Effect of Irrigation with Wastewater on Some Physiological and Morphological Characteristics of Rosmarinus Officinalis (Case Study: Yazd City Wastewater)

Document Type : Original Article

Authors

1 yazd university

2 Associate Prof. yazd University

3 yazd Uni.

4 Yazd Uni.

Abstract

Due to the limited resources of the water and the excessive growth of the population, the use of sewage in agriculture and green space irrigation is inevitable. In this regard, a research was carried out in city of Yazd to investigate the effect of irrigation with refined and untreated sewage on Rosmarinus officinalis, a species in the urban green space. This study was carried out in a randomized complete block design with five treatments (drinking water, refined wastewater, non-refined wastewater, refined wastewater + drinking water with a ratio of 1:1 and non-refined wastewater + drinking water with a ratio of 1:1) and 5 replicates. The results of chemical characterization of irrigation treatments showed that pH (7.2) and EC (1.27 ds/m) and the concentration of heavy metals, Pb and Zn in the effluent were in accordance with the FAO standard (0.5 and 0.24 mg/l, respectively) but cadmium concentration in both treatments was higher than the FAO standard level (0.02 and 0.04 mg/l). The results of morphological traits of Rosmarinus officinalis showed that there was no significant difference between different concentrations of sewage in terms of plant growth and root dry weight (p >0.05). The effect of irrigation with wastewater on dry weight of shoot and plant diameter was statistically significant (p <0.05). The highest dry weight and diameter were obtained with non-refined wastewater. The results of physiological traits such as chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, glucose and proline showed a significant difference between treatments (p <0.05). The highest amounts of chlorophyll a, chlorophyll b, and total chlorophyll were observed for the irrigation with refined wastewater, and the highest amount of glucose and proline was related to irrigation with non-refined wastewater.

Keywords


 
ایران نژاد، م.ح.، (1386)، "بررسی و تعیین گونه‎های گیاهی مناسب فضای سبزشهر"، استانداری یزد، جلد دوم، 126.
جلالی، ع.، گلوی،م.، قنبری، ا.، رمرودی، م.، و یوسف الهی، م.، (1389)، "اثر آبیاری با فاضلاب تصفیه شده شهری بر عملکرد و جذب فلزات سنگین در سورگوم علوفه‎ای (Sorghum bicolor L)"، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، 14(52)، 15-24.
حسن علی، ع.، و جوان، م.، (1384)، "ارزیابی پساب‌ تصفیه شده شهری و کاربرد آن در آبیاری فضای سبز، مطالعه موردی: تصفیه خانه فاضلاب شهر مرودشت"، مجله محیط شناسی، 31(38)،23-30. 
سروش، ف.، موسوی، ف.، رزمجو، خ.، و مصطفی‎زاده فرد، ب.، (1387)، "تأثیر پساب تصفیه­شده بر جذب برخی عناصر توسط چمن در بافت­های مختلف خاک"، مجلهآبوخاک(علوموصنایعکشاورزی)،  22(2)، 285- 293.
شهریاری، ع.ر.، نوری، س.، عابدی کوپایی ، ج.، و آصالح، ف.، (1389)، "اثر آبیاری با پساب فاضلاب تصفیه شده بر رشد گیاه قره داغ تحت شرایط گلخانه"، علوموفنونکشت‎های گلخانه­ای، 1(4)، 13-21.
صالحی، آ.، طبری، م.، محمدی، ج.، و علی عرب، ع.، (1387)، "تأثیر آبیاری با فاضلاب شهری بر رشد درختان 15 ساله کاج تهران"،فصلنامةعلمیپژوهشیتحقیقاتجنگلوصنوبرایران، 16(2)، 186-196.
طبری، م.، صالحی، آ.، (1387)، "بررسی تاثیر آبیاری با استفاده از فاضلاب شهری بر تجمع فلزات سنگین در خاک"، نشریهعلوموتکنولوژیمحیطزیست، 13(4)، 49-59. 
ﻋﺎﺑﺪﻱ ﻛﻮﭘﺎﻳﻲ، ﺝ.، ﺍﻓﻴﻮﻧﻲ، م.، ﻣﺼﻄﻔﻲ‎ﺯﺍﺩﻩ، ب.، ﻣﻮﺳﻮﻱ، س،ف.، ﻭ ﺑﺎﻗﺮﻱ، م.ر.، (1382)، "ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺁﺑﻴﺎﺭﻱ ﺑﺎﺭﺍﻧﻲ ﻭ ﺳﻄﺤﻲ ﺑﺎ ﻓﺎﺿﻼﺏ ﺗـﺼﻔﻴﻪ ﺷﺪﻩ ﺑﺮ ﺷﻮری ﺧﺎﻙ"، نشریه آب و فاضلاب، 14(1) ، 2-11.
عسگری، ک.، سلیمانی، ع.، و نجفی، پ.، (1387)، "اثر فاضلاب تصفیه شده شهری بر شاخص عملکرد دانه و اجزای آن در گیاه آفتابگردان تحت تیمارهای مختلف آبیاری"، مجله پژوهش آب ایران، 2(2)، 45-52.
فاضلیان دهکردی، ا.، و قانعیان، م.ت.، (1384)، "ارزیابی عملکرد تصفیه‎خانه فاضلاب یزد (برکه تثبیت)"، هشتمین همایش ملی بهداشت محیط، 8 صفحه.
مرادمند، م.، و بیگی هرچگانی، ح.، (1388)، "اثر آبیاری با پساب تصفیه شده شهری بر توزیع سرب و نیکل در اندام فلفل سبز و خاک"، مجله پژوهش آب ایران، 3(5)، 63-70.
ملکیان، ر.، حیدرپور، م.، مصطفی‎زاده فرد، ب.، و عابدی کوپایی، ج.، (1387)، "تأثیر آبیاری سطحی و زیرسطحی با پساب تصفیه شده برخصوصیات چمن برموداگراس"، مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، 15(4)، 248-257.
معاونت تحقیقاتی سازمان محیط زیست، (1373)، استاندارد خروجی فاضلابها، انتشارات دفتر آموزش زیست محیطی.
Ali, H.M., EL-Mahrouk, E.S.M., Hassan, F.A., and EL-Tarawy, M.A., (2010), "Usage of sewage effluent in irrigation of some woody tree seedlings, Part 3: Swietenia mahagoni (L.)Jacq”, Saudi Journal of Biological Sciences, 18(2), 201-207.
Alloway, B.J., (1990), Heavy metals in soils, John Willey And Sons Inc., New York.
Ahmed. T.A., and Al-Hajri, H.H., (2009), "Effects of treated municipal wastewater and sea water irrigation on soil and plant characteristics", International Journal of Environmental Research, 3(4), 503-510.
Arnon, A.N., (1967), "Method of interaction of chlorophyll in plants", Agronomy Journal, 23, 112-122
Ayers, R.S. and Westcot, D.E.W., (1985), Water quality for agriculture", FAO, Rome
Bates, L., Waldren, R.P., and Teare, I.D., (1973), "Rapid determination of free proline for water-stress studies",
        Plant and Soil, 39, 205-207
Bhati., M., and Singh, G., (2003), "Growth and mineral accumulation in Eucalyptus Camaldulensisseedlings irrigated with mixed industrial effluents", Bioresource Technology, 88, 221-228
El-Sheekh, M.M., El-Shouny, W.A., Osman, M.E., and El-Gammal, E.W., (2005), "Growth and heavy metals removal efficiency of Nostoc muscorum", Journal of Environmental Toxicol Pharmacol, 19(2), 357-365.
FAO, (1992), "Wastewater treatment and use in agriculture”, In: Pescode, M.B. (ed.), Irrigation and Drainage, Paper 47, FAO, Rome.
Grejtovský, A., Markušová, K., and Nováková, L., (2008), "Lead uptake by Matricaria  chamomilla L”, Plant Soil   and Environment, 54(2), 47-54.
Khatamipour, M., Piri, E., Esmaeilian, Y., and Tavassoli, A., (2011), "Toxic effect of cadmium on   germination, seedling growth and proline content of Milk thistle (Silybum marianum)”, Scholars Research Library, Annals of Biological Research, 2(5), 527-532.
Kochert, G., (1978), "Carbohydrate determination by the phenol sulfuric acid method”, In: Helebust, J.A. and Craig, J.S. (eds.), Hand book of Phycologia Method, Cambridge University Press, 56-97.
Lamhamdi, M.E.L., Galios, O., Bakrim, A., Novoa Munoz, J.C., Arias Estevez, M., Aarab, A., and Lafont, R., (2012), "Effect of lead stress on mineral content and growth of wheat (triticum aestivum) and spinach (spinacia oleracea) seedlings", Sandi Journal of Biological Sciences, 20(1), 29-36.  
Mojid, M.A., Biswas, S.K., and Wyseure, G.C.L., (2012), "Interaction effects of irrigation by municipal wastewater and inorganic fertilisers on wheat cultivation in Bangladesh", Field Crops Research, 134, 200-207.
Naderi, N., Mirzamasoumzadeh, B., and Aghaei, A., (2013), "Effects of different levels of lead (Pb) on physiological characteristics of sugar beet", International Journal of Agriculture and Crop Sciences, 5(10), 1154-1157.
Nirit., B., Asher, B., Haya, F., Pini, S., Ilona, R., Amram, C., and Marina, I., (2006), "Application of treated wastewater for cultivation of roses (Rosa Hybrida) in soil-less culture”, Scientia Horticulturae, 108(2), 185-193.
Karunaichamy, K.S.T.K., and Anathvalli, M., (1998), "Effect sewage water irrigation on growth performance, biomass and nutrient accumulation in Hardwickia Binata under nursery conditions", Bioresours Technology, 66(2), 105-111.
Parameswaran, M., (1999), "Urban wastewater use in plant biomass production”, Resources, Conservation and Recycling, 27(1-2), 39-56. 
Rattan, R.K., Datta, S.P., Chnonkar, P.K., Suribabu, K., and Singh, A.K., (2005), “Long-term impact of irrigation with sewage effluents on heavy metal content in soils, crops and groundwater, A case study”, Journal of Agriculture Ecosystem and Environment, 109(3-4), 310-322.
Soltani, F., Ghorbanli, M., and Manouchehri-Kalantari, K.H., (2006), "Effect of cadmium on photosynthetic pigments, sugars and malondealdehyde content in Brassica Napus L", Iranian Journal of Biology, 19(2), 136-145. 
Zohrehvand, F., Takdastan, A., (2017), “Concentrations of heavy metals in vegetables of farming lands irrigated with water from Karun river in Ahvaz”, Journal of Health, 8(4), 385-393. 
Zohrehvand, F., Takdastan, A., Jaafarzadeh, N., Ramezani, Z., Ahmadi Angali, K., Gharibi, H., (2014), “Assessment of lead contamination in vegetables, irrigation water and soil in farmlands irrigated by surface water in Ahvaz”, Journal of Mazandaran University of Medical Sciences, 24(118), 225-230.