دسته بندی علمی – پژوهشی : بررسی تأثیر کمپوست فضولات کرم ابریشم بر شاخص‌های رشد گیاه گلدانی سینگونیوم پودوفیلوم Syngonium podophyllum- …

شکل۴-۲۲-مقایسه تعداد برگ در بسترهای کشت…………………………………………………………………………..۸۹
شکل۴-۲۳-مقایسه تعداد شاخه جانبی در بسترهای کشت………………………………………………………………..۸۹
شکل۴-۲۴-مقایسه ارتفاع گیاه در بسترهای کشت…………………………………………………………………………..۹۰
شکل۴-۲۵-مقایسه شاخص سطح برگ در بسترهای کشت……………………………………………………………….۹۰
شکل۴-۲۶-مقایسه شاخص کلروفیل در بسترهای کشت………………………………………………………………….۹۱
شکل۴-۲۷-مقایسه پهنای برگ در بسترهای کشت…………………………………………………………………………..۹۱
شکل۴-۲۸-مقایسه اندازه طول برگ در بسترهای کشت…………………………………………………………………..۹۲
شکل۴-۲۹-مقایسه وزن تر اندام هوایی در بسترهای کشت……………………………………………………………….۹۲
شکل۴-۳۰-مقایسه وزن خشک اندام هوایی در بسترهای کشت………………………………………………………..۹۳
چکیده
این آزمایش جهت بررسی توان کاربرد کمپوست فضولات کرم ابریشم به عنوان کود آلی به منظور کاهش یا حداقل تعدیل در میزان مصرف کودهای شیمیایی و همچنین مشخص کردن بهترین مخلوط کمپوست برای گیاه زینتی سینگونیوم پودوفیلوم اجرا شد. تیمارها عبارت بودند از: کمپوست فضولات کرم ابریشم، ضایعات چای، کوکوپیت، پوست برنج و پرلیت که به نسبت‌های حجمی مختلف باهم مخلوط شدند. قلمه‌های ریشه‌دار شده سینگونیوم در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در ۲۴ تیمار و ۳ تکرار در گلخانه‌های ایستگاه تحقیقات گل و گیاهان زینتی لاهیجان کشت گردید. ویژگی‌های فیزیکی بسترها از قبیل جرم مخصوص ظاهری، جرم مخصوص حقیقی، درصد تخلخل، درصد حجمی آب، درصد حجمی هوا، ظرفیت نگهداری آب، درصد ذرات جامد و درصد خاکستر و همچنین خصوصیات شیمیایی از قبیل EC، pH، درصد ازت کل، درصد کربن آلی، نسبت C/N و میزان عناصر فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، سدیم، منگنز و روی، در عصاره آب گرفته شده از بستر اندازه گیری شد. شاخص‌های رشد از قبیل تعداد برگ، طول و عرض برگ، شاخص کلروفیل، سطح برگ، وزن تر و خشک اندام هوایی، تعداد شاخه‌های جانبی و ارتفاع گیاه مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. بیشترین رشد در بستر ضایعات چای ۵۰% + پرلیت ۵۰% + کود کامل، ضایعات چای۵۰ % + پوست برنج ۵۰% + کود کامل و ضایعات چای ۴۵% + پرلیت ۴۵% + کمپوست فضولات کرم ابریشم ۱۰% مشاهده شد. صرفنظر از تیمارهای کود کامل بسترهایی که مواد خام آنها از ضایعات چای و کمپوست فضولات کرم ابریشم بود میزان رشد بهتری نسبت به سایر بسترهای کشت نشان دادند. همچنین درصد نیتروژن کل، نسبت C/N و وزن مخصوص ظاهری تأثیر مثبتی روی رشد گیاه داشتند. استفاده از کمپوست فضولات کرم ابریشم باعث افزایش میزان pH بسترهای کشت شد که استفاده از ضایعات چای درمخلوط بستر کشت باعث کاهش میزان pH بسترهای کشت شده است.
کلید واژه ها: گیاه آپارتمانی، بستر کشت، کمپوست فضولات کرم ابریشم، ضایعات چای، پوست برنج، سینگونیوم پودوفیلوم
فصل اول:
مقدمه
پیش‌بینی‌ها حاکی از آن است که به زودی جمعیت کره زمین به حدود ۹ میلیارد نفر خواهد رسید(کوچکی و همکاران، ۱۳۷۶). تحقق این امر بدین معنی است که یک میلیارد هکتار دیگر از زیستگاههای طبیعی، عمدتاً در کشورهای در حال توسعه، به زمین‌‌های کشاورزی تبدیل شود، مصرف کودهای شیمیایی بویژه نیتروژن به دو یا سه برابر سطح فعلی افزایش یابد، تقاضا برای آب شدت گیرد و کاربرد آفت‌کش‌های شیمیایی سه برابر شود(هول و همکاران، ۲۰۰۵). استفاده از مواد شیمیایی در کشاورزی از زمان انقلاب سبز دردهه ۱۹۶۰ با تولید غذای بیشتر شدت یافت. مواد شیمیایی موجودات زنده مفید خاک را از بین می‌برد و حاصلخیزی طبیعی خاک را تخریب می‌کند همچنین توان مقاومت بیولوژیکی را در محصولات از بین می‌برد در نتیجه آن‌ها را در مقابل حمله آفات و امراض مستعد می‌کند. محصولات رشد یافته با مواد شیمیایی برای سلامتی بشر مضر است(سینها و همکاران[۱]، ۲۰۰۱). از اوایل قرن بیستم با شکل‌گیری سامانه‌ی از کشاورزی که امروزه، کشاورزی رایج[۲] خوانده می‌شود، نگرانی‌های گوناگونی نسبت به پیامدهای این روش ابراز شد. این دغدغه در میانه‌های سده گذشته و با کاربرد بیش از حد نهاده‌های برون مزرعه‌ای، به ویژه کودها و آفت‌کش‌های شیمیایی مصنوعی افزایش یافت و تلاش‌ها برای یافتن روش‌های جایگزین شدت گرفت که در نهایت به پیدایش مفهوم کشاورزی پایدار منجر شد.
کشاورزی پایدار بر پایه مصرف کودهای زیستی با هدف کاهش در مصرف کودهای شیمیایی، یک راه حل مطلوب جهت غلبه بر این مشکلات می‌باشد. این کودهای زیستی با افزایش ماده آلی خاک، باعث بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی وبیولوژیکی خاک شده، همچنین عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان و میکروارگانیسم ها را تأمین می‌نمایند. شناسایی راهکارهای مؤثر در کاهش مصرف کودهای شیمیایی به منظور کنترل آلودگی‌های زیست محیطی بهره‌گیری بیشتر از کودهای زیستی و کاربرد بقایای گیاهی و حیوانی به منظور تأمین بخشی از نیازهای تغذیه گیاهی و بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک‌های زیر کشت و سیستم‌های مناسب کاشت و داشت در راستای تولیدات کشاورزی اقداماتی مهم و مؤثر است(ملکوتی، ۱۳۷۹).
در نقاط مختلف جهان استفاده از روش کشاورزی ارگانیک نسبت به دیگر روش‌ها، کمترین آسیب و خسارت را به محیط وارد می‌کند و سبب افزایش پایداری سیستم‌های کشاورزی می‌شود. کشاورزی ارگانیک بدین معنی است که در طول فرآیند تولید از نهاده‌های شیمیایی در تولید محصولات کشاورزی استفاده نگردد. در این روش از کودهای آلی و دامی در جهت حاصلخیزی خاک و برای کنترل آفات و بیماری‌ها از روش‌های بیولوژیک استفاده می‌شود(پیوست و همکاران، ۱۳۸۷؛ کوچکی و همکاران، ۱۳۷۶).
مشکل دفع ضایعات آلی کشاورزی، چه به صورت بقایای گیاهی و یا ضایعات ناشی از فرآوری محصولات کشاورزی یکی از مشکلاتی است که فعالان در این بخش باآن مواجهند. از طرفی دفع این ضایعات بار اقتصادی بر دوش تولید کنندگان بوده و از طرف دیگر، در صورتیکه این ضایعات به درستی دفع نشوند می‌توانند خطرات زیست محیطی جدی را به دنبال داشته باشند. چرا که محل دفع این ضایعات می‌تواند به محل تجمع حشرات موذی و پاتوژنها تبدیل شده و سلامت محیط زیست و جوامع انسانی را با خطر مواجه کند وضمناً آلودگی منابع آب و خاک را هم به دنبال داشته باشد(اورستارازو و همکاران، ۲۰۰۱). کمپوست سازی راه حلی پایدار برای برخورد با این ضایعات است، چرا که از طرفی مشکل دفع ضایعات را منتفی می‌کند و از طرف دیگر به تولید فرآورده های ارزشمند برای استفاده در کشاورزی منجر می‌شود. سالانه هزاران تن ضایعات پوست درخت در کارخانه چوب و کاغذ ایران(چوکا) و ضایعات چای در کارخانه‌های فرآوری چای، و همچنین ضایعات حاصل، از پرورش کرم ابریشم و ضایعات برنج در منطقه شمال کشورتولید می‌شود که به عنوا ن ضایعات آلی توانایی استفاده به عنوان مواد اولیه کمپوست‌ سازی را دارند. پاداشت دهکایی( ۱۳۸۳) نشان داد کمپوست حاصل از ضایعات پوست درخت و چای به عنوان جایگزین پیت ماس توانایی استفاده در بستر کشت جعفری را داراست.
یکی از مشکلات اساسی تولیدکنندگان گیاهان زینتی بویژه گیاهان گلدانی در کشور ما محدود بودن بسترهای کشت مناسب است. این بسترها برای گیاهان مختلف متفاوت هستند. بستر کشت از مهمترین عوامل اساسی است که بر روی شکل ظاهری گیاه تأثیر می‌گذارد(لمیر، ۱۹۹۵). انتخاب یک ماده به عنوان بستر کشت مناسب به دسترسی آن ماده، قیمت و محل انجام آزمایش بستگی دارد(کولگارت، ۱۹۸۳). امروزه بسیاری از گیاهان آپارتمانی برگ زینتی در بسترهای کشت بدون خاک که در آنها از پیت به عنوان بستر پایه استفاده می‌شود، پرورش داده می‌شود(پول و همکاران[۳]، ۱۹۸۱). هدف از این تحقیق بررسی توان کاربرد کمپوست فضولات کرم ابریشم به عنوان کود آلی به منظور کاهش یا حداقل تعدیل میزان مصرف کودهای شیمیایی و تأثیر آن در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بسترهای کشت، همچنین مشخص کردن بهترین مخلوط کمپوستی به عنوان بستر کشت گیاه مورد آزمایش سینگونیوم می‌باشد.
فصل دوم:
کلیات و مرور منابع
۲-۱- تاریخچه استفاده از کمپوست
فرآیند جمع‌آوری مواد آلی به منظور کمک به تجزیه‌ی آنها و استفاده از مواد حاصل در اراضی کشاورزی برای قرنها در تمدنهای مختلف وجود داشته است. در چین، کمپوست کردن بقایای گیاهی مخلوط شده با فضولات انسانی و دامی بیش از ۲۰۰۰ سال سابقه دارد( لوپز-رئال[۴]، ۱۹۹۰). در اروپا، استفاده از ضایعات کمپوست شده برای حاصلخیز نمودن خاکها به دوران امپراطوری روم برمی‌گردد و در این زمان استفاده از کودهای آلی توسط کشاورزان بسیار رایج بوده است( پار و هورنیک[۵]، ۱۹۸۲). سر آلبرت هوارد[۶] در اوایل قرن بیستم در ایندور[۷] هندوستان باعث تولد مجدد تولید کمپوست در اروپا به عنوان روشی برای کاهش حجم ضایعات و بهبود شرایط خاک شد. که پس از چندین سال آزمایش روش ایندور متحول شدو روشهای متعددی برای کمپوست‌ کردن ضایعات مختلف آلی ابداع شده است( لیما[۸]، ۱۹۸۵). در ژاپن در سالهای بعد از جنگ جهانی، به دلیل کمبود کودهای شیمیایی، کمپوست به عنوان مهمترین منبع عناصر غذایی گیاهان مطرح بود( مینارد[۹]، ۱۹۸۳). در ایران تهیه‌ی کمپوست و بهره‌گیری از آن درکشاورزی به صورت سنتی از زمانهای بسیار قدیم، رواج داشته است. کشاورزان با جمع‌آوری برگ درختان و اضافات کشاورزی و دفن آنها در زیر زمین، کود تولید می‌کردند و آن را به مصرف می‌رساندند. اولین کارخانه‌ی کمپوست با ظرفیت ۸۰۰تن زباله در روز در سال ۱۳۴۸در اصفهان افتتاح شد. که هم اکنون کارخانه‌ها‌ی تولید کود آلی در شهرهای ایران تأسیس و در حال فعالیت هستند(حسن زاده و همکاران، ۱۳۸۵). آنچه که در تاریخ کمپوست مطرح هست تأسیس و تعطیل شدن واحدهای تولید کمپوست در دهه‌های گذشته در سطح دنیا می‌باشد که این بدلیل غیر متداول بودن مصرف کمپوست با فشار فرآینده‌ی ناشی از موسسات مدیریت ضایعات که سعی دارند مواد حاصل از فرآوری ضایعات را در اراضی کشاورزی مصرف کنند، در تضاد بوده است. لوپز-رئال در سال ۱۹۹۴ به روشنی اظهار داشت که دلیل شکست تجاری نمودن کمپوست مربوط به محدودیتهای فرآیند تولید کمپوست یا فقدان پایه‌ی علمی و یا بازاریابی نبوده بلکه عواملی مانند بازارپسندی که مطلقاً مربوط به کیفیت ضایعات مورد استفاده در تولید کمپوست است، در این امر دخالت دارد. با این وجود کمپوست به عنوان یکی از مهمترین روشها جهت تبدیل ضایعات به مواد غنی از عناصر غذایی بدون آثار زیانبار برای پرورش گیاه و همچنین باعث بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد که اخیراً در کشورهای مختلف گسترش زیادی پیدا کرده است(هاشمی مجد، ۱۳۸۴).
۲-۲- تعریف کمپوست
ازنظر لغوی کمپوست از کلمه لاتینCompositus به معنی ترکیب و مخلوط گرفته شده است(دالزل و همکاران[۱۰]، ۱۹۸۷). کمپوست یک فرآیند زیست شیمیایی است که در آن ریزجانداران هوازی و بی‌هوازی، مواد آلی را به محصول نهایی که در واقع کود آلی پوسیده است تبدیل می‌کنند(گوپتا[۱۱]، ۲۰۰۳). کمپوست عبارت است از تجزیه زیستی ضایعات آلی به هوموس و مواد شبه هوموسی. در فرآیند تولید کمپوست که اکسایش سریع مواد آلی و واجد مرحله گرمایی(۴۵ الی ۶۵ درجه سانتی‌گراد) است، ریز جانداران گرما، دی‌اکسید‌کربن و آب تولید می‌کنند(دومینگوز و همکاران[۱۲]، ۱۹۹۷).
فرآیند تولید کمپوست، فرآیندهای طبیعی تجزیه مواد آلی و همچنین فعالیت‌های انجام شده در بخشهای متنوع کشاورزی، شهری، صنعتی را در بر می‌گیرد که بدون هیچ زیانی برای بستر کشت باعث حاصلخیزی و تولید بیشتر می‌شود(ملکوتی، ۱۳۷۹). کمپوست فرآیندی بیولوژیک و گرمازا است که در طی آن با خروج کربن به صورت دی‌اکسید‌کربن نسبت C/N مواد اولیه کاهش می‌یابد(کاواس، ۱۹۹۱). کمپوست کردن عبارت از تجزیه یا شکستن مواد آلی توسط مجموعه‌‌‌‌ای از میکروارگانیسم‌ها در یک محیط گرم، مرطوب و هوادار است(دالزل و همکاران ۱۹۸۷). کمپوست کردن تجزیه بیولوژیکی توده ضایعات تحت شرایط کنترل شده می‌باشد(هارتمن و همکاران ۱۹۹۰).
۲-۳-میکروبها و جانوران مؤثر در فرآیند کمپوست کردن
اجزای تشکیل دهنده‌ی مواد قابل تبدیل به کمپوست اعم از بقایای گیاهی یا ضایعات شهری به سه قسمت اصلی تقسیم می‌شوند. کربوهیدراتهای ساده و پلیمری(قندها، نشاسته، سلولز، همی‌سلولز و پکتین)، لیگنین و ترکیبات حاوی نیتروژن( اسیدهای آمینه، پروتئینها و نیتروژن معدنی)(رکیگل[۱۳]، ۱۹۹۵). فراوانی نسبی و وضعیت این اجزا تعیین کننده جمعیت میکروبی در سیستم و سرعت تجزیه مواد آلی است. ریز جانداران بسته به نوع مواد بستری هرکدام ترکیبات پیچیده‌ی آنزیمی خاص خود را دارند و بنابراین با تغییر نوع مواد بستری جمعیت آنها تغییر می‌کند(گلوئک[۱۴]، ۱۹۷۷). این ریزجانداران مجموعه‌ای از قارچها، باکتریها و اکتینومیستها که درون توده‌های کمپوست فعالیت می‌کنند. هرچند که پروتوزوآها و ویروسها توانایی تجزیه‌ی کمی دارند، وجودشان در توده‌های کمپوست گزارش شده است. موجودات زنده یا مرده می‌توانند بیش از ۲۵ درصد از وزن کل کمپوست را تشکیل دهند( پوینکلوت[۱۵]، ۱۹۷۸). تجزیه‌ی اولیه توسط ریز جانداران تخمیری که بیشتر از نوع باکتریها هستند صورت می‌گیرد. این موجودات قندها، نشاسته، اسیدهای آمینه، پروتئینها و ترکیبات معدنی نیتروژن را مصرف می‌کنند(گلوئک، ۱۹۷۷ :آلکساندر ۱۹۷۷). قارچها از مواد قابل تبدیل به کمپوست به عنوان منبع کربن و نیتروژن استفاده می‌کنند و نسبت به باکتریها و اکتینومیستها نیاز به نیتروژن و رطوبت کمتری دارند و بیشتر در فرآیندهای هوازی تجزیه شرکت می‌کنند (هواگ[۱۶]، ۱۹۸۰) قارچها در شرایطی که pH محیط برای باکترها و اکتینومیستها مناسب نباشد، قادر به رشد و تکثیرند(آلکساندر[۱۷]، ۱۹۷۷).
اکتینومیستهای گرمادوست(مانندThermonospora mesophila ) در تجزیه لیگنین، لیگنوسلولز و سلولز نقش دارند و در شرایط سرد و مرطوب و در pH‌های کمتر از ۵، فعالیت آنها متوقف می‌شود(آلکساندر، ۱۹۷۷). پروتوزوا ساده‌ترین شکل زندگی جانوری هستند و اکثر آنها از ارگانیسم‌های دیگر مثل باکتریها و، جلبکها و تیپهای مختلفی از پروتوزوا تغذیه می‌کنند. عقیده براین است که پروتوزوا میزان و تعداد باکتریها را کنترل می‌کند، وقتی که شرایط محیطی مثل رطوبت و حرارت برای رشد نامناسب باشد پروتوزوا می‌تواند به شکلی دربیاید که شرایط را به مدت قابل توجهی تحمل کند . در صورت خنک شدن مواد در حال کمپوست شدن و افتادن پیک حرارتی، دامنه وسیعی از جانوران کوچک خاکی قابل دسترس است. این جانوران شرایط هوازی و رطوبت کافی و دامنه حرارتی ۱۵-۷ درجه سانتیگراد را ترجیح می‌دهند(دالزل، ۱۹۸۷).
۲-۴-روشهای تهیه کمپوست
۲-۴-۱- کمپوست هوازی
تجزیه هوازی شامل روشهایی است که در آنها اکسیژن به درون توده در حال تجزیه وارد می‌شود. فرآیند هوازی از نظر متابولیکی بسیار فعالتر و سریعتر است. دمای تولید شده در هضم هوازی معمولا بین ۴۵ الی ۶۵ درجه‌‌ی سانتی‌گراد است و گاهی حتی ممکن است به ۷۰ درجه‌ی سانتیگراد و یا بیشتر هم برسد. دراین شرایط ریزجاندارانی که تجزیه را به عهده دارند، گرمادوستند(وایلز، ۱۹۷۸).
۲-۴-۲- کمپوست غیر هوازی
تولید این کمپوست بدون هوا انجام می‌گیرد، در واقع تجزیه‌ی بی‌ هوازی بعد از آن ‌که اکسیژن توسط ریز جانداران مصرف شد اعمال می‌شود. دمای سیستم‌های بی‌هوازی معمولا بین ۱۵ الی ۴۵ درجه و در شرایط بخصوص در بعضی از سیستم‌ها بین ۳۸ الی ۵۵ درجه است و ریز جاندارانی که در شرایط بی‎‎هوازی فعالند میانه دوستند. محصول اصلی فرآیند تجزیه‌ی هوازی دی‌اکسیدکربن است اما متان و مقدار کمی دی‌اکسیدکربن نیز در فرآیند‌های بی‎هوازی تولید می‌شود . مواد حد واسط مانند مرکاپتان و گازهای سولفیدی نیز در طول تجزیه‌ی بی‎هوازی تولید می‌شود و بوهای نامطلوب در محیط ایجاد می‌کند(پوینکلوت، ۱۹۷۸).
۲-۵- مزایای کمپوست کردن
در اکثر شهرهای بزرگ مشکل جمع آوری و دفع زباله وجود دارد. سوزاندن و دفن زباله به دلیل آلوده کردن هوا، خاک و آبهای زیرزمینی نمی‌تواند راه حل اساسی مشکل باشد. به این علت که بیش از ۵۰ درصد زباله را مواد آلی تشکیل می‌دهد، بنابراین تبدیل زباله به کمپوست بهترین و مناسب ترین عملی است که می‌توان در جهت سلامت طبیعت انجام داد. تهیه کمپوست از مواد زاید نظیر زباله‌های شهری و لجن فاضلاب از سه جنبه بهداشتی، کشاورزی و اقتصادی دارای اهمیت است. در چند سال اخیر تلاش‌های زیادی جهت اقتصادی‌تر شدن این روش انجام شده است و کارخانه‌های مختلف در سراسر دنیا سعی نموده‌اند تا سودآوری حاصل از اینگونه کارخانه‌ها را افزایش دهند(پاداشت، ۱۳۷۷ و فخاری و ریحانی، ۱۳۸۱) . کمپوست کردن مواد زاید و مصرف آن در کشاورزی نتایج مفیدی را به همراه دارد که در زیر به تعدادی از آن اشاره می‌شود.
۲-۵-۱- تأثیر کمپوست بر خصوصیات فیزیکی خاک و محیط‌های کشت

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت  fotka.ir  مراجعه نمایید.