Βελτίωση ρυπασμένων εδαφών και υδάτων από νιτρικά, αμμωνιακά και χρώμιο και αξιοποίηση αυτών στην καλλιέργεια φυτών
Authors: Μόλλα Αικατερίνη 
Published: August 2021

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η προσρόφηση των νιτρικών και αμμωνιακώνιόντων, του τρισθενούς και εξασθενούς χρωμίου από υλικά φιλικά προς τοπεριβάλλον με σκοπό την χρησιμοποίηση των υλικών αυτών στην αποκατάστασηρυπασμένων υδάτων, αποβλήτων και εδαφών.Τα βελτιωτικά που χρησιμοποιήθηκαν για τη διεξαγωγή των πειραμάτων είναι οζεόλιθος, ο μπετονίτης και μίγματα αυτών, ο γκαιτίτης και τα συστήματα ζεόλιθου –γκαιτίτη κόκκινου (Z-GR) και ζεόλιθου – γκαιτίτη κίτρινου (Z-GY).Το πειραματικό μέρος χωρίστηκε σε δύο μέρη: στα εργαστηριακά πειράματα καιστα πειράματα στο θερμοκήπιο.Στα εργαστηριακά πειράματα μελετήθηκε η προσρόφηση των νιτρικών ιόντων,του αμμωνιακών αζώτου, των ιόντων τρισθενούς και εξασθενούς χρωμίου σε υδατικάδιαλύματα. Για την μελέτη της προσρόφησης των νιτρικών ιόντων, του αμμωνιακούαζώτου και των ιόντων του τρισθενούς και εξασθενούς χρωμίου χρησιμοποιήθηκανδιαφορετικές αρχικές συγκεντρώσεις Για κάθε βελτιωτικό πραγματοποιήθηκαν 3επαναλήψεις. Η προσαρμογή των εργαστηριακών δεδομένων έγινε στις ισόθερμεςLangmuir και Freundlich χρησιμοποιώντας το λογιστικό φύλλο Microsoft Excel2003.Τα πειράματα θερμοκηπίου χωριστήκαν σε δύο κύκλους πειραμάτων. Ταπειράματα πραγματοποιήθηκαν τις περιόδους Μάιο - Ιούνιο 2010 και Απρίλιο –Ιούλιο 2011 στο θερμοκήπιο της Σχολής Γεωπονικών Επιστημών του ΠανεπιστημίουΘεσσαλίας. Χρησιμοποιήθηκε έδαφος το οποίο συλλέχθηκε από το Αγρόκτημα τουΠανεπιστημίου Θεσσαλίας που βρίσκεται στο Βελεστίνο Στον πρώτο κύκλομελετήθηκε η αποτελεσματικότητα των βελτιωτικών στην κατακράτηση νιτρικών καιαμμωνιακών ιόντων καθώς και του τρισθενούς και εξασθενούς χρωμίου από τιςκαλλιέργειες του σιταριού, του αραβοσίτου και του σπανακιού. Για τα νιτρικά –αμμωνιακά πραγματοποιήθηκαν 8 μεταχειρίσεις για κάθε φυτό (8Χ3), από τις οποίεςοι έξι περιείχαν βελτιωτικό. Κάθε μεταχείριση είχε 3 επαναλήψεις. Για το τρισθενέςχρώμιο είχαμε 7 μεταχειρίσεις για κάθε φυτό (7Χ3), από τις οποίες οι 5 περιείχανβελτιωτικό. Κάθε μεταχείριση είχε 3 επαναλήψεις. Ομοίως και για το εξασθενέςχρώμιο.Στον δεύτερο κύκλο μελετήθηκε η αποτελεσματικότητα των βελτιωτικών και τηςχωνεμένης κοπριάς στην κατακράτηση του τρισθενούς και του εξασθενούς χρωμίουxαπό την καλλιέργεια του σπανακιού. Για το τρισθενές χρώμιο πραγματοποιήθηκαν 10μεταχειρίσεις για κάθε φυτό (10Χ4), 5 με κοπριά και 5 χωρίς, από τις οποίες στις 6για κάθε φυτό (6Χ4) προστέθηκε βελτιωτικό. Κάθε μεταχείριση είχε 4 επαναλήψειςκαι στο θερμοκήπιο τοποθετήθηκαν 40 φυτοδοχεία χωρητικότητας 4 kg. Ομοίως καιγια το εξασθενές χρώμιο. Η θερμοκρασία κατά τη διάρκεια και των δύο κύκλωνπειραμάτων στο θερμοκήπιο κυμαινόταν μεταξύ 25 – 35oC. Η στατιστικήεπεξεργασία των δεδομένων των πειραμάτων θερμοκηπίου έγινε με την χρήση τουστατιστικού πακέτου Statgraphics Plus 8.1 σύμφωνα με το LSD test για επίπεδοσημαντικότητας 95% (p<0.05).Από τις τιμές της μέγιστης προσρόφησης της Langmuir προκύπτει ότι τασυστήματαZ-GRκαι Z-GY προσροφούν την μεγαλύτερη ποσότητα ιόντων τρισθενούςκαι εξασθενούς (16.7 και 10.0mg g-1, αντίστοιχα). Το σύστημα Z-GR, ο Ζ και τομείγμα Ζ-Β(3:1) προσροφούν την μεγαλύτερη ποσότητα αμμωνιακού αζώτου (50.0mg g-1) ενώ το σύστημα Z-GY προσροφά περισσότερο τα νιτρικά ιόντα (20.0 mg g-1).Στην καλλιέργεια του σιταριού από όλα τα χρησιμοποιηθέντα υλικά αυτό πουέδωσε τα καλυτέρα αποτελέσματα ήταν ο μπεντονίτης και στις δύο δόσεις αζώτου.Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του τρισθενούς και εξασθενούς χρωμίου το βελτιωτικόπου θεωρείται το πιο κατάλληλο για την απομάκρυνση τους είναι το σύστημα Z-GY.Ενώ μόνο για την απομάκρυνση του τρισθενούς χρωμίου είναι τα συστήματα Z-GR,Z-GY και ο ζεόλιθος και μόνο για την απομάκρυνση του εξασθενούς χρωμίου είναιτο σύστημα Z-GY και ο γκαιτίτης.Στην καλλιέργεια του αραβοσίτου από όλα τα βελτιωτικά που χρησιμοποιήθηκαναυτά που έδωσαν τα καλύτερα αποτελέσματα και επομένως μπορούν ναχρησιμοποιηθούν για την απομάκρυνση των νιτρικών από την καλλιέργεια τουαραβοσίτου είναι ο μπετονίτης στην δόση των 40 kg Ν/στρ. (ή 100 mg Ν kg-1)και τοσύστημα Z-GY στην δόση των 80 kg Ν/στρ (ή 200 mg Ν kg-1). Σύμφωνα με τααποτελέσματα του τρισθενούς χρωμίου το πιο κατάλληλο βελτιωτικό για τηναπομάκρυνση του είναι ο μπετονίτης ενώ για την απομάκρυνση του εξασθενούςχρωμίου είναι όλα τα βελτιωτικά, εκτός από το σύστημα Z-GY.Στην καλλιέργεια του σπανακιού ο ζεόλιθος και ο γκαιτίτης ήταν αυτά πουεπέδρασαν καλύτερα στην απομάκρυνση των νιτρικών από την καλλιέργεια τουσπανακιού στην δόση των 30 kg Ν/στρ (ή 75 mg Ν kg-1). Ενώ στην δόση των 60 kgΝ/στρ (ή 150 mg Ν kg-1) όλα τα βελτιωτικά είχαν την ίδια επίδραση, οπότε στηνxiπερίπτωση αυτήν η επιλογή του καταλληλότερου βελτιωτικού μπορεί να γίνει μεβάση το κόστος τους. Tα αποτελέσματα του τρισθενούς χρωμίου και εξασθενούςχρωμίου στην καλλιέργεια του σπανακιού έδειξαν μηδενικές τιμές για το ολικόχρώμιο στα φυτά και το εκχυλίσιμο τρισθενές χρώμιο στο έδαφος.Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του δευτέρου κύκλου πειραμάτων στο θερμοκήπιοτου τρισθενούς χρωμίου τα βελτιωτικά δεν επέδρασαν θετικά στα αγρονομικάχαρακτηριστικά (ξηρό βάρος και ύψος) των φυτών σε όλες τις μεταχειρίσεις χωρίςκαι με κοπριά. Η προσθήκη των βελτιωτικών δεν κατάφερε να επηρεάσει σημαντικάτην περιεκτικότητα του εκχυλίσιμου τρισθενούς χρωμίου σε όλες τις μεταχειρίσεις.Επίσης, τα βελτιωτικά δεν βοήθησαν στο να μειωθεί η συγκέντρωση του ολικούχρωμίου στα φυτά. Από τα βελτιωτικά που χρησιμοποιήθηκαν αυτό που θα μπορούσενα δώσει τα καλύτερα αποτελέσματα στην απομάκρυνση του τρισθενούς χρωμίουαπό την καλλιέργεια του σπανακιού είναι το σύστημα Z-GY με ταυτόχρονηπροσθήκη κοπριάς.Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του εξασθενούς χρωμίου τα βελτιωτικά δενεπέδρασαν θετικά στα αγρονομικά χαρακτηριστικά (ξηρό βάρος και ύψος) των φυτώνσε όλες τις μεταχειρίσεις χωρίς και με κοπριά, με εξαίρεση τον ζεόλιθο ο οποίοςαύξησε σημαντικά το ύψος των φυτών. Συγκρίνοντας τις μεταχειρίσεις χωρίς κοπριάκαι με κοπριά στον μάρτυρα M-CrVI προκύπτει ότι στα φυτοδοχεία με κοπριά τοξηρό βάρος ήταν σημαντικά μεγαλύτερο από ότι στα φυτοδοχεία χωρίς κοπριά. Απότα βελτιωτικά που χρησιμοποιήθηκαν αυτό που προκάλεσε αύξηση του εκχυλίσιμουτρισθενούς χρωμίου ήταν ο ζεόλιθος στα φυτοδοχεία με κοπριά. Η αύξηση τηςοργανικής ουσίας έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην μείωση του ανταλλάξιμου CrVI απότον πρώτο χρόνο δειγματοληψίας. Όσο αφορά την συγκέντρωση του ολικού χρωμίουστο φυτό μόνο το σύστημα Z-GY στα φυτοδοχεία χωρίς κοπριά κατάφερε να τηνμειώσει σε σύγκριση με τον μάρτυρα M-CrVI. Από όλα τα βελτιωτικά αυτό που θαμπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην απομάκρυνση του εξασθενούς χρωμίου από τηνκαλλιέργεια του σπανακιού είναι ο ζεόλιθος με ταυτόχρονη προσθήκη κοπριάς.