نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1
گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران
2
گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان. ایران
3
گروه خاکشناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اصفهان(خوراسگان)، اصفهان، ایران
4
، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران.
10.48308/envs.2024.1402
چکیده
سابقه و هدف: یکی از چالش‌های زیست‌محیطی در کشاورزی پایدار، نحوه‌ی مدیریت بقایای گیاهی است. گیاهان دارویی از گروه‌های آروماتیک و با ارزش اقتصادی بالا هستندکه قسمت کوچکی از آن‌ها قابل استفاده بوده و بخش عظیمی از زیست‌توده در مزرعه سوزانده می‌شود. بقایای پسته پوست‌گیری شده نیز هرچند منابع غنی از عناصر غذایی است اما دور ریخته می‌شود. فناوری ورمی‌کمپوست روشی ارزان برای تبدیل ضایعات کشاورزی به محصولی سازگار با محیط زیست است. مطالعه حاضر به بررسی قابلیت بازیافت مواد مغذی برخی پسماندهای گیاهی به یک کود آلی مناسب مانند ورمی‌کمپوست می‌پردازد.
مواد و روش ها: برای تولید ورمی‌کمپوست، مواد اولیه گیاهی از ضایعات گیاهان بابونه، روناس، سنبل الطیب و پسته تهیه شد. این مطالعه به وسیله‌ی طرح کاملا تصادفی با 5 تیمار و سه تکرار اجرا شد. بسترهای هر تیمار با 80 درصد حجمی بقایای گیاهی به اضافه‌ی 15 درصد حجمی کود گاوی و 5 درصد حجمی کرم خاکی ((Esenia fetida تهیه شد. بسترها در مکانی سایه‌پوش نگهداری و هر چند روز یکبار بررسی شدند تا میزان رطوبت 70 درصد، pH در محدوده‌ی 2/7- 8/6 و دما بین 18 تا 25 درجه سانتی‌گراد حفظ شود. شاخص برداشت ورمی‌کمپوست نسبت C/N بود که بین 20 تا 30 در نظر گرفته شد. پس از 120-30 روز نمونه‌ها برداشت شدند. تفاوت معنی‌داری داده‌ها در سه تکرار با آزمون دانکن در سطح 5 درصد تعیین شد، سپس برای مقایسه میانگین خصوصیات شیمیایی در بستر اولیه قبل از فرآیند ورمی کمپوست با محصولات نهایی از آزمون t زوجی استفاده شد.
نتایج و بحث: نتایج نشان داد که کمترین و بیشترین مدت زمان فرآیند انجام ورمی‌کمپوست در شیرین‌بیان و بابونه بود که به ترتیب 30 و 120 روز ثبت شد. نرخ رشد کرم‌های خاکی در بسترهای مختلف بین 02/9-46/1 متغیر بود. تجزیه خصوصیات شیمیایی تیمارها افزایش قابل توجهی را در نیتروژن کل بین 07/22-66/11 گرم بر کیلوگرم در ورمی‌کمپوست نشان داد. نتایج مقایسه میانگین ماده‌ی اولیه و ورمی‌کمپوست، اختلاف معنی‌داری در میزان فسفر کل برای همه‌ی تیمارها به‌دست آورد. مقدار پتاسیم کل بعد از تولید ورمی‌کمپوست افزایش یافت و از 34/36-01/14 گرم بر کیلوگرم متغییر بود. همچنین نسبت C/N نیز از 55/46-76/37 در مواد اولیه به 62/21-40/18 در ورمی‌کمپوست‌ها کاهش یافت و همه‌ی تیمارها به شاخص برداشت رسیدند. ترشح مخاط، هورمون‌های محرک رشد، مواد حاوی نیتروژن و آنزیم‌های ترشح شده توسط کرم‌های خاکی بر بهبود سطح نیتروژن بسترها اثرگذار بود. وجود آنزیم فسفاتاز در فرآیند هضم کرم خاکی، باعث تبدیل فسفر نامحلول به فرم محلول شد. همچنین وجود میکرو فلور غنی در دستگاه گوارش کرم خاکی نیز باعث افزایش سطح پتاسیم در ورمی‌کمپوست شد. علاوه بر این با تخریب زیست توده‌ی بقایای گیاهی در طول ورمی‌کمپوست‌سازی، رشد و تولید مثل کرم خاکی افزایش و نسبت C/N کاهش یافت که این تغییرات با توجه به کاربرد ضایعات مختلف نیز سبب تولید توده‌هایی با کیفیت‌های مختلف شد.
نتیجه‌گیری: با توجه نتایج این مطالعه، نیتروژن و پتاسیم کل در ورمی‌کمپوست سنبلالطیب به ترتیب 61/11 و 53/24 گرم بر کیلوگرم نسبت به بستر اولیه افزایش یافت که این نتایج بهتر از سایر تیمارها بود. همچنین بیشترین تغییرات فسفر قبل و بعد از تولید ورمی‌کمپوست در تیمار روناس 80/8 گرم بر کیلوگرم گزارش شد. تبدیل ضایعات گیاهان دارویی و بازیافت مواد مغذی به یک کود زیستی امکان پذیر است. کیفیت متفاوت در تولید ورمی‌کمپوست می‌تواند به دلیل بافت سخت سلولزی، ترکیبات فنلی بالا در ضایعات گیاهان دارویی و سرعت رشد کرم خاکی نتیجه‌گیری شود. پژوهش حاضر ورمی‌کمپوست برخی زیست توده‌های پسماند گیاهی را به عنوان یک منبع جدید کودی بدون آلودگی زیست‌محیطی معرفی می‌کند.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Comparison of vermicomposts properties produced from several types of wastes biomass
نویسندگان [English]
-
Maedeh Bohlouli
1
-
Hossein Ali Asadi-Gharneh
2
-
Elham Chavoshi
3
-
Nafiseh Zamindar
4
1
Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Isfahan (Khorasgan) Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
2
Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture. Isfahan (Khorasgan) Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran.
3
Department of Soil Science, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Isfahan (Khorasgan) Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran.
4
Department of Food Science and Technology, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Isfahan (Khorasgan) Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran.nce and Technology, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Isfahan (Khorasgan) Branch,
چکیده [English]
Introduction: One of the environmental challenges of sustainable in agriculture is plant residues management. Medicinal plants are from aromatic groups with high economic value. The usable part of this plants is often a short tissue and these huge biomass is burned in field. Dehulling pistachio as waste parts is rich source of nutrients but these are thrown away. Vermicompost technology is a cheap method to transform agricultural waste to an environment- friendly product. The present study examines some waste plant nutrients recyclability into a suitable organic fertilizer such as vermicompost
Materials and Methods: Raw materials were prepared from chamomile, licorice, madder, valerian and pistachio, to produce vermicompost. Substrates have arranged at 15 boxes with 80% V of plant residue plus 15% V cow dung plus 5% Eisenia fetida. The substrates were monitored every few days to maintain humidity at 70% and pH ranged in 6.8-7.2, the temperature was between 18-25˚C and they stored in a shaded place. Vermicompost harvesting index was C/N ratio range from 20 to 30. Also substrate color change to dark brown and 50% volume decrease of vermicompost displayed vermicompost mature quality. After 30-120 days samples were harvested. A significant difference of data with three replicates was determined by Duncan's multiple range test at the 5% level. To compare the mean value of chemical properties in initial substrate before the vermicomposting with final products was used paired t-test statistical analysis.
Results and discussion: The minimum and maximum duration of vermicomposting was shown in licorice and chamomile, as recorded 30 and 120 days, respectively. The growth rate of earthworms range was between 1.46-9.02 in different substrates. Chemical properties analysis of treatments was showed a significant increase in total nitrogen between 11.66-22.07 g/kg in vermicompost. Significantly different mean results revealed in the amount of total phosphorus for all treatments between raw materials and vermicompost. The amount of total potassium increased after vermicomposting and the range was from 14.01 to 36.34 g/kg. Also, the C/N ratio decreased from 37.46-76.55 in raw materials to 18.21-40.62 in vermicomposts and all treatments reached the harvest index. Nitrogen increase in final substrate is under effect of the mucus secretion, growth-stimulating hormones, nitrogen-containing substances, and enzymes secreted, by earthworms. Earthworm phosphatase enzyme in the digestion process converts insoluble phosphorus into a soluble form. Also, rich micro-flora in the earthworm's digestive system increases the level of potassium in the mature vermicompost. In addition, destruction biomass of plant residues, increased the growth and reproduction of earthworms and decreased the C/N ratio, by vermicomposting either.
Conclusion: According to the results of this study, total nitrogen and potassium in vermicompost of valerian increased by 11.61 and 24.53 g/kg, respectively, that they were better results compare to other treatments. Also, the highest phosphorus changes in raw material and vermicompost were reported 80.8 g/kg in madder treatment. Biotransformation of the medicinal plant waste and nutrient recycling to a fertilizer is possible. The existence of hard cellulose tissue and high phenolic compounds in the waste of medicinal plants has affected on the growth rate of the earthworm and the vermicomposts quality. The present research introduce the unutilized of biomass of some plant residues as a new source of fertilizer without environmental pollution.
کلیدواژه‌ها [English]
-
Bio-degradable
-
C to N ratio
-
Eisenia fetida
-
Macro-nutrients
-
Plant residue
)