به اجبار به فکر آذوقه دام های خود می افتادند و از آن زمان بود که استفاده از علوفه خشک رایج و مصرف آن معمول گردید (کریمی، 1367).

قدیمی ترین منابع برای شناسایی تاریخ یونجه به عنوان علوفه به 3300 سال پیش، در فارس و ترکیه برمی گردد. تاریخ کاشت یونجه در ایران به دوران مادها و هخامنشی ها        می رسد. این علوفه در موقع حمله خشایار شاه (490 سال قبل از میلاد) از ایران به یونان برده شد و از آنجا به ایتالیا و بالاخره به سایر کشورهای اروپا منتقل گردید. یونجه در دوره مادها جزو علوفه اسب محسوب می شد و به همین جهت به آن Media herba  گفته شده است که به معنی علف مادها می باشد (درویشی زید آبادی، 1377؛کریمی، 1367).

 مبدا اصلی یونجه را خاور نزدیک، آسیای صغیر و آسیای مرکزی باید دانست، ولی واویلف (vavilov) دانشمند روسی، مبداء یونجه را مرکز خاور نزدیک، آسیای صغیر، قفقاز، ایران و مناطق کوهستانی ترکمنستان شوروی ذکر کرده است. واویلف معتقد است غرب ایران دارای تنوع زیادی از یونجه های M. sativa می باشد (درویشی زید آبادی، 1377؛کریمی، 1369؛ مطلبی آذر، 1375؛ هانسون، 1988).

مرکز جغرافیایی یونجه را اغلب کشور ایران می دانند. یونجه، در منطقه ای که دارای آب و هوای قاره ای سرد یا تابستان های گرم و خشک بوده رشد و گسترش یافته است. با توجه به این خصوصیات آب و هوایی، منطقه سازش یونجه در کشور ایران شامل نواحی سردسیر یا مناطق غربی کشور می شود. از دیدگاه تاریخی، توجه به کشت یونجه به طرز چشمگیری با موفقیت همراه بوده است. احتمالاً موفقیت اصلی این گیاه را می توان در داشتن ریشه عمیق و گسترده آن دانست (کریمی، 1369).     

1-1-2-خصوصیات گیاه شناسی یونجه

این گیاه چند ساله از خانواده پروانه آسا و جنس مدیکاگو است. در اروپا به این گیاه لوسرن Lucern و در زبان انگلیسی و آمریکایی به آن آلفالفا Alfalfa و گاهی مدیک می گویند. این گیاه به علت این که به مادها تعلق داشته (مدیک) نامیده شده. این واژه در ادبیات لاتین (مدیکا) نامیده می شود و در اصلاحات علمی گیاه شناسی به (مدیک گو) تبدیل شده و به این شکل به کار برده می شود (مظاهری لقب، 1387).

 یونجه دارای ریشه راست و عمیقی بوده که از رشد مریستم انتهایی ریشه چه حاصل     می شود به موازات پیدایش ریشه اولیه، قسمت زیر لپه (Hypocotil) نیز رشد کرده ولپه ها را از خاک خارج می کند. میزان انشعاب ریشه توسط دانشمندان مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. ژنوتیپ های مقاوم به سرما نسبت به ژنوتیپ های غیر مقاوم انشعاب ریشه بیشتری دارند. برخوردار بودن این گیاه از یک سیستم ریشه ای قوی عامل موفقیت آن در مقاومت به کلیه عوامل نامساعد و همچنین استفاده از مواد غذایی تحت الارض به شمار می آید. ریشه، آب زیر زمین را به خوبی جذب می کند و در سال دوم نسبت به خشکی مقاوم می شود. اگر خاک شنی باشد، ریشه خیلی باریک نفوذ می کند و رشد فرعی ندارد که این نیز خوب نیست. در خاک مناسب ریشه فرعی و اصلی به خوبی تشکیل می شود. خاک مناسب یونجه خاک شنی و رسی است. ریشه دهی یونجه، با سن گیاه افزایش می یابد به طوری که در سال دوم رشد، نفوذ ریشه ها تا 5/1 متری عمق خاک امری عادی است و در سال چهارم تا بیش از 8 متری عمق خاک در ایالت کانزاس آمریکا گزارش شده است (هانسون، 1988).

یونجه دارای سه نوع ریشه راست، ثانویه و افشان است. ریشه های افشان در 20 سانتیمتری خاک قرار گرفته و بیشترین گره های تثبیت نیتروژن را دارا هستند (ویپوند و