Application of Sewage Sludge for Growing Alfalfa, Its Effects on the Macro-Micronutrient Concentration, Heavy Metal Accumulation, and Translocation

Yonca Yetiştiriciliği için Arıtma Çamuru Uygulaması: Makro-Mikro Element Konsantrasyonu,Ağır Metal Birikimi ve Translokasyonu Üzerine Etkileri

Özet

Toprağa 0 (kontrol), 20 (SSA2), 40 (SSA4), 60 (SSA6), 80 (SSA8) t ha-1(w/w) oranlarında arıtma çamuruuygulamaları yapılarak yonca (Medicago Sativa) bitkisi yetiştirilmiştir. Uygulamalar sonucunda, toprak pH'ıazalmış; elektriksel iletkenlik, organik madde, toplam N, alınabilir ve toplam P, değişebilir ve toplam K, Na,değişebilir Mg, DTPA-ekstrakteedilebilir Fe, Zn, Mn, Cu, Ni, Pb ve toplam Zn, Cu, Cr, Pbkonsantrasyonları artmıştır. Bitkinin üst kısmında P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Mn, Cu ve kökünde N, P, K, Na,Fe, Zn, Mn, Cu, Ni, Cr konsantrasyonları artmış; kök Mg konsantrasyonu ise azalmıştır. Fe, Zn, Mn, Cu(bitki besin elementleri) için translokasyon faktörü (TF) SSA2ve SSA4uygulamalarında SSA6, SSA8vekontrol uygulamalarına göre artış göstermiştir. Translokasyon faktörü çoğunlukla Zn, Cu, Mn için 1'denbüyük; Fe için 1'den küçük olarak belirlenmiştir. Ni, Cr, Pb (bitki besin elementi olmayan elementler) içinTranslokasyon faktörü kontrol uygulamasında en yüksek olmuştur. Translokasyon faktörü Ni ve Cr içinbütün uygulamalarda 1'den küçük; Pb için SSA2, SSA4ve kontrol uygulamalarında 1'den daha büyük olarakbelirlenmiştir. Fe, Zn, Mn, Cu için üst aksamda biyokonsantrasyon faktörü (BCF) çoğunlukla SSA2veSSA4uygulamalarında SSA6, SSA8ve kontrol uygulamalarına göre daha yüksek belirlenmiştir. Köktebiyokonsantrasyon faktörü Fe, Mn, Ni, Cr için en yüksek olarak SSAuygulamasında belirlenirken, Cu içinkontrol uygulamasında en yüksek olarak belirlenmiştir. Hem üst hem de kök aksamlarındakibiyokonsantrayon faktörleri bütün elementler için bütün uygulamalarda 1'den küçük olarak belirlenmiştir.Toplam taze ve kuru biyomas SSA2, SSA4, SSA6uygulamalarında kontrole göre artış, SSA8uygulamasındaise azalma göstermiştir. Tolerans indeksi (TIN) SSA2, SSA4ve SSA6uygulamalarında %100'den daha büyükolmuştur. Ancak TIN değeri SSA6uygulamasında %100'den daha büyük olmasına rağmen, bu değer SSA2ve SSA4uygulamalarına göre düşme göstermiştir. Bu durum toprağa 40 ton ha-1'daha fazla arıtma çamuruuygulanarak yetiştirilen yonca bitkilerinin strese maruz kaldığı sonucunu ortaya koymaktadır

Abstract

Alfalfa (Medicago Sativa) was grown by mixing sewage sludge at 0 (control soil), 20 (SSA2), 40 (SSA4), 60(SSA6), and 80 (SSA8) t ha-1(w/w) amendment ratios to the soil. The soil pH decreased but, the electricalconductivity, organic matter, total N, available and total P, exchangeable and total K and Na, exchangeableMg, DTPA-extractable Fe, Zn, Mn, Cu, Ni, Pb, and total Zn, Cu, Cr, and Pb increased in the soil.The shoot P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Mn, Cu, and root N, P, K, Na, Fe, Zn, Mn, Cu, Ni, and Cr concentrationsincreased but the root Mg concentration decreased in the plant. The translocation factor (TF) for Fe, Zn,Mn, and Cu (nutrients) increased at SSA2and SSA4as compared to SSA, SSA8, and control soil. The TFwas mostly higher than 1 for Zn, Cu, and Mn and for Fe it was lower than 1. The TF for Ni, Cr, and Pb(non-nutrients) was the highest in the control soil. The TF was lower than 1 for Ni and Cr in alltreatments. For Pb it was more than 1 at SSA2, SSA4, and the control soil. The shoot bioconcentration factor(BCF) for Fe, Zn, Mn, and Cu at SSA2and SSA4were mostly higher than SSA6, SSA8, and the control soil.While the root BCF for Fe, Mn, Ni, and Cr were highest at SSA8, for Cu it was highest in the control soil.Both shoot and root BCF for all elements at all treatments were lower than 1. The total fresh and driedbiomasses increased at SSA2, SSA4, and SSA6compared to the control soil, however, they were reduced bySSA8. The tolerance index (TIN) was greater than 100% for SSA2, SSA4, and SSA6. Although, the TIN washigher than 100% at SSA6, the value was lower than SSA2and SSA4. It indicates that the plants are stressedat the amendments of sewage sludge at more than 40 ton ha-1to the soil