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 :  

1. آبیاری با فاضلاب تصفیه شهری اثر معنی داری بر رشد ارقام یونجه همدانی و بغدادی دارد.

1. استفاده از فاضلاب تصفیه شهری در آبیاری یونجه، به طور معنی داری باعث افزایش عملکرد اندام های هوایی می گردد.

1. به کارگیری فاضلاب تصفیه شهری جهت آبیاری یونجه باعث تجمع عناصر روی، سرب و کادمیوم در اندام های هوایی می گردد.

اهداف تحقیق :

1. بررسی عکس العمل ارقام یونجه نسبت به کاربرد فاضلاب تصفیه شهری از نظر رشد رویشی.

1. بررسی وضعیت تجمع عناصر سنگین روی، سرب و كادمیوم در اندام های هوایی ارقام یونجه با کاربرد فاضلاب تصفیه شهری.

1. 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 سویفت، 1992). جنبه های کیفی ریشه ها، یعنی تثبیت نیتروژن شامل تولید 250-200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در سال، توام با رها شدن عناصر غذایی و انتقال آن ها از خاک تحت الارض به سطح الارض است. 60 تا 70 درصد کل وزن ریشه در عمق 15 سانتیمتری پروفیل خاک قرار دارد. عملکرد علوفه رابطه نزدیکی با اندازه سیستم ریشه دارد، بخش فوقانی ریشه یعنی تاج که در اعمال اصلی سیستم ریشه دخالت دارد، اندام مهمی در پنجه زنی است (کوچکی و بنائیان اول، 1373).

الگو های فصلی تجمع ماده خشک ریشه شدیداً همراه با عملیات مدیریت مانند چرا با برداشت تغییر می کند. برداشت یونجه در انتهای غنچه دهی یا ابتدای گلدهی باعث می شود که وزن ریشه در طول فصل افزایش چندانی حاصل نکند. همچنین رشد ریشه یونجه نسبت به شرایط غرقابی بسیار حساس است به طوری که بعد از 8 روز غرقابی، سرعت رشد نسبی آن به صفر می رسد. برداشت زود هنگام برای رشد ریشه و ذخیره کربوهیدرات ها مضر است. در طی دوره رشد مجدد به علت مصرف کربوهیدرات ها غیر ساختمانی وزن ریشه ها کاهش می یابد ولی در وزن بافت های طوقه تغییر فاحشی رخ نمی دهد (کوچکی و همکاران، 1376).

ساقه اصلی یونجه، تقریباً چهار گوش به نظر می رسد و مغز آن از سلول های پارانشیمی فشرده پر شده است. ساقه اصلی یونجه دارای انشعاب های بسیار زیاد و ظریفی است که هر کدام برگ های مرکب زیادی در بر دارد در قاعده دمبرگ ها دو گوشوارک (Stipul) باریک وجود دارد. در تمام طول ساقه نیز کرک های اپیدرمی ممکن است وجود داشته باشند که اغلب ساختار چند سلولی گرز مانندی دارند. وجود کرک دلالت به وجود مکانیسم تدافعی ویژه ای در برابر حشرات گیاه خوار است. تراکم کرک ها رابطه منفی با تغذیه و تخم ریزی حشرات و نیز تغذیه لاروها دارد. ساقه در نزدیکی سطح زمین انشعاب های زیادی تولید می کند که به مرور زمان چوبی و ضخیم گشته و به یک طوقه تبدیل می شوند. طوقه در گونه های چند ساله مناطق گرم به صورت برجسته ولی در گونه های مناطق سرد، صاف و یا مسطح می باشد و تا حدودی زیر خاک قرار می گیرد شکل قرار گرفتن طوقه در مقاومت گیاه نسبت به سرمای شدید زمستان موثر است ارتفاع در ارقام یونجه فرق می کند و معمولاً بین 100-60 سانتیمتر است. به طور کلی یونجه هایی که در بهار به گل می نشیند دارای ارتفاع کمتری هستند. گرچه مهمترین عامل تعیین ساقه ها، ریخت ژنتیکی است ولی عوامل دیگری نظیر تراکم، میزان نیتروژن، نور، رطوبت و مدیریت چرا نیز بر ارتفاع گیاه موثرند (کریمی، 1369؛هانسون، 1988). تعداد ساقه های یونجه بین25-5 عدد می باشد که از محل طوقه گیاه خارج شده و بعد از چیدن یا رسیدن بوته انشعاب های فرعی تری تولید می گردد. کیفیت پنجه ها به جوانه هایی که از آن ها منشا گرفته اند، بستگی دارد پنجه هایی که از پایین ساقه می رویند سریعتر تجدید رشد کرده و این موضوع برای تولید علوفه سبز حائز اهمیت است، هرچند در این موارد تولید کل آن ها کمتر است. بین تعداد ساقه و عملکرد همبستگی مثبتی ملاحظه شده است (کوچکی و بنائیان اول، 1373). ماده خشک ساقه ها به صورت هرمی از سطح خاک به سمت بالا توزیع می شود. ساقه های ضخیم تر و زبرتر روی گیاه در پایین ترین بخش قرار دارند به طوری که 60-40 درصد ماده خشک ساقه ها در 20 سانتیمتری سطح خاک تجمع می یابد (کوچکی و همکاران،1376). یکی از وظایف مهم ساقه در گیاهان چند ساله بقولات اسیمیلاسیون و تولید است. سطح فتوسنتزکننده ساقه یک گیاه (بدون برگ) نسبتاً ثابت و تقریبا یک سوم سطح برگ می باشد (کوچکی و بنائیان اول، 1373).

 برگ های یونجه از نوع مرکب، سه برگچه ای هستند و تقریباً یک سوم انتهایی برگچه ها مضرس است. اولین برگ که پس از رویش بذر ظاهر می شود، تک برگچه ای با دم برگ بلند است و بعد از مدتی اولین سه برگچه ای ظاهر می گردد. اولین برگ در بعضی از ارقام یونجه سه برگچه ای بوده و برگ های بعدی چند برگچه ای می باشد. رنگ برگچه های یونجه سبز تیره، شکل آن تخم مرغی  و سطح زیرین آن ها به مراتب بیش از سطح بالایی آن ها از کرک پوشیده شده است. برگچه میانی توسط دمبرگ کوتاهی به دمبرگ اصلی متصل شده است، در حالی که برگچه های جانبی فاقد دمبرگچه هستند. در قاعده برگ این گیاه دو گوشوارک باریک وجود دارد که به دمبرگ متصل هستند، هر یک از گوشوارک ها زائده ای باریک و بلند در انتها و نیز دندانه های ظریف و کوچک در قاعده دارند (کریمی، 1369؛ هانسون، 1988). در انتهای برگ های برخی از ارقام کرک های ریزی وجود دارد که عمل آنها جلوگیری از تبخیر و افزایش مقاومت گیاه در برابر گرما و خشکی می باشد. در یونجه تقریباً حدود 50 درصد وزن گیاه را برگ ها تشکیل می دهند که این مقدار بستگی به سن گیاه و زمان برداشت دارد و دارای 23-21 درصد پروتئین هستند. وظایف اصلی برگ ها  در یونجه جذب و تولید است. اندازه سطح فتوسنتز کننده یونجه متغییر بوده و به شرایط اکولوژیکی، مرحله فنولوژیکی، زمان برداشت، تعداد چین های قبلی، رقم و سن گیاه بستگی دارد. سطح فتوسنتزکننده در هر برگ از اولین تا سومین چین از ویژگی های گونه و رقم در یونجه به شمار می آید برگ های یونجه از اولین تا دومین چین افزایش می یابد و این موضوع به کیفیت علوفه می افزاید (کوچکی و بنائیان اول، 1373). 

 پیدایش گل یونجه از انتهای شاخه ها با تعییر حالت از مرحله رویشی به زایشی آغاز      می شود. در آغاز برآمدگی بافت مریستم در محور برگ به وجود می آید و هر برآمدگی در نهایت به تولید یک خوشه یا گل آذین منجر می شود (کریمی، 1369). گل های یونجه بر روی         گل آذین های خوشه ای ساده تشکیل می شوند، کاسه گل شامل پنج کاسبرگ و جام گل یونجه آزاد و نا هم شکل و از نوع پروانه آسا است و از یک گلبرگ بزرگ به نام درفش و دو گلبرگ آزاد و جانبی به نام بال و دو گلبرگ به هم پیوسته به نام ناو تشکیل شده است (زمانیان، 1377). تعداد پرچم های گل یونجه 10 عدد دو دسته ای است که میله 9 تایی     آن ها به هم متصل بوده و دهمی و نزدیکترین پرچم به گلبرگ درفش، آزاد است. مادگی نیز شامل یک برچه با تخمدان فوقانی، خامه صاف و میان تهی و کلاله مشخص می باشد (هانسون، 1988). گل یونجه خصوصیات ویژه ای دارد، به همین دلیل تعداد و انواع حشراتی که به طور موثر می توانند در گرده افشانی یونجه تاثیر داشته باشند محدود هستند. گرده افشانی یا تلقیح آن بوسیله حشرات بویژه زنبور عسل و یا زنبور مگاشیل انجام می شود. تولید شاخه های گل دهنده، در فصل بهار از دهمین تا چهاردهمین گره از طوقه یونجه ودر فصل تابستان از ششمین تا دهمین گره صورت می گیرد. این به آن مفهوم است که یونجه هایی که در بهار به گل      می روند رشد و نمو زیادتری دارند و ارتفاع ساقه آن ها هم بیشتر است. رنگ گل