واحد رشت
دانشکده کشاورزي- گروه باغباني
پايان‌نامه جهت اخذ مدرک کارشناسي ارشد (M.Sc.)
با عنوان:
بررسي تأثير کمپوست فضولات کرم ابريشم بر شاخص‌هاي رشد گياه گلداني سينگونيوم پودوفيلوم Syngonium podophyllum
استاد راهنما:
دکتر محمد نقي پاداشت دهکايي
استاد مشاور:
دکتر محمد علي ترکاشوند
نگارش:
سميه کاظمي
زمستان 1391
سپاسگزاري
پدر و مادر عزيزتر از جانم هر آنچه که دارم از شماست. از شما به پاس يك عمر فداكاري صميمانه سپاسگزارم.
از استاد راهنماي عزيزم دكتر محمد نقي پاداشت دهكايي به علت راهنمائي‌هاي بيدريغ و دلسوزانه كه با سعه صدر و بزرگواري پاسخگوي پرسشهايم بودند و با مهيا نمودن امكانات تحقيقاتي و منابع مورد نياز در ايستگاه گل و گياهان زينتي لاهيجان، پشتيباني دلگرم كننده‌اي از من نمودند خاضعانه سپاسگزارم. همچنين از استاد مشاور فرهيخته، جناب دكتر محمد علي ترکاشوند تشكر و قدرداني مي‌نمايم.
از دوست بسيار عزيزم سرکار خانم مهندس متين تابانشمال که که يار و همراه من در اين پژوهش بودند تشکر و قدرداني مي‌نمايم.
از جناب آقاي مهندس محمد سعادتيان که در تجزيه و تحليل آماري داده‌ها مرا صميمانه ياري نمودند، تشکر و قدرداني مي‌نمايم.
از مهندسين و تكنسينهاي ايستگاه تحقيقات گل و گياهان زينتي لاهيجان خالصانه سپاسگزارم.
از مديريت محترم شرکت ابريشم جناب آقاي مهندس پوررمضان و مهندس هادي درو مدير محترم مزرعه پرنيان به سبب همکاري بي‌شائبه‍‌اشان در تهية ضايعات کرم ابريشم همچنين از مسولان و مديران اداره توليد تخم نوغان رشت جناب آقاي مهندس علي طرفه و مهندس حجت اکبرزاده و از همکاران اين واحد بويژه جناب آقاي مرتضي پورعبداله خالصانه سپاسگزارم.
از جناب آقاي مهندس نقي حقيقت رئيس اداره آزمايشگاه، دانشگاه آزاد رشت كه در راه انجام آزمايشات از راهنمايي‌هايشان استفاده نمودم سپاسگزارم.
تقديم به:
پدر و مادر عزيزم
فهرست مطالب صفحه
چکيده………………………………………………………………………………………………………………………………………….1فصل اول: مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………2
فصل دودم:بررسي و مرور منابع……………………………………………………………………………………………………….6
2-1-تاريخچه استفاده از کمپوست…………………………………………………………………………………………………..7
2-2-تعريف کمپوست…………………………………………………………………………………………………………………..8
2-3-ميکروبها و جانوران مؤثر در فرآيند کمپوست کردن……………………………………………………………………9
2-4-روشهاي تهيه کمپوست………………………………………………………………………………………………………..10
2-4-1-کمپوست هوازي……………………………………………………………………………………………………………..10
2-4-2-کمپوست غير هوازي……………………………………………………………………………………………………….11
2-5-مزاياي کمپوست کردن…………………………………………………………………………………………………………11
2-5-1-تأثير کمپوست بر خصوصيات فيزيکي خاک و محيط‌هاي کشت……………………………………………12
2-5-2-تأثير کمپوست بر خصوصيات شيميايي خاک و محيط‌هاي کشت…………………………………………..12
2-5-3-تأثير کمپوست بر خصوصيات بيولوژيکي خاک و محيط‌هاي کشت………………………………………..13
2-5-4-تأثير کمپوست بر شوري بستر کشت………………………………………………………………………………….14
2-6-مراحل تشکيل کمپوست……………………………………………………………………………………………………….14
2-7-فرآيند کمپوست شدن…………………………………………………………………………………………………………..15
2-7-1-فاز مزوفيليک (40- 25 درجه‌ي سانتيگراد)…………………………………………………………………………15
2-7-2-فاز ترموفيليک (65- 35 درجه‌ي سانتيگراد)………………………………………………………………………..15
2-7-3-خنک سازي (فاز دوم مزوفيليک)………………………………………………………………………………………17
2-7-4-فاز بلوغ………………………………………………………………………………………………………………………….18
2-8-عوامل مؤثر بر کمپوست سازي……………………………………………………………………………………………..18
2-8-1-نسبت کربن به نيتروژن…………………………………………………………………………………………………….18
2-8-2-ناحيه سطحي و اندازه ذرات……………………………………………………………………………………………..20
2-8-3-هوادهي………………………………………………………………………………………………………………………….20
2-8-4-تخلخل…………………………………………………………………………………………………………………………..21
2-8-5-مقدار رطوبت………………………………………………………………………………………………………………….21
2-8-6-دما…………………………………………………………………………………………………………………………………22
2-9-عمل آمدن ،پايدار شدن و رسيدن کمپوست…………………………………………………………………………….22
2-10-موادي که در تهيه بستر و محيط‌هاي کشت کاربرد دارند…………………………………………………………24
2-10-1-ورمي‌کمپوست………………………………………………………………………………………………………………24
2-10-2-ضايعات چاي……………………………………………………………………………………………………………….24
2-10-3-پوست برنج………………………………………………………………………………………………………………….26
2-10-4-کمپوست ضايعات کرم ابريشم………………………………………………………………………………………..27
2-10-5-کوکوپيت……………………………………………………………………………………………………………………..29
2-10-6-پرليت…………………………………………………………………………………………………………………………..29
2-11-بعضي از اثرات محيط‌هاي کشت بر روي گياهان……………………………………………………………………30
2-12-گياه محک سينگونيوم…………………………………………………………………………………………………………32
2-12-1-گياهشناسي………………………………………………………………………………………………………………….32
2-12-2-شرايط آب و هوايي و رشد…………………………………………………………………………………………….33
2-13-اهميت گياهان زينتي………………………………………………………………………………………………………….34
فصل سوم:مواد و روشها……………………………………………………………………………………………………………….36
3-مواد و روشها………………………………………………………………………………………………………………. 37
3-1-تهيه گياه……………………………………………………………………………………………………………………………37
3-2-زمان اجراي طرح…………………………………………………………………………………………………………………38
3-3-تهيه و آماده سازي بسترهاي کشت………………………………………………………………………………………..38
3-3-1-کمپوست فضولات کرم ابريشم………………………………………………………………………………………….38
3-3-2-کمپوست ضايعات چاي……………………………………………………………………………………………………40
3-3-3-پوست برنج…………………………………………………………………………………………………………………….40
3-3-4-کوکوپيت………………………………………………………………………………………………………………………..40
3-3-5-پرليت…………………………………………………………………………………………………………………………….40
3-4-چگونگي مخلوط کردن مواد اوليه و کاشت گياهان…………………………………………………………………..40
3-5-کاشت گياهان، آبياري و مراقبت‌هاي گياهي…………………………………………………………………………….42
3-5-1-آبياري و کودهي……………………………………………………………………………………………………………..42
3-6-اندازه‌گيري خصوصيات بسترها‌ي کشت…………………………………………………………………………………43
3-6-1-اندازه‌گيري pHوEC ………………………………………………………………………………………………………43
3-6-1-1-اندازه گيري خصوصيات شيميايي بسترهاي کشت……………………………………………………………44
3-6-1-2-اندازه گيري کربن آلي………………………………………………………………………………………………….46
3-6-1-3-اندازه گيري نيتروژن کل……………………………………………………………………………………………….46
3-6-2-اندازه گيري خصوصيات فيزيکي کمپوست…………………………………………………………………………46
3-6-2-1-اندازه گيري وزن مخصوص ظاهري………………………………………………………………………………46
3-6-2-2-اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي ، درصد خاکستر و ماده‌آلي…………………………………………47
3-6-2-3-برآورد خلل و فرج کل…………………………………………………………………………………………………48
3-6-2-4-برآورد درصد حجم آب و حجم هوا و ميزان ذرات جامد…………………………………………………49
3-6-2-5-درصد وزني رطوبت يا ظرفيت نگهداري آب………………………………………………………………….49
3-7-اندازه گيري شاخص‌هاي رشد در گياه آپارتماني سينگونيوم………………………………………………………50
3-7-1-تعداد برگ………………………………………………………………………………………………………………………50
3-7-2-ارتفاع گياه………………………………………………………………………………………………………………………50
3-7-3-تعداد شاخه جانبي…………………………………………………………………………………………………………..50
3-7-4-طول و عرض برگ………………………………………………………………………………………………………….51
3-7-5-شاخص کلروفيل……………………………………………………………………………………………………………..51
3-7-6-اندازه‌گيري سطح برگ……………………………………………………………………………………………………..51
3-7-7-وزن تر و خشک اندام هوائي…………………………………………………………………………………………….52
3-8-محاسبات آماري………………………………………………………………………………………………………………….52
فصل چهارم: نتايج……………………………………………………………………………………………………………………….53
4-نتايج اندازه‌گيري خصوصيات فيزيکي…………………………………………………………………………………………54
4-1 مقايسه تيمارها (بسترهاي کشت) از نظر خصوصيات فيزيکي……………………………………………………..54
4-2-نتايج اندازه‌گيري خصوصيات شيميايي بسترهاي کشت…………………………………………………………….68
4-2-1-مقايسه تيمارها (بسترهاي کشت ) از نظرخصوصيات شيميايي……………………………………………..68
4-3-نتايج بررسي شاخص‌هاي رشد در گياه سينگونيوم پودوفيلوم…………………………………………………….81
4-3-1-مقايسه شاخص‌هاي رشد در گياه سينگونيوم دربسترهاي کشت مختلف………………………………….81
4-4-نتايج مربوط به ضرائب همبستگي بين صفات مورد بررسي……………………………………………………….94
فصل پنجم: بحث و نتيجه گيري……………………………………………………………………………………………………98
5-بحث……………………………………………………………………………………………………………………………………..99
5-1-بررسي خصوصيات فيزيكي بسترهاي كشت……………………………………………………………………………99
5-2-مقايسه شاخص‌هاي رشد گياه زينتي سينگونيوم در بسترهاي مختلف……………………………………….101
5-3-بررسي خصوصيات شيميائي بسترهاي كشت………………………………………………………………………. 102
5-4-نتيجه‌گيري کلي…………………………………………………………………………………………………………………104
5-6-پيشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………..105
منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………..106
فهرست جدولها صفحه
جدول2-1 نسبت C/N در برخي از مواد تشکيل دهنده بستر……………………………………………………………19
جدول3-1-تيمارهاي مورد استفاده در اين آزمايش………………………………………………………………………….41
جدول4-1-تجزيه واريانس خصوصيات فيزيکي بسترهاي کشت……………………………………………………….57
جدول4-2-نتايج مقايسه ميانگين خصوصيات فيزيكي بسترهاي كشت……………………………………………….58
ادامه جدول4-2-نتايج مقايسه ميانگين خصوصيات فيزيكي بسترهاي كشت………………………………………..59
ادامه جدول4-2-نتايج مقايسه ميانگين خصوصيات فيزيكي بسترهاي كشت………………………………………..60
ادامه جدول4-2-نتايج مقايسه ميانگين خصوصيات فيزيكي بسترهاي كشت………………………………………..61
جدول4-3-نتايج خصوصيات فيزيکي کمپوست و مواد به‌ کار برده شده در بستر…………………………………62
جدول4-4- تجزيه واريانس خصوصيات شيميايي بسترهاي کشت…………………………………………………….72
جدول4-5-مقايسه ميانگين خصوصيات شيميايي بسترهاي کشت…………………………………………………….73
ادامه جدول4-5-مقايسه ميانگين خصوصيات شيميايي بسترهاي کشت………………………………………………74
جدول4-7-تجزيه واريانس شاخص‌هاي رشد گياه سينگونيوم پودوفيلوم…………………………………………….84
جدول4-8-مقايسه ميانگين شاخص‌هاي رشد گياه سينگونيوم پودوفيلوم…………………………………………….85
ادامه جدول4-8-مقايسه ميانگين شاخص‌هاي رشد گياه سينگونيوم پودوفيلوم…………………………………….86
ادامه جدول4-8-مقايسه ميانگين شاخص‌هاي رشد گياه سينگونيوم پودوفيلوم…………………………………….87
ادامه جدول4-8-مقايسه ميانگين شاخص‌هاي رشد گياه سينگونيوم پودوفيلوم…………………………………….88
جدول4-9-همبستگي بين صفات رشدي گياه و خصوصيات فيزيکي…………………………………………………96
جدول4-10-همبستگي بين صفات رشدي گياه و خصوصيات شيميايي……………………………………………..97
فهرست شکلها صفحه
شکل2-1-دامنه‌ي دمايي ارگانيسم‌هاي کمپوست……………………………………………………………………………..16
شکل2-2-مقطع عرضي از توده‌ي کمپوست……………………………………………………………………………………17
شکل2-3-تنوع دمايي در طول کمپوست شدن ……………………………………………………………………………….18
شکل4-1-مقايسه بسترهاي مختلف کشت از نظر درصد خاکستر………………………………………………………63
شکل4-2-مقايسه بسترهاي مختلف کشت از نظر درصد مواد آلي……………………………………………………..63
شکل4-3-مقايسه بسترهاي مختلف کشت از نظر جرم مخصوص ظاهر……………………………………………..64
شکل4-4-مقايسه بسترهاي مختلف کشت از نظر جرم مخصوص حقيقي…………………………………………..64
شکل4-5-مقايسه بسترهاي مختلف کشت از نظر ميزان تخلخل کل…………………………………………………..65
شکل4-6-مقايسه بسترهاي مختلف کشت از نظر ظرفيت نگهداري آب……………………………………………..65
شکل4-7-مقايسه بسترهاي مختلف کشت از نظر درصد حجمي آب…………………………………………………66
شکل4-8-مقايسه بسترهاي مختلف کشت از نظر درصد حجمي هوا………………………………………………….66
شکل4-9-مقايسه بسترهاي مختلف کشت از نظر درصد ذرات جامد…………………………………………………67
شکل4-10-مقايسه محيط کشت (تيمارها) از نظر درصد نيتروژن کل…………………………………………………75
شکل4-11-مقايسه محيط کشت (تيمارها) از نظر درصد کربن آلي…………………………………………………….75
شکل4-12-مقايسه محيط کشت (تيمارها) از نظر درصد C/N…………………………………………………………..76
شکل4-13-مقايسه محيط کشت (تيمارها) از نظر مقدار فسفر…………………………………………………………..76
شکل4-14-مقايسه محيط کشت (تيمارها) از نظر مقدار پتاسيم…………………………………………………………77
شکل4-15-مقايسه محيط کشت (تيمارها) از نظر مقدار سديم………………………………………………………….77
شکل4-16-مقايسه محيط کشت (تيمارها) از نظر مقدار کلسيم………………………………………………………….78
شکل4-17-مقايسه محيط کشت (تيمارها) از نظر مقدار منيزيم………………………………………………………….78
شکل4-18-مقايسه محيط کشت (تيمارها) از نظر مقدارمنگنز……………………………………………………………79
شکل4-19-مقايسه محيط کشت (تيمارها) از نظر مقدار روي……………………………………………………………79
شکل4-20- مقايسه محيط کشت(تيمارها) از نظر مقدار EC……………………………………………………………..80
شکل4-21- مقايسه محيط کشت(تيمارها) از نظر مقدارPH………………………………………………………………80
شکل4-22-مقايسه تعداد برگ در بسترهاي کشت…………………………………………………………………………..89
شکل4-23-مقايسه تعداد شاخه جانبي در بسترهاي کشت………………………………………………………………..89
شکل4-24-مقايسه ارتفاع گياه در بسترهاي کشت…………………………………………………………………………..90
شکل4-25-مقايسه شاخص سطح برگ در بسترهاي کشت……………………………………………………………….90
شکل4-26-مقايسه شاخص کلروفيل در بسترهاي کشت………………………………………………………………….91
شکل4-27-مقايسه پهناي برگ در بسترهاي کشت…………………………………………………………………………..91
شکل4-28-مقايسه اندازه طول برگ در بسترهاي کشت…………………………………………………………………..92
شکل4-29-مقايسه وزن تر اندام هوايي در بسترهاي کشت……………………………………………………………….92
شکل4-30-مقايسه وزن خشک اندام هوايي در بسترهاي کشت………………………………………………………..93
چکيده
اين آزمايش جهت بررسي توان کاربرد کمپوست فضولات کرم ابريشم به عنوان کود آلي به منظور کاهش يا حداقل تعديل در ميزان مصرف کودهاي شيميايي و همچنين مشخص کردن بهترين مخلوط کمپوست براي گياه زينتي سينگونيوم پودوفيلوم اجرا شد. تيمارها عبارت بودند از: کمپوست فضولات کرم ابريشم، ضايعات چاي، کوکوپيت، پوست برنج و پرليت که به نسبت‌هاي حجمي مختلف باهم مخلوط شدند. قلمه‌هاي ريشه‌دار شده سينگونيوم در قالب طرح بلوكهاي كامل تصادفي در 24 تيمار و 3 تكرار در گلخانه‌هاي ايستگاه تحقيقات گل و گياهان زينتي لاهيجان كشت گرديد. ويژگي‌هاي فيزيكي بسترها از قبيل جرم مخصوص ظاهري، جرم مخصوص حقيقي، درصد تخلخل، درصد حجمي آب، درصد حجمي هوا، ظرفيت نگهداري آب، درصد ذرات جامد و درصد خاكستر و همچنين خصوصيات شيميايي از قبيل EC، pH، درصد ازت كل، درصد كربن آلي، نسبت C/N و ميزان عناصر فسفر، پتاسيم، كلسيم، منيزيم، سديم، منگنز و روي، در عصاره آب گرفته شده از بستر اندازه گيري شد. شاخص‌هاي رشد از قبيل تعداد برگ، طول و عرض برگ، شاخص كلروفيل، سطح برگ، وزن تر و خشك اندام هوايي، تعداد شاخه‌هاي جانبي و ارتفاع گياه مورد اندازه‌گيري قرار گرفت. بيشترين رشد در بستر ضايعات چاي 50% + پرليت 50% + کود کامل، ضايعات چاي50 % + پوست برنج 50% + کود کامل و ضايعات چاي 45% + پرليت 45% + کمپوست فضولات کرم ابريشم 10% مشاهده شد. صرفنظر از تيمارهاي کود کامل بسترهايي که مواد خام آنها از ضايعات چاي و کمپوست فضولات کرم ابريشم بود ميزان رشد بهتري نسبت به ساير بسترهاي کشت نشان دادند. همچنين درصد نيتروژن کل، نسبت C/N و وزن مخصوص ظاهري تأثير مثبتي روي رشد گياه داشتند. استفاده از کمپوست فضولات کرم ابريشم باعث افزايش ميزان pH بسترهاي کشت شد که استفاده از ضايعات چاي درمخلوط بستر کشت باعث کاهش ميزان pH بسترهاي کشت شده است.
کليد واژه ها: گياه آپارتماني، بستر کشت، کمپوست فضولات کرم ابريشم، ضايعات چاي، پوست برنج، سينگونيوم پودوفيلوم
فصل اول:
مقدمه
پيش‌بيني‌ها حاكي از آن است كه به زودي جمعيت كره زمين به حدود 9 ميليارد نفر خواهد رسيد(كوچكي و همكاران، 1376). تحقق اين امر بدين معني است كه يك ميليارد هكتار ديگر از زيستگاههاي طبيعي، عمدتاً در كشورهاي در حال توسعه، به زمين‌‌هاي كشاورزي تبديل شود، مصرف كودهاي شيميايي بويژه نيتروژن به دو يا سه برابر سطح فعلي افزايش يابد، تقاضا براي آب شدت گيرد و كاربرد آفت‌كش‌هاي شيميايي سه برابر شود(هول و همكاران، 2005). استفاده از مواد شيميايي در كشاورزي از زمان انقلاب سبز دردهه 1960 با توليد غذاي بيشتر شدت يافت. مواد شيميايي موجودات زنده مفيد خاك را از بين مي‌برد و حاصلخيزي طبيعي خاك را تخريب مي‌كند همچنين توان مقاومت بيولوژيكي را در محصولات از بين مي‌برد در نتيجه آن‌ها را در مقابل حمله آفات و امراض مستعد مي‌كند. محصولات رشد يافته با مواد شيميايي براي سلامتي بشر مضر است(سينها و همكاران1، 2001). از اوايل قرن بيستم با شكل‌گيري سامانه‌ي از كشاورزي كه امروزه، كشاورزي رايج2 خوانده مي‌شود، نگراني‌هاي گوناگوني نسبت به پيامدهاي اين روش ابراز شد. اين دغدغه در ميانه‌هاي سده گذشته و با كاربرد بيش از حد نهاده‌هاي برون مزرعه‌اي، به ويژه كودها و آفت‌كش‌هاي شيميايي مصنوعي افزايش يافت و تلاش‌ها براي يافتن روش‌هاي جايگزين شدت گرفت كه در نهايت به پيدايش مفهوم كشاورزي پايدار منجر شد.
کشاورزي پايدار بر پايه مصرف کودهاي زيستي با هدف کاهش در مصرف کودهاي شيميايي، يک راه حل مطلوب جهت غلبه بر اين مشکلات مي‌باشد. اين کودهاي زيستي با افزايش ماده آلي خاک، باعث بهبود خصوصيات فيزيكي، شيميايي وبيولوژيكي خاك شده، همچنين عناصر غذايي مورد نياز گياهان و ميكروارگانيسم ها را تأمين مي‌نمايند. شناسايي راهكارهاي مؤثر در كاهش مصرف كودهاي شيميايي به منظور كنترل آلودگي‌هاي زيست محيطي بهره‌گيري بيشتر از كودهاي زيستي و كاربرد بقاياي گياهي و حيواني به منظور تأمين بخشي از نيازهاي تغذيه گياهي و بهبود خصوصيات فيزيكي، شيميايي و زيستي خاك‌هاي زير كشت و سيستم‌هاي مناسب كاشت و داشت در راستاي توليدات كشاورزي اقداماتي مهم و مؤثر است(ملكوتي، 1379).
در نقاط مختلف جهان استفاده از روش كشاورزي ارگانيك نسبت به ديگر روش‌ها، كمترين آسيب و خسارت را به محيط وارد مي‌كند و سبب افزايش پايداري سيستم‌هاي كشاورزي مي‌شود. كشاورزي ارگانيك بدين معني است كه در طول فرآيند توليد از نهاده‌هاي شيميايي در توليد محصولات كشاورزي استفاده نگردد. در اين روش از كودهاي آلي و دامي در جهت حاصلخيزي خاك و براي كنترل آفات و بيماري‌ها از روش‌هاي بيولوژيك استفاده مي‌شود(پيوست و همكاران، 1387؛ كوچكي و همكاران، 1376).
مشكل دفع ضايعات آلي كشاورزي، چه به صورت بقاياي گياهي و يا ضايعات ناشي از فرآوري محصولات كشاورزي يكي از مشكلاتي است كه فعالان در اين بخش باآن مواجهند. از طرفي دفع اين ضايعات بار اقتصادي بر دوش توليد كنندگان بوده و از طرف ديگر، در صورتيكه اين ضايعات به درستي دفع نشوند مي‌توانند خطرات زيست محيطي جدي را به دنبال داشته باشند. چرا كه محل دفع اين ضايعات مي‌تواند به محل تجمع حشرات موذي و پاتوژنها تبديل شده و سلامت محيط زيست و جوامع انساني را با خطر مواجه كند وضمناً آلودگي منابع آب و خاك را هم به دنبال داشته باشد(اورستارازو و همکاران، ????). کمپوست سازي راه حلي پايدار براي برخورد با اين ضايعات است، چرا كه از طرفي مشكل دفع ضايعات را منتفي مي‌كند و از طرف ديگر به توليد فرآورده هاي ارزشمند براي استفاده در كشاورزي منجر مي‌شود. سالانه هزاران تن ضايعات پوست درخت در کارخانه چوب و کاغذ ايران(چوکا) و ضايعات چاي در کارخانه‌هاي فرآوري چاي، و همچنين ضايعات حاصل، از پرورش کرم ابريشم و ضايعات برنج در منطقه شمال کشورتوليد مي‌شود كه به عنوا ن ضايعات آلي توانايي استفاده به عنوان مواد اوليه كمپوست‌ سازي را دارند. پاداشت دهكايي( 1383) نشان داد كمپوست حاصل از ضايعات پوست درخت و چاي به عنوان جايگزين پيت ماس توانايي استفاده در بستر كشت جعفري را داراست.
يكي از مشكلات اساسي توليدكنندگان گياهان زينتي بويژه گياهان گلداني در كشور ما محدود بودن بسترهاي كشت مناسب است. اين بسترها براي گياهان مختلف متفاوت هستند. بستر كشت از مهمترين عوامل اساسي است كه بر روي شكل ظاهري گياه تأثير مي‌گذارد(لمير، 1995). انتخاب يك ماده به عنوان بستر كشت مناسب به دسترسي آن ماده، قيمت و محل انجام آزمايش بستگي دارد(کولگارت، 1983). امروزه بسياري از گياهان آپارتماني برگ زينتي در بسترهاي كشت بدون خاك كه در آنها از پيت به عنوان بستر پايه استفاده مي‌شود، پرورش داده مي‌شود(پول و همکاران3، 1981). هدف از اين تحقيق بررسي توان کاربرد کمپوست فضولات کرم ابريشم به عنوان کود آلي به منظور کاهش يا حداقل تعديل ميزان مصرف کودهاي شيميايي و تأثير آن در خصوصيات فيزيکي و شيميايي بسترهاي کشت، همچنين مشخص کردن بهترين مخلوط کمپوستي به عنوان بستر کشت گياه مورد آزمايش سينگونيوم مي‌باشد.
فصل دوم:
کليات و مرور منابع
2-1- تاريخچه استفاده از کمپوست
فرآيند جمع‌آوري مواد آلي به منظور كمك به تجزيه‌ي آنها و استفاده از مواد حاصل در اراضي كشاورزي براي قرنها در تمدنهاي مختلف وجود داشته است. در چين، كمپوست كردن بقاياي گياهي مخلوط شده با فضولات انساني و دامي بيش از 2000 سال سابقه دارد( لوپز-رئال4، 1990). در اروپا، استفاده از ضايعات كمپوست شده براي حاصلخيز نمودن خاكها به دوران امپراطوري روم برمي‌گردد و در اين زمان استفاده از كودهاي آلي توسط كشاورزان بسيار رايج بوده است( پار و هورنيك5، 1982). سر آلبرت هوارد6 در اوايل قرن بيستم در ايندور7 هندوستان باعث تولد مجدد توليد كمپوست در اروپا به عنوان روشي براي كاهش حجم ضايعات و بهبود شرايط خاك شد. که پس از چندين سال آزمايش روش ايندور متحول شدو روشهاي متعددي براي كمپوست‌ كردن ضايعات مختلف آلي ابداع شده است( ليما8، 1985). در ژاپن در سالهاي بعد از جنگ جهاني، به دليل كمبود كودهاي شيميايي، كمپوست به عنوان مهمترين منبع عناصر غذايي گياهان مطرح بود( مينارد9، 1983). در ايران تهيه‌ي کمپوست و بهره‌گيري از آن درکشاورزي به صورت سنتي از زمانهاي بسيار قديم، رواج داشته است. کشاورزان با جمع‌آوري برگ درختان و اضافات کشاورزي و دفن آنها در زير زمين، کود توليد مي‌کردند و آن را به مصرف مي‌رساندند. اولين کارخانه‌ي کمپوست با ظرفيت 800تن زباله در روز در سال 1348در اصفهان افتتاح شد. که هم اکنون کارخانه‌ها‌ي توليد کود آلي در شهرهاي ايران تأسيس و در حال فعاليت هستند(حسن زاده و همکاران، 1385). آنچه که در تاريخ کمپوست مطرح هست تأسيس و تعطيل شدن واحدهاي توليد كمپوست در دهه‌هاي گذشته در سطح دنيا مي‌باشد که اين بدليل غير متداول بودن مصرف كمپوست با فشار فرآينده‌ي ناشي از موسسات مديريت ضايعات كه سعي دارند مواد حاصل از فرآوري ضايعات را در اراضي كشاورزي مصرف كنند، در تضاد بوده است. لوپز-رئال در سال 1994 به روشني اظهار داشت كه دليل شكست تجاري نمودن كمپوست مربوط به محدوديتهاي فرآيند توليد كمپوست يا فقدان پايه‌ي علمي و يا بازاريابي نبوده بلكه عواملي مانند بازارپسندي كه مطلقاً مربوط به كيفيت ضايعات مورد استفاده در توليد كمپوست است، در اين امر دخالت دارد. با اين وجود کمپوست به عنوان يکي از مهمترين روشها جهت تبديل ضايعات به مواد غني از عناصر غذايي بدون آثار زيانبار براي پرورش گياه و همچنين باعث بهبود خصوصيات فيزيكي، شيميايي و زيستي خاك مورد استفاده قرار مي‌گيرد که اخيراً در كشورهاي مختلف گسترش زيادي پيدا كرده است(هاشمي مجد، 1384).
2-2- تعريف کمپوست
ازنظر لغوي کمپوست از کلمه لاتينCompositus به معني ترکيب و مخلوط گرفته شده است(دالزل و همکاران10، 1987). كمپوست يك فرآيند زيست شيميايي است كه در آن ريزجانداران هوازي و بي‌هوازي، مواد آلي را به محصول نهايي كه در واقع كود آلي پوسيده است تبديل مي‌کنند(گوپتا11، 2003). كمپوست عبارت است از تجزيه زيستي ضايعات آلي به هوموس و مواد شبه هوموسي. در فرآيند توليد كمپوست كه اكسايش سريع مواد آلي و واجد مرحله گرمايي(45 الي 65 درجه سانتي‌گراد) است، ريز جانداران گرما، دي‌اكسيد‌كربن و آب توليد مي‌كنند(دومينگوز و همكاران12، 1997).
فرآيند توليد کمپوست، فرآيندهاي طبيعي تجزيه مواد آلي و همچنين فعاليت‌هاي انجام شده در بخشهاي متنوع کشاورزي، شهري، صنعتي را در بر مي‌گيرد که بدون هيچ زياني براي بستر کشت باعث حاصلخيزي و توليد بيشتر مي‌شود(ملکوتي، 1379). کمپوست فرآيندي بيولوژيک و گرمازا است که در طي آن با خروج کربن به صورت دي‌اکسيد‌کربن نسبت C/N مواد اوليه کاهش مي‌يابد(کاواس، 1991). کمپوست کردن عبارت از تجزيه يا شکستن مواد آلي توسط مجموعه‌‌‌‌اي از ميکروارگانيسم‌ها در يک محيط گرم، مرطوب و هوادار است(دالزل و همکاران 1987). کمپوست کردن تجزيه بيولوژيکي توده ضايعات تحت شرايط کنترل شده مي‌باشد(هارتمن و همکاران 1990).
2-3-ميکروبها و جانوران مؤثر در فرآيند کمپوست کردن
اجزاي تشكيل دهنده‌ي مواد قابل تبديل به كمپوست اعم از بقاياي گياهي يا ضايعات شهري به سه قسمت اصلي تقسيم مي‌شوند. كربوهيدراتهاي ساده و پليمري(قندها، نشاسته، سلولز، همي‌سلولز و پكتين)، ليگنين و تركيبات حاوي نيتروژن( اسيدهاي آمينه، پروتئينها و نيتروژن معدني)(ركيگل13، 1995). فراواني نسبي و وضعيت اين اجزا تعيين كننده جمعيت ميكروبي در سيستم و سرعت تجزيه مواد آلي است. ريز جانداران بسته به نوع مواد بستري هركدام تركيبات پيچيده‌ي آنزيمي خاص خود را دارند و بنابراين با تغيير نوع مواد بستري جمعيت آنها تغيير مي‌كند(گلوئك14، 1977). اين ريزجانداران مجموعه‌اي از قارچها، باكتريها و اكتينوميستها که درون توده‌هاي كمپوست فعاليت مي‌كنند. هرچند كه پروتوزوآها و ويروسها توانايي تجزيه‌ي كمي دارند، وجودشان در توده‌هاي كمپوست گزارش شده است. موجودات زنده يا مرده مي‌توانند بيش از 25 درصد از وزن كل كمپوست را تشكيل دهند( پوينكلوت15، 1978). تجزيه‌ي اوليه توسط ريز جانداران تخميري که بيشتر از نوع باكتريها هستند صورت مي‌گيرد. اين موجودات قندها، نشاسته، اسيدهاي آمينه، پروتئينها و تركيبات معدني نيتروژن را مصرف مي‌كنند(گلوئك، 1977 :آلکساندر 1977). قارچها از مواد قابل تبديل به كمپوست به عنوان منبع كربن و نيتروژن استفاده مي‌كنند و نسبت به باكتريها و اكتينوميستها نياز به نيتروژن و رطوبت كمتري دارند و بيشتر در فرآيندهاي هوازي تجزيه شرکت مي‌کنند (هواگ16، 1980) قارچها در شرايطي که pH محيط براي باكترها و اكتينوميستها مناسب نباشد، قادر به رشد و تكثيرند(آلكساندر17، 1977).
اكتينوميستهاي گرمادوست(مانندThermonospora mesophila ) در تجزيه ليگنين، ليگنوسلولز و سلولز نقش دارند و در شرايط سرد و مرطوب و در pH‌هاي كمتر از 5، فعاليت آنها متوقف مي‌شود(آلكساندر، 1977). پروتوزوا ساده‌ترين شکل زندگي جانوري هستند و اکثر آنها از ارگانيسم‌هاي ديگر مثل باکتريها و، جلبکها و تيپهاي مختلفي از پروتوزوا تغذيه مي‌کنند. عقيده براين است که پروتوزوا ميزان و تعداد باکتريها را کنترل مي‌کند، وقتي که شرايط محيطي مثل رطوبت و حرارت براي رشد نامناسب باشد پروتوزوا مي‌تواند به شکلي دربيايد که شرايط را به مدت قابل توجهي تحمل کند . در صورت خنک شدن مواد در حال کمپوست شدن و افتادن پيک حرارتي، دامنه وسيعي از جانوران کوچک خاکي قابل دسترس است. اين جانوران شرايط هوازي و رطوبت کافي و دامنه حرارتي 15-7 درجه سانتيگراد را ترجيح مي‌دهند(دالزل، 1987).
2-4-روشهاي تهيه کمپوست
2-4-1- کمپوست هوازي
تجزيه هوازي شامل روشهايي است که در آنها اکسيژن به درون توده در حال تجزيه وارد مي‌شود. فرآيند هوازي از نظر متابوليکي بسيار فعالتر و سريعتر است. دماي توليد شده در هضم هوازي معمولا بين 45 الي 65 درجه‌‌ي سانتي‌گراد است و گاهي حتي ممکن است به 70 درجه‌ي سانتيگراد و يا بيشتر هم برسد. دراين شرايط ريزجانداراني که تجزيه را به عهده دارند، گرمادوستند(وايلز، 1978).
2-4-2- کمپوست غير هوازي
توليد اين کمپوست بدون هوا انجام مي‌گيرد، در واقع تجزيه‌ي بي‌ هوازي بعد از آن ‌که اکسيژن توسط ريز جانداران مصرف شد اعمال مي‌شود. دماي سيستم‌هاي بي‌هوازي معمولا بين 15 الي 45 درجه و در شرايط بخصوص در بعضي از سيستم‌ها بين 38 الي 55 درجه است و ريز جانداراني که در شرايط بي‎‎هوازي فعالند ميانه دوستند. محصول اصلي فرآيند تجزيه‌ي هوازي دي‌اکسيدکربن است اما متان و مقدار کمي دي‌اکسيدکربن نيز در فرآيند‌هاي بي‎هوازي توليد مي‌شود . مواد حد واسط مانند مرکاپتان و گازهاي سولفيدي نيز در طول تجزيه‌ي بي‎هوازي توليد مي‌شود و بوهاي نامطلوب در محيط ايجاد مي‌کند(پوينکلوت، 1978).
2-5- مزاياي کمپوست کردن
در اکثر شهرهاي بزرگ مشکل جمع آوري و دفع زباله وجود دارد. سوزاندن و دفن زباله به دليل آلوده کردن هوا، خاک و آبهاي زيرزميني نمي‌تواند راه حل اساسي مشکل باشد. به اين علت که بيش از 50 درصد زباله را مواد آلي تشکيل مي‌دهد، بنابراين تبديل زباله به کمپوست بهترين و مناسب ترين عملي است که مي‌توان در جهت سلامت طبيعت انجام داد. تهيه کمپوست از مواد زايد نظير زباله‌هاي شهري و لجن فاضلاب از سه جنبه بهداشتي، کشاورزي و اقتصادي داراي اهميت است. در چند سال اخير تلاش‌هاي زيادي جهت اقتصادي‌تر شدن اين روش انجام شده است و کارخانه‌هاي مختلف در سراسر دنيا سعي نموده‌اند تا سودآوري حاصل از اينگونه کارخانه‌ها را افزايش دهند(پاداشت، 1377 و فخاري و ريحاني، 1381) . کمپوست کردن مواد زايد و مصرف آن در کشاورزي نتايج مفيدي را به همراه دارد که در زير به تعدادي از آن اشاره مي‌شود.
2-5-1- تأثير کمپوست بر خصوصيات فيزيکي خاک و محيط‌هاي کشت
اولين هدفي که از مصرف مواد آلي تعقيب مي‌شود فراهم نمودن شرايط مساعد از نظر رطوبت و تهويه براي فعاليت موجودات زنده و رشد گياهان است. کودهاي آلي به نگهداري آب و مواد غذايي کمک کرده و از شستشوي آنها جلوگيري مي‌کند. مصرف کودهاي آلي موجب ازدياد خلل و فرج مي‌گردد(رفيع 1370 و خندان و آستارايي 1384) . کمپوست باعث بهبود و افزايش پايداري ساختمان خاک مي‌گردد. با پايدار شدن ساختمان خاک، ميزان تخلخل خاک افزايش و ميزان چگالي ظاهري کاهش مي‌يابد و در نتيجه ميزان نفوذپريري خاک نسبت به آب و هوا بيشتر مي‌شود و موجب افزايش ظرفيت نگهداري آب و خاک و محتواي آن مي‌گردد(هرناندو و همکاران18، 1989 ؛ استيوارت و همکاران19، 1998).
2-5-2- تأثير کمپوست بر خصوصيات شيميايي خاک و محيط‌هاي کشت
هوموس حاصل از تجزيه کمپوست داراي خصوصيات مشابه با هوموس حاصل از تجزيه ساير منابع مواد آلي است و به طور کلي، هوموس داراي ظرفيت تبادل کاتيوني بالايي است. بارهاي منفي که روي کلوئيدهاي هوموس موجود است، در اثر يونيزاسيون، گروه‌هاي عامل فعالي همانند گروه کربوکسيل (-COOH)، گروه هيدروکسيل(-OH) و گروه آمين(-NH2) حاصل مي‌گردد و اين بارها باعث افزايش ظرفيت تبادل کاتيوني مي‌شوند(ظرفيت تبادل کاتيوني هوموس 400 – 200 ميلي‌اکي‌والان در 100 گرم است). اين کلوئيدها مانند کلوئيدهاي رس کاتيونهايي مانند کلسيم، منيزيم و پتاسيم را به خوبي جذب و نگهداري مي‌نمايند و از آبشويي عناصر غذايي قابل استفاده گياهان جلوگيري به عمل مي‌آورند و اين عناصر را به تدريج در اختيار ريشه گياهان قرار مي‌دهند. بر اثر مصرف کود کمپوست توليد گازکربنيک به طور کاملاً محسوسي افزايش يافته و اين گاز کربنيک به اسيد کربنيک تبديل و باعث حلاليت بيشتر عناصر کم محلول مي‌شود(کينگ و موريس20، 1972).
کمپوست باعث افزايش ظرفيت تبادل کاتيوني مي‌شود، با افزايش يک درصد مواد هوموسي در نتيجه مصرف کمپوست ميزانCEC، 2 ميلي‌اکي‌والان بر صد گرم افزايش مي‌يابد(سوفر و بيرد21، 1978 ). اضافه كردن كمپوست باعث افزايش مقدار عناصر غذايي مي‌شود و غلظت عناصر غذايي پر مصرف بطور معني‌داري افزايش مي‌يابد( باواكوا و ملانو22، 1993). كمپوست از نظر عناصر غذايي ضروري كم مصرف مانند بر، آهن، روي و مس غني است( اپستين و همكاران23، 1992).
2-5-3- تأثير کمپوست بر خصوصيات بيولوژيکي خاک و محيط‌هاي کشت
اضافه کردن مواد آلي و کمپوست سبب افزايش جمعيت ميکروبي و فعاليت آنزيمي مي‌شود(لي و همکاران24، 2004).
فعاليت موجودات زنده براي تأمين هوا، حرارت، آب و بالاخره رشد گياه بسيار مهم است، در زمين‌هايي که کود کمپوست مصرف مي‌شود حتي تا چندين سال بعد تعداد کرم‌هاي خاکي در مقايسه با زمين‌هايي که کود کمپوست مصرف نشده، زيادتر است(اشراقي، 1355 و پيوست والفتي، 1387).
هوموس حاصل از کمپوست در بقا و تداوم حيات ميکروارگانيسم‌ها نقش مؤثري دارد. ميکروارگانيسم‌ها اکثراً جذب کلوئيدهاي رسي و به خصوص هوموس مي‌شوند، اين حالت که در نتيجه يک نوع کشش الکترواستاتيکي بوجود مي‌آيد سبب حفظ باکتري‌ها شده و از انتقال آنها بوسيله آب جلوگيري مي‌کند(صالح راستين، 1375).
2-5-4- تأثير کمپوست بر شوري بستر کشت
نمک بيش از اندازه( با هدايت الکتريکي بالاتر ازmS/cm2) در مخلوط‌هاي گياهان و يا آب آبياري، مي‌تواند رشد گياه را کاهش دهد و باعث سوختگي برگ شود و يا حتي گياه را از بين ببرد. شوري کمتر از mS/cm2 مشکلي در رشد و نمو ايجاد نمي‌کند. شوري بالاتر ازmS/cm 4 بصورت مشابهي اکثر گياهان را تحت تأثير قرار مي‌دهد و در شوري بالاتر از mS/cm8 فقط گياهان متحمل به شوري مي‌توانند رشد نمايند(پاداشت دهکايي، 1377).
پاداشت(1377) در بررسي کمپوست ضايعات چاي و آزولابه عنوان بستر کشت گياه جعفري پاکوتاه Tageta patula “Golden Boy” به اين نتيجه رسيد که ميزان شوري در کمپوست‌هاي چاي و آزولا بالاتر از استاندارد(Ec<2/2dS/m)) است و جهت استفاده از اين کمپوست‌ها بايد با موادي مثل پرليت مخلوط گردد و به عنوان بستر کشت گياهان زينتي استفاده شود.
جاينر(1981) دامنه شوري در بسترهاي کشت گياهان برگ زينتي را بين 63/0 تا 56/1 ميلي‌موس بر سانتيمتر تعيين نمود.
2-6- مراحل تشکيل کمپوست
فرآيند تشکيل کمپوست داراي سه مرحله هست که عبارتند از:
در مرحله اول قندها و مواد آسان تجزيه شونده، تجزيه مي‌شوند. اين مرحله 24 تا 48 ساعت به طول مي‌انجامد.
مرحله دوم شامل تجزيه سلولز و موادي است که کمتر قابل تجزيه هستند. اين مرحله ممکن است چندين ماه به طول انجامد.
مرحله سوم، رسيدگي نهايي کمپوست است . در اين مرحله تجزيه کاهش يافته و مواد هوميکي به مقدار زياد تجمع مي‌يابند(پاداشت، 1377) .
2-7- فرآيند کمپوست شدن
به طور کلي فرآيند کمپوست شدن شامل چهار مرحله است که در زير به صورت خلاصه بيان مي‌گردد:
2-7-1- فاز مزوفيليک(40- 25 درجه‌ي سانتيگراد)
در اين فاز(فاز شروع نيز ناميده مي‌شود) ترکيباتي مانند قند و پروتئين‌ها که به آساني تجزيه مي‌شوند و غني از انرژي هستند توسط قارچ و اکتينوباکترها و باکتري‌ها که به تجزيه کننده‌هاي اوليه معروفند تجزيه مي‌گردند. مشروط بر اين که چنانچه تأثيرات مکانيکي(مانند چرخاندن) کم باشند، کرم‌ها، هزارپاها و جانوران ريز که نقش سازمان دهنده دارند در آن افزايش مي‌يابند. بسته به روش کمپوست کردن همکاري اين جانداران مي‌تواند متفاوت باشد و در موارد خاصي توليد ورمي‌کمپوست قابل ملاحظه‌اي مي‌کنند. بخوبي ثابت شده که تعداد اورگانيسم‌هاي مزوفيليک در مواد اوليه از نظر اندازه سه برابر بيشتر از تعداد اورگانيسم‌هاي ترموفيليک است اما فعاليت تجزيه کنند‌هاي اوليه بالا رفتن دما را القا مي‌کند(شکل 2-1).
2-7-2- فاز ترموفيليک(65- 35 درجه‌ي سانتيگراد)
اورگانيسم‌هايي که با دماهاي بالا وفق پيدا نمودند به خاطر گزينه‌ي رقابتي بودن اين فرآيندها و به طور تدريجي و در پايان تقريباً به طور کامل با جانداران مزوفيليک جايگزين مي‌گردند. اورگانيسم‌هاي مزوفيليک در حال رشد بعد از مدتي مي‌ميرند و در نهايت توسط اورگانيسم‌هاي ترموفيليک همراه با زباله‌ها و آسان تجزيه شونده‌ها تجزيه مي‌گردند. تجزيه به سرعت افزايش مي‌يابد و تا زماني که دما به 62 درجه سانتيگراد برسد تسريع مي‌شود. حداکثر رشد قارچ‌هاي ترموفيليک در دماهاي بين 35 تا 55 درجه سانتيگراد است در حالي که دماهاي بالاتر از رشد قارچ‌ها ممانعت مي‌کند. اکتينوباکترها و باکتري‌هاي گرمادوست و مقاوم به گرما به خاطرفعاليت شان در دماهاي بالا شناخته شده‌اند. عليرغم تخريب اکثر ميکرواورگانيسم‌ها در دماي بالاتر از 65 درجه سانتيگراد، دما بالاتر رفته و ممکن است از 80 درجه‌ي سانتيگراد نيز تجاوز کند. احتمالاً بالا رفتن دما مي‌تواند به دليل فعاليت ميکروبي نبوده بلکه تا اندازه‌اي ناشي از واکنش‌هاي حرارت‌زاي غير زنده که حاصل آنزيم‌هاي مقاوم به دما که از اکتينوباکتر‌ها باقي مانده باشد. دامنه‌ي دماهايي ارگانيسم‌هاي سايکروتولرنت، مزوفيليک و ترموفيليک و ميزان توليد نسل‌شان در شکل 2-1 نشان داده شده است.
شکل2- 1- دامنه‌ي دمايي ارگانيسم‌هاي سايکروتولرنت، مزوفيليک و ترموفيليک و ميزان توليد نسل آنها
دماهاي يکسان در همه‌ي قسمت هاي توده‌ي کمپوست وجود نخواهد داشت. بنابراين توجه به اين نکته ضروري است که از طريق چرخاندن منظم هر قسمت از مواد کمپوست شونده بيروني به قسمت‌هاي مرکزي و گرم‌تر منتقل گردد. از نقطه نظر ميکروبيولوژيکي، چهار ناحيه‌ي اصلي در توده‌ي کمپوست قابل شناسايي است(در شکل 2-2 نشان داده شده است). ناحيه‌ي بيروني‌تر25 سردتر است و به اندازه‌ي کافي به آن اکسيژن مي‌رسد. ناحيه‌ي داخلي26 به مقدار کمي اکسيژن به آن مي‌رسد و ناحيه‌ي پايين‌تر27 گرم مي‌باشد و اکسيژن به خوبي به آن مي‌رسد در حالي که ناحيه‌ي بالاتر28 گرمتر بوده و اکسيژن متوسطي به آن خواهد رسيد.
شکل 2-2- مقطع عرضي از توده‌ي کمپوست( ناحيه‌‌هاي اصلي و مسير انتقال گرما نشان داده شده است)
فاز ترموفيليک از لحاظ بهداشتي بسيار مهم است. در اين فاز پاتوژنهاي انساني و گياهي از بين مي‌روند و بذر علف‌هاي هرز و لارو حشرات نابود مي‌شوند. اين مرحله فقط به خاطر دوره‌ي دمايي فاز مزوفيليک نيست بلکه همچنين ناشي از توليد آنتي‌بيوتيک‌هاي خاص توسط اکتينوباکتر‌ها که جمعيت غالب در اين فاز مي‌باشد صورت مي‌گيرد. مزيت دماهاي بالاي 70 درجه‌ي سانتيگراد اين است که اکثر مزوفيل‌ها در اين دماها از بين مي‌روند و بنابراين بازيافت بعد از پيک دمايي به تأخير مي‌افتد(شکل 2-3).
2-7-3- خنک سازي(فاز دوم مزوفيليک)
وقتي فعاليت اورگانيسم‌هاي ترموفيليک به خاطر تخليه‌ي مواد کمپوستي متوقف گرديد دما شروع به کاهش مي‌نمايد. اورگانيسم‌هاي مزوفيليک در مواد کمپوستي مجدداً شروع به تشکيل شدن مي‌کنند. اين ميکرو اورگانيسم‌ها از اسپور‌هايي که زنده مانده‌اند يا از طريق ميکروبهاي حفاظت شده و يا از طريق تلقيح خارجي منشأ مي‌گيرند ظاهر مي‌شوند. در حالي که اورگانيسم‌هاي فاز شروع کننده که در آنها توانايي تجزيه‌ي قند و اليگوساکاريد‌ها و پروتئين‌ها غالب هستند، در فاز مزوفيليک دوم تعداد اورگانيسم‌هايي که قابليت تجزيه‌ي نشاسته و سلولز را دارند افزايش قابل ملاحظه‌اي مي‌يابند. در ميان آنها قارچها و باکتري‌ها يافت مي‌گردد(شکل 2-3).
2-7-4- فاز بلوغ
در طول فاز بلوغ کميت مواد کاهش مي‌يابد و در چندين مرحله‌ي پي در پي ترکيب اجتماعات ميکروبي کاملاً تغيير مي‌کند. طي اين دوره ميزان قارچ‌ها معمولاً افزايش يافته در حالي که تعداد باکتري‌ها کاهش مي‌يابند. ترکيباتي که بيشتر از اين قابل تجزيه نيستند مانند کمپلکس‌هاي هوموس- ليگنين، تشکيل مي‌گردند و بر ديگر مواد غالب مي‌شوند(شکل 2-3)(دايز و همکاران29، 2007).
شکل 2-3- تنوع دمايي در طول کمپوست شدن وفاز‌هاي فعاليت ميکروبي(1- مزوفيليک 2- ترموفيليک 3- خنک سازي 4- بلوغ)
2-8- عوامل مؤثر بر کمپوست سازي
براي دستيابي به يک کمپوست خوب فاکتور هايي همچون دما، رطوبت، هوادهي، . تخلخل، ناحيه سطحي اندازه ذرات، pH و نسبتC/N تأثير گذار هستند.
2-8-1- نسبت کربن به نيتروژن
نسبت مناسب C/N براي شروع فرآيند توليد کمپوست معمولاً 25:1 الي 50:1 گزارش شده است(رودريگز و همکاران30، 1994). نسبت C/N بيشتر از50:1 فرآيند را کند مي‌کند و در صورتي‌که نسبت C/N مواد بستري کمتر از 25:1 باشد، مقدار زيادي به صورت آمونياک هدر مي‌رود. به خصوص اگر دماي مواد بستري زياد باشد و از سيستم هوادهي تحت فشار استفاده شود(زوکوني و برتولدي، 1987).
کمپوست نهايي معمولاً نسبت C/N بين 15:1 الي 30:1 دارد(آلکساندر، 1977 ). جدول 2-1 نسبت کربن به نيتروژن براي مواد معمول در توده‌هاي کمپوست کشاورزي را نشان مي‌دهد(رودريگز و همکاران، 1994).
جدول(2-1) نسبت C/N در برخي از مواد و ضايعات که به عنوان بستر کشت استفاده مي‌شود
C:NMatrialMatrials with High N Values12-10:1Vegetable Wastes20:1Coffee grounds12-25:1Grass clipping20:1Cow manure25:1Horse mauure13-18:1Poultry litterMaterials With High C Values30-80:1Leaves60:1Corn stalks40-100:1Strae100-130:1Bark150-200:1Paper100-500:1Wood chips & Sawdust
به طور مسلم در يک رژيم غذايي ثابت با نسبت 30:1 ميکروارگانيسم‌ها مي‌توانند مواد آلي را به سرعت تجزيه کنند. وقتي نسبت کربن به نيتروژن خيلي بالا باشد نيتروژن کمي وجود دارد و سرعت تجزيه پايين است. وقتي هم اين نسبت خيلي پايين است نيتروژن زيادي وجود دارد و احتمالاً به شکل گاز آمونياک به هدر مي‌رود. اين مسئله مي‌تواند منجر به ايجاد بوي نامطبوع شود(رودريگز و همکاران، 1994). بيشتر مواد قابل دسترس براي کمپوست سازي مناسب و بهينه براي اين نسبت 30:1 نيستند بنابراين مواد متفاوت بايد براي نسبت مناسب مخلوط شوند. به طور کلي ماده خشک و زبر و خشن مقدار کمي نيتروژن دارند براي مثال مواد چوبي کربن بالايي دارند به هرحال بقاياي سبز همانند شاخ و برگ ها و کودهاي سبز، نسبتاً نيتروژن بالايي دارند. مخلوط مناسبي از کربن و نيتروزن مطمئناً کمک مي‌کند که دماي کمپوست براي تهيه و توليد مؤثرتر کمپوست به حد کافي بالا رود(پوينکلوت، 1978).
2-8-2- ناحيه سطحي و اندازه ذرات
فعاليت ميکروبي در فاصله بين سطح ذرات و هوا اتفاق مي‌افتد. ناحيه سطحي مواد براي کمپوست شدن توسط شکستن و خرد کردن آنها به قطعات کوچکتر و يا روش‌هاي ديگر بايد افزايش يابد. افزايش ناحيه سطحي به ميکروارگانيسم‌ها اجازه مي‌دهد مواد را بيشتر و با سرعت بيشترهضم کنند و گرماي بيشتري توليد کنند. به طور کلي ذرات کوچکتر و ذرات نازک تر و لطيف تر فعاليت بيولوژيکي بالاتر و سرعت بيشتري در کمپوست سازي دارند. بقاياي محصولات خردشده مانند تراشه‌هاي چوب نرم و خاک اره نياز به کاهش اندازه ذرات ندارد. براي افزايش ناحيه سطحي مواد، مواد مي‌توانند خرد شوند، تکه تکه شوند و يا کوبيده شوند(وودبوري31، 1992).
2-8-3- هوا دهي
هوادهي، کمبود اکسيژن موجود در مرکز توده را با هواي تازه جايگزين مي‌کند. سرعت تجزيه کننده‌هاي هوازي تنها در حضور اکسيژن کافي اتفاق مي‌افتد. هوادهي به طور طبيعي وقتي هواي گرم شده توسط کمپوست در سرتاسر توده به سمت بالا حرکت مي‌کند، و در هواي تازه اطراف کمپوست کشيده مي‌شود اتفاق مي‌افتد. باد همچنين هوادهي را تحريک مي‌کند، نيازمندي‌هاي اکسيژن در طي هفته‌هاي اوليه بالا است. حرکت هوا در تمامي و سرتاسر کمپوست تحت تأثير مقدار تخلخل و رطوبت قرار مي‌گيرد. مخلوط کردن مرتب توده، زير و رو کردن آنها هوادهي را در توده کمپوست افزايش مي‌دهد(وودبوري، 1992).
2-8-4- تخلخل
تخلخل به فضاي بين ذرات در توده کمپوست گفته مي‌شود و توسط حجم منافذ و فضاهاي بزرگ محاسبه مي‌شود و توسط حجم کلي توده مشتق مي‌شود. اگر مواد با آب اشباع نشده باشند اين فضاها با هوا پر مي‌شوند که مي‌توانند اکسيژن مورد نياز تجزيه کننده‌ها را تأمين کند و نيز يک مسيري را براي گردش هوا فراهم کند. وقتي مواد از آب اشباع مي‌شوند فضاي قابل دسترس و قابل استفاده براي هوا کاهش مي‌يابد(وودبوري، 1992). فشرده سازي توده کمپوست، منافذ را کاهش مي‌دهد. زيرورو کردن و اضافه کردن مواد زبر و خشن مانند کاه و تکه هاي چوب مي‌تواند منافذ توده را افزايش دهد اگرچه مواد زبر و خشن آهسته تر و کندتر تجزيه مي‌شوند. همچنانکه پروسه کمپوست سازي انجام مي‌شود منافد کاهش مي‌يابد و هوادهي محدود مي‌شود(تستر و پار32، 1983).
2-8-5- مقدار رطوبت
رطوبت نقش اساسي در متابوليسم ميکروارگانيسم‌ها بازي مي‌کند و به طور غير مستقيم بر اکسيژن نيز تأثير دارد. ميکروارگانيسم‌ها تنها آن دسته از مولکول‌هاي آلي که در آب حل مي‌شوند را استفاده مي‌کنند. مقدار رطوبت بين 40 تا 60 درصد رطوبت کافي را تأمين مي‌کند بدون اينکه هوادهي را محدود کند که بسته به اندازه ذرات، مواد غذايي قابل دسترس و خصوصيات فيزيکي دارد. اگر مقدار رطوبت کمتر از 40 درصد باشد فعاليت باکتري‌ها کم مي‌شود و در زير 15 درصد متوقف مي‌شود. وقتي مقدار رطوبت بيشتر از 60 درصد باشد مواد غذايي آب شويي مي‌شوند حجم هوا کم مي‌شود بو توليد مي‌کنند(به خاطر شرايط بي‌هوازي) و تجزيه کند مي‌شود. اگر توده خيلي مرطوب شود توده بايد زيرورو گردد، اضافه کردن مواد خشک مثل کاه، خاک اره يا کمپوست‌هاي کامل شده همچنين مي‌تواند مشکل رطوبت اضافي را جبران کند(تستر و پار، 1983).
2-8-6- دما
گرماي توليد شده توسط ميکروارگانيسم‌ها، همچنانکه مواد آلي را تجزيه مي‌کنند دماي توده کمپوست را افزايش مي‌دهد. ارتباط مستقيمي بين دما و سرعت مصرف اکسيژن وجود دارد. در دماي بالاتر جذب اکسيژن بيشتر است و سرعت تجزيه آن سريع تر است. افزايش دما، ناشي از فعاليت ميکروبي، ممکن است در ساعات اوليه تشکيل توده قابل توجه باشد. دماي توده بين 60 تا 90 درجه نشانه تجزيه سريع تر است. دماهاي بيشتر از 60 درجه فعاليت بسياري از موجودات فعال را کاهش مي‌دهد. بنابراين بهترين دما در دامنه بين 32 تا 60 درجه است. حجم بالايي از مواد آلي منجر به ايجاد جرم زياد نامناسب و ايجاد شرايط عايق مي‌شود که اجازه مي‌دهد دما 55 تا 60 درجه در طي چند روز از شروع کمپوست افزايش يابد و براي مدت چند هفته در اين دماي گرمادوست مي‌ماند. دما به تدريج تا 38 درجه کاهش مي‌يابد و تا وقتي نزديک دماي هوا برسد کاهش مي‌يابد(اپستين و همکاران، 1967).
2-9- عمل آمدن، پايدار شدن و رسيدن کمپوست
واژه رسيده يا بالغ به توصيف درجه تکميل فرآيند توليد کمپوست اطلاق مي‌شود( رکيگل، 1995).
قبل از اينکه کمپوست بکار برده شود بايد خوب رسيده باشد يعني مواد سمي و مضر آن حذف گردد استفاده از کمپوست نارس موجب خسارت شديد در رشد گياه مي‌شود(هارتمن و همکاران، 1990 و هرادا و همکاران، 1993 ). کمپوست نارس حاوي يک يا چند ترکيب محدود کننده‌ي رشد، بذرهاي علفهاي هرز يا ويژگي‌هاي نامطلوب ديگر مي‌باشد. تشخيص پايداري يا رسيدگي کمپوست معمولاً با مشاهده و بو کردن مشکل است. به طور کلي، کمپوست رسيده حاوي اجزا گياهي قابل تشخيص نيست، بوي نامطلوب و آمونياک را ندارد(رکيکل، 1995 ). کمپوست بايد به مرحله خوبي از نظر رسيدگي نائل شده باشد و اين به ويژه براي مصارف باغباني حائز اهميت است(لمکين، 1990). قابليت پايداري و رسيدگي کمپوست اغلب به کيفيت کمپوست بر مي‌گردد. لفظ پايداري به کمپوستي گفته مي‌شود که در معرض تجزيه‌ي سريع قرار نگيرد و مواد غذايي آن به کندي آزاد و وارد خاک شود(رکيگل، 1995). به طور کلي پايداري به ميزان فعاليت ميکروارگانيسم‌ها مربوط مي‌شود و بوسيله شاخص تنفس و يا تبديلات برخي از انواع مواد شيميايي در مواد آلي کمپوست تشريح مي‌شود.
هاوگ(1980) توصيه‌هايي براي اندازه‌گيري درجه پايداري کمپوست کرده که برخي از آنها عبارتند از:
كاهش دماي توده در انتهاي فرآيند توليد كمپوست؛
كاهش چشمگير ميزان گرم شدن خودبخودي در محصول نهايي؛
تجزيه مواد آلي و رسيدن به نسبت C:N مطلوب؛
كاهش سي برابري ميزان جذب اكسيژن توسط توده نسبت به آغاز فرآيند؛
توليد نيترات همراه با ناپديد شدن آمونياك و نشاسته؛
نبودن حشرات و لارو آنها در توده؛
كاهش ميزان بوهاي نامطلوب و عدم توليد اين بوها در



قیمت: تومان


پاسخ دهید