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

اولین هدفی که از مصرف مواد آلی تعقیب می‌شود فراهم نمودن شرایط مساعد از نظر رطوبت و تهویه برای فعالیت موجودات زنده و رشد گیاهان است. کودهای آلی به نگهداری آب و مواد غذایی کمک کرده و از شستشوی آنها جلوگیری می‌کند. مصرف کودهای آلی موجب ازدیاد خلل و فرج می‌گردد(رفیع ۱۳۷۰ و خندان و آستارایی ۱۳۸۴) . کمپوست باعث بهبود و افزایش پایداری ساختمان خاک می‌گردد. با پایدار شدن ساختمان خاک، میزان تخلخل خاک افزایش و میزان چگالی ظاهری کاهش می‌یابد و در نتیجه میزان نفوذپریری خاک نسبت به آب و هوا بیشتر می‌شود و موجب افزایش ظرفیت نگهداری آب و خاک و محتوای آن می‌گردد(هرناندو و همکاران[۱۸]، ۱۹۸۹ ؛ استیوارت و همکاران[۱۹]، ۱۹۹۸).
۲-۵-۲- تأثیر کمپوست بر خصوصیات شیمیایی خاک و محیط‌های کشت
هوموس حاصل از تجزیه کمپوست دارای خصوصیات مشابه با هوموس حاصل از تجزیه سایر منابع مواد آلی است و به طور کلی، هوموس دارای ظرفیت تبادل کاتیونی بالایی است. بارهای منفی که روی کلوئیدهای هوموس موجود است، در اثر یونیزاسیون، گروه‌های عامل فعالی همانند گروه کربوکسیل (-COOH)، گروه هیدروکسیل(-OH) و گروه آمین(-NH2) حاصل می‌گردد و این بارها باعث افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی می‌شوند(ظرفیت تبادل کاتیونی هوموس ۴۰۰ – ۲۰۰ میلی‌اکی‌والان در ۱۰۰ گرم است). این کلوئیدها مانند کلوئیدهای رس کاتیونهایی مانند کلسیم، منیزیم و پتاسیم را به خوبی جذب و نگهداری می‌نمایند و از آبشویی عناصر غذایی قابل استفاده گیاهان جلوگیری به عمل می‌آورند و این عناصر را به تدریج در اختیار ریشه گیاهان قرار می‌دهند. بر اثر مصرف کود کمپوست تولید گازکربنیک به طور کاملاً محسوسی افزایش یافته و این گاز کربنیک به اسید کربنیک تبدیل و باعث حلالیت بیشتر عناصر کم محلول می‌شود(کینگ و موریس[۲۰]، ۱۹۷۲).
کمپوست باعث افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی می‌شود، با افزایش یک درصد مواد هوموسی در نتیجه مصرف کمپوست میزانCEC، ۲ میلی‌اکی‌والان بر صد گرم افزایش می‌یابد(سوفر و بیرد[۲۱]، ۱۹۷۸ ). اضافه کردن کمپوست باعث افزایش مقدار عناصر غذایی می‌شود و غلظت عناصر غذایی پر مصرف بطور معنی‌داری افزایش می‌یابد( باواکوا و ملانو[۲۲]، ۱۹۹۳). کمپوست از نظر عناصر غذایی ضروری کم مصرف مانند بر، آهن، روی و مس غنی است( اپستین و همکاران[۲۳]، ۱۹۹۲).
۲-۵-۳- تأثیر کمپوست بر خصوصیات بیولوژیکی خاک و محیط‌های کشت
اضافه کردن مواد آلی و کمپوست سبب افزایش جمعیت میکروبی و فعالیت آنزیمی می‌شود(لی و همکاران[۲۴]، ۲۰۰۴).
فعالیت موجودات زنده برای تأمین هوا، حرارت، آب و بالاخره رشد گیاه بسیار مهم است، در زمین‌هایی که کود کمپوست مصرف می‌شود حتی تا چندین سال بعد تعداد کرم‌های خاکی در مقایسه با زمین‌هایی که کود کمپوست مصرف نشده، زیادتر است(اشراقی، ۱۳۵۵ و پیوست والفتی، ۱۳۸۷).
هوموس حاصل از کمپوست در بقا و تداوم حیات میکروارگانیسم‌ها نقش مؤثری دارد. میکروارگانیسم‌ها اکثراً جذب کلوئیدهای رسی و به خصوص هوموس می‌شوند، این حالت که در نتیجه یک نوع کشش الکترواستاتیکی بوجود می‌آید سبب حفظ باکتری‌ها شده و از انتقال آنها بوسیله آب جلوگیری می‌کند(صالح راستین، ۱۳۷۵).
۲-۵-۴- تأثیر کمپوست بر شوری بستر کشت
نمک بیش از اندازه( با هدایت الکتریکی بالاتر ازmS/cm2) در مخلوط‌های گیاهان و یا آب آبیاری، می‌تواند رشد گیاه را کاهش دهد و باعث سوختگی برگ شود و یا حتی گیاه را از بین ببرد. شوری کمتر از mS/cm2 مشکلی در رشد و نمو ایجاد نمی‌کند. شوری بالاتر ازmS/cm 4 بصورت مشابهی اکثر گیاهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد و در شوری بالاتر از mS/cm8 فقط گیاهان متحمل به شوری می‌توانند رشد نمایند(پاداشت دهکایی، ۱۳۷۷).
پاداشت(۱۳۷۷) در بررسی کمپوست ضایعات چای و آزولابه عنوان بستر کشت گیاه جعفری پاکوتاه Tageta patula “Golden Boy” به این نتیجه رسید که میزان شوری در کمپوست‌های چای و آزولا بالاتر از استاندارد(Ec<2/2dS/m)) است و جهت استفاده از این کمپوست‌ها باید با موادی مثل پرلیت مخلوط گردد و به عنوان بستر کشت گیاهان زینتی استفاده شود.
جاینر(۱۹۸۱) دامنه شوری در بسترهای کشت گیاهان برگ زینتی را بین ۶۳/۰ تا ۵۶/۱ میلی‌موس بر سانتیمتر تعیین نمود.
۲-۶- مراحل تشکیل کمپوست
فرآیند تشکیل کمپوست دارای سه مرحله هست که عبارتند از:
در مرحله اول قندها و مواد آسان تجزیه شونده، تجزیه می‌شوند. این مرحله ۲۴ تا ۴۸ ساعت به طول می‌انجامد.
مرحله دوم شامل تجزیه سلولز و موادی است که کمتر قابل تجزیه هستند. این مرحله ممکن است چندین ماه به طول انجامد.
مرحله سوم، رسیدگی نهایی کمپوست است . در این مرحله تجزیه کاهش یافته و مواد هومیکی به مقدار زیاد تجمع می‌یابند(پاداشت، ۱۳۷۷) .
۲-۷- فرآیند کمپوست شدن
به طور کلی فرآیند کمپوست شدن شامل چهار مرحله است که در زیر به صورت خلاصه بیان می‌گردد:
۲-۷-۱- فاز مزوفیلیک(۴۰- ۲۵ درجه‌ی سانتیگراد)
در این فاز(فاز شروع نیز نامیده می‌شود) ترکیباتی مانند قند و پروتئین‌ها که به آسانی تجزیه می‌شوند و غنی از انرژی هستند توسط قارچ و اکتینوباکترها و باکتری‌ها که به تجزیه کننده‌های اولیه معروفند تجزیه می‌گردند. مشروط بر این که چنانچه تأثیرات مکانیکی(مانند چرخاندن) کم باشند، کرم‌ها، هزارپاها و جانوران ریز که نقش سازمان دهنده دارند در آن افزایش می‌یابند. بسته به روش کمپوست کردن همکاری این جانداران می‌تواند متفاوت باشد و در موارد خاصی تولید ورمی‌کمپوست قابل ملاحظه‌ای می‌کنند. بخوبی ثابت شده که تعداد اورگانیسم‌های مزوفیلیک در مواد اولیه از نظر اندازه سه برابر بیشتر از تعداد اورگانیسم‌های ترموفیلیک است اما فعالیت تجزیه کنند‌های اولیه بالا رفتن دما را القا می‌کند(شکل ۲-۱).
۲-۷-۲- فاز ترموفیلیک(۶۵- ۳۵ درجه‌ی سانتیگراد)
اورگانیسم‌هایی که با دماهای بالا وفق پیدا نمودند به خاطر گزینه‌ی رقابتی بودن این فرآیندها و به طور تدریجی و در پایان تقریباً به طور کامل با جانداران مزوفیلیک جایگزین می‌گردند. اورگانیسم‌های مزوفیلیک در حال رشد بعد از مدتی می‌میرند و در نهایت توسط اورگانیسم‌های ترموفیلیک همراه با زباله‌ها و آسان تجزیه شونده‌ها تجزیه می‌گردند. تجزیه به سرعت افزایش می‌یابد و تا زمانی که دما به ۶۲ درجه سانتیگراد برسد تسریع می‌شود. حداکثر رشد قارچ‌های ترموفیلیک در دماهای بین ۳۵ تا ۵۵ درجه سانتیگراد است در حالی که دماهای بالاتر از رشد قارچ‌ها ممانعت می‌کند. اکتینوباکترها و باکتری‌های گرمادوست و مقاوم به گرما به خاطرفعالیت شان در دماهای بالا شناخته شده‌اند. علیرغم تخریب اکثر میکرواورگانیسم‌ها در دمای بالاتر از ۶۵ درجه سانتیگراد، دما بالاتر رفته و ممکن است از ۸۰ درجه‌ی سانتیگراد نیز تجاوز کند. احتمالاً بالا رفتن دما می‌تواند به دلیل فعالیت میکروبی نبوده بلکه تا اندازه‌ای ناشی از واکنش‌های حرارت‌زای غیر زنده که حاصل آنزیم‌های مقاوم به دما که از اکتینوباکتر‌ها باقی مانده باشد. دامنه‌ی دماهایی ارگانیسم‌های سایکروتولرنت، مزوفیلیک و ترموفیلیک و میزان تولید نسل‌شان در شکل ۲-۱ نشان داده شده است.
شکل۲- ۱- دامنه‌ی دمایی ارگانیسم‌های سایکروتولرنت، مزوفیلیک و ترموفیلیک و میزان تولید نسل آنها
دماهای یکسان در همه‌ی قسمت های توده‌ی کمپوست وجود نخواهد داشت. بنابراین توجه به این نکته ضروری است که از طریق چرخاندن منظم هر قسمت از مواد کمپوست شونده بیرونی به قسمت‌های مرکزی و گرم‌تر منتقل گردد. از نقطه نظر میکروبیولوژیکی، چهار ناحیه‌ی اصلی در توده‌ی کمپوست قابل شناسایی است(در شکل ۲-۲ نشان داده شده است). ناحیه‌ی بیرونی‌تر[۲۵] سردتر است و به اندازه‌ی کافی به آن اکسیژن می‌رسد. ناحیه‌ی داخلی[۲۶] به مقدار کمی اکسیژن به آن می‌رسد و ناحیه‌ی پایین‌تر[۲۷] گرم می‌باشد و اکسیژن به خوبی به آن می‌رسد در حالی که ناحیه‌ی بالاتر[۲۸] گرمتر بوده و اکسیژن متوسطی به آن خواهد رسید.
شکل ۲-۲- مقطع عرضی از توده‌ی کمپوست( ناحیه‌‌های اصلی و مسیر انتقال گرما نشان داده شده است)
فاز ترموفیلیک از لحاظ بهداشتی بسیار مهم است. در این فاز پاتوژنهای انسانی و گیاهی از بین می‌روند و بذر علف‌های هرز و لارو حشرات نابود می‌شوند. این مرحله فقط به خاطر دوره‌ی دمایی فاز مزوفیلیک نیست بلکه همچنین ناشی از تولید آنتی‌بیوتیک‌های خاص توسط اکتینوباکتر‌ها که جمعیت غالب در این فاز می‌باشد صورت می‌گیرد. مزیت دماهای بالای ۷۰ درجه‌ی سانتیگراد این است که اکثر مزوفیل‌ها در این دماها از بین می‌روند و بنابراین بازیافت بعد از پیک دمایی به تأخیر می‌افتد(شکل ۲-۳).
۲-۷-۳- خنک سازی(فاز دوم مزوفیلیک)
وقتی فعالیت اورگانیسم‌های ترموفیلیک به خاطر تخلیه‌ی مواد کمپوستی متوقف گردید دما شروع به کاهش می‌نماید. اورگانیسم‌های مزوفیلیک در مواد کمپوستی مجدداً شروع به تشکیل شدن می‌کنند. این میکرو اورگانیسم‌ها از اسپور‌هایی که زنده مانده‌اند یا از طریق میکروبهای حفاظت شده و یا از طریق تلقیح خارجی منشأ می‌گیرند ظاهر می‌شوند. در حالی که اورگانیسم‌های فاز شروع کننده که در آنها توانایی تجزیه‌ی قند و الیگوساکارید‌ها و پروتئین‌ها غالب هستند، در فاز مزوفیلیک دوم تعداد اورگانیسم‌هایی که قابلیت تجزیه‌ی نشاسته و سلولز را دارند افزایش قابل ملاحظه‌ای می‌یابند. در میان آنها قارچها و باکتری‌ها یافت می‌گردد(شکل ۲-۳).
۲-۷-۴- فاز بلوغ
در طول فاز بلوغ کمیت مواد کاهش می‌یابد و در چندین مرحله‌ی پی در پی ترکیب اجتماعات میکروبی کاملاً تغییر می‌کند. طی این دوره میزان قارچ‌ها معمولاً افزایش یافته در حالی که تعداد باکتری‌ها کاهش می‌یابند. ترکیباتی که بیشتر از این قابل تجزیه نیستند مانند کمپلکس‌های هوموس- لیگنین، تشکیل می‌گردند و بر دیگر مواد غالب می‌شوند(شکل ۲-۳)(دایز و همکاران[۲۹]، ۲۰۰۷).
شکل ۲-۳- تنوع دمایی در طول کمپوست شدن وفاز‌های فعالیت میکروبی(۱- مزوفیلیک ۲- ترموفیلیک ۳- خنک سازی ۴- بلوغ)
۲-۸- عوامل مؤثر بر کمپوست سازی
برای دستیابی به یک کمپوست خوب فاکتور هایی همچون دما، رطوبت، هوادهی، . تخلخل، ناحیه سطحی اندازه ذرات، pH و نسبتC/N تأثیر گذار هستند.
۲-۸-۱- نسبت کربن به نیتروژن
نسبت مناسب C/N برای شروع فرآیند تولید کمپوست معمولاً ۲۵:۱ الی ۵۰:۱ گزارش شده است(رودریگز و همکاران[۳۰]، ۱۹۹۴). نسبت C/N بیشتر از۵۰:۱ فرآیند را کند می‌کند و در صورتی‌که نسبت C/N مواد بستری کمتر از ۲۵:۱ باشد، مقدار زیادی به صورت آمونیاک هدر می‌رود. به خصوص اگر دمای مواد بستری زیاد باشد و از سیستم هوادهی تحت فشار استفاده شود(زوکونی و برتولدی، ۱۹۸۷).
کمپوست نهایی معمولاً نسبت C/N بین ۱۵:۱ الی ۳۰:۱ دارد(آلکساندر، ۱۹۷۷ ). جدول ۲-۱ نسبت کربن به نیتروژن برای مواد معمول در توده‌های کمپوست کشاورزی را نشان می‌دهد(رودریگز و همکاران، ۱۹۹۴).

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