بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش تاثیر میکروارگانیسمهای مؤثر بر سرعت و مقدار کربن تجزیه شده در پسماندهای کمپوست قارچ دکمهای مورد بررسی قرار گرفت. تیمارهای اعمال شده در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار به صورت : T1 آب دیونیزه بدون مصرف EM، : T2 مصرف مایه تلقیح بدون رقیقسازی، : T3 مایه تلقیح با رقیقسازی 1:5، : T4 مایه تلقیح با رقیقسازی 1:10 و : T5 مایه تلقیح با رقیقسازی 1:20 بود .برای بررسی تجزیه کربن آلی، مقدار دی اکسیدکربن ناشی از تنفس اندازهگیری شد.
بر اساس نتایج بیشترین کربن تجزیه شده با مقدار 33/8 میلیگرم بر گرم کمپوست به تیمار T2 تعلق داشت. بیشترین سرعت تجزیه - k - به تیمار T5 تعلق داشت و کمترین سرعت تجزیه نیز در تیمار T2 دیده شد. حداکثر کربن قابل معدنی شدن در تیمار - 41/51 - T4 برآورد شد.
مقدمه
یکی از مسائل مهم بشری دفع زبالهها و پسماندهای مواد غذایی میباشد و برای از بین بردن این مواد در مواردی اقدام به دفن و یا سوزاندن این مواد می نماید که این عمل نیز خود باعث آلوده شدن آبهای زیرزمینی و هوا میگردد. استفاده بیرویه بشر از کودهای شیمیایی به منظور تقویت حاصلخیزی خاک و نیز حفظ عملکرد بالا و نیاز روز افزون به مواد غذایی ارگانیک و طبیعی و عاری از مواد شیمیایی انسان را به این فکر انداخته که چه روشهایی را بهکار ببرد که هم زبالههای مواد غذایی را از بین ببرد و هم تولید محصولات سالم داشته باشد.
پسماند کمپوست قارچ خوراکی یکی از پسماندهای مواد غذایی میباشد که پس از خروج از سالنهای پرورش قارچ، مانند پسماندهای دیگر میتواند برای انسان و محیط زیست مشکلساز شود. پسماند کمپوست قارچ حاوی مقدار زیادی نیتروژن، فسفر و پتاسیم مورد نیاز گیاه است.
علاوه بر آن به علت پاستوریزه بودن، فاقد هر گونه آلودگی میکروبی و بوی نامطبوع است. پسماند کمپوست قارچ میتواند بهعنوان یک مکمل اصلاح کننده ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در کشاورزی و باغبانی مورد استفاده قرار گیرد. شوری بالا و عدم تجزیه سریع این ماده، یکی از مشکلات اساسی کاربرد پسماند کمپوست قارچ تازه در کشاورزی و باغبانی میباشد، از آنجایی که تولید این چنین کودی نیاز به هزینه بالا نداشته و به میزان بسیار زیادی - بیش از 180 هزار تن - بهطور سالانه در کشور تولید میشود، بنابراین میتواند به عنوان یک کود آلی مناسب جهت کاربرد در عرصه کشاورزی و باغبانی باشد. به عبارتی میتوان گفت، پسماند کمپوست قارچ یک ظرفیت خوشبینانه جهت اصلاح خاکهای اسیدی، افزایش ظرفیت بهرهوری خاک و بهطور کلی بهبود ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک میباشد
یکی از مسائل در فرایند کمپوست مدت زمان طولانی است که برای تکمیل فرآیند لازم میباشد. برای مثال، در نوعی روش ساخت کمپوست مبتنی بر دسته دسته کردن، در مقیاس کوچک، چهار تا پنج ماه طول میکشد تا از مواد آلی خام کمپوست تولید شود . - Awasthi et al., 2014 - رسیدن به روشی که بتواند فرایند ساخت کمپوست را تسریع کند یکی از چالشهای این مبحث میباشد.
مفهوم میکروارگانیسمهای مؤثر - EM - 1 در طول دهه 1980 مطرح گردید و گزارش اثرات مفید این شیوه بر خاک، زمین و محیط زیست در همهجا به چشم میخورد که این مفهوم به باکتریهایی اطلاق میشود که از ترکیب آزاد و سودمند میکروارگانیسمهایی که اغلب در تولید فرآوردههای خوراکی بکار میروند پدید آمده است
این میکروارگانیسمها هنگامیکه در تماس با مواد ارگانیک قرار میگیرند ویتامینها، اسیدهای طبیعی، مواد معدنی و آنتی اکسیدانتها را تولید می-کنند. میکروارگانیسمهای مؤثر حاوی سه خانواده باکتریهایاسید لاکتیک، مخمرها و باکتریهای فتوسنتزکننده میباشد. این کنسرسیوم، مواد ارگانیک را تخمیر کرده و تولید اسیدهای ارگانیک میکنند، همچنین پاتوژنها را تحت فشار قرار میدهند و دارای ویتامینها و اسیدهایآمینه هستند و در تعادل با دیگر میکروارگانیسمهای فعال بوده و امکان همزیستی و همکاری با آنها را فراهم میسازند. در این پژوهش سعی شده است تاثیر میکروارگانیسمهایمؤثر بر سرعت و مقدار کربن تجزیه شده در پسماندهایکمپوست قارچ دکمهای مورد بررسی قرار گیرد.
مواد و روشها
در این پژوهش کنسرسیوم باکتریهای مؤثر - EM - از شرکت امکانپذیر پارس، نماینده سازمان بین المللی EMRO ژاپن در ایران خریداری گردید، نمونهها از ضایعات کمپوست قارچ دکمهای شرکت مجتمع کشاورزی جلگه صدف مستقر در شهر زنجان تهیه شد. نمونه کمپوست تهیه شده در مرحله بعد از برداشت سوم قرار داشت. نمونه تهیه شده پس از هوا خشک نمودن توسط آسیاب پودر شده و در ظرف مخصوص برای آزمایش تنفس نگهداری شد.
برای بررسی تجزیه کربن آلی، مقدار دی اکسید کربن ناشی از تنفس به روش - 1976 - Jaggi اندازهگیری شد. مقدار ده گرم نمونه خشک به ظروف پلاستیکی 150 میلیلیتری اضافه شد. رطوبت نمونهها در طول کل دوره آزمایش در حد 50 درصد وزنی حفظ شد.
همراه با ظروف نمونه، یک بشر حاوی 40 میلیلیتر محلول هیدروکسیدسدیم یک مولار نیز در درون یک ظرف تنفسی یک لیتری قرار داده شد. تیمارهای اعمال شده در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار به صورت : T1 اضافه کردن 20 میلیلیتر آب دیونیزه بدون مصرف مایه تلقیح EM، : T2 مصرف مستقیم مایه تلقیح بدون رقیقسازی به حجم 20 میلیلیتر، : T3 مصرف مایه تلقیح با رقیق سازی 1:5 و حجم نهایی 20 میلیلیتر، : T4 مصرف مایه تلقیح با رقیقسازی 1:10 و حجم نهایی 20 میلیلیتر، : T5 مصرف مایه تلقیح با رقیقسازی 1:20 و حجم نهایی 20 میلیلیتر بود. پس از اعمال تیمارها درب محفظهها به شدت بسته شد تا هیچ تبادلی با محیط خارج نداشته باشند و در دستگاه انکوباسیون تحت دمای 25 درجه سلسیوس قرار گرفتند.
طول دوره آزمایش به مدت 102 روز ادامه پیدا کرد. اندازهگیری مقدار سود باقی مانده از طریق تیتراسیون در آزمایشگاه انجام گرفت . - Anderson and Domsch, 1978 - محتویات ظرف حاوی محلول هیدروکسید سدیم بعد از باز کردن درب ظرف تنفس به داخل ظروف مورد نظر ریخته شده و سریعاً عمل تیتر کردن با محلول اسید هیدروکلریک نیم مولار انجام گرفت تا سود مورد نظر با CO2 محیط واکنش ندهد. برای حذف یون کربنات به ظرف تیتراسیون 5 میلیلیتر محلول باریم
کلرید اضافه شد. یک ظرف تنفسی بدون نمونه ولی همراه با محلول هیدروکسید سدیم نیز به عنوان شاهد در کنار ظروف تنفس قرار گرفت تا مقدار گاز دی اکسیدکربن محیط را جذب نماید. مقدار کربن تجزیه شده بر حسب میلیگرم بر گرم کمپوست از اندازهگیری مقدار دی اکسیدکربن متصاعد شده اندازهگیری شد.
دادههای تنفس با معادله استانفورد و اسمیت از طریق نرم افزار Sigma plot 12 برازش داده شده و نتایج به دست آمده با نرم افزار SAS تجزیه شدند. برای رسم نمودارها از نرم افزار Excel استفاده شد. مقایسه میانگین اثرات اصلی بر اساس آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد انجام شد.
نتایج و بحث
نتایج تنفس تجمعی میکروبی تیمارهای مختلف طی یک دوره 103 روزه در شکل 1 دیده میشود. روند تجزیه کربن نشان داد که در روزهای اولیه، تجزیه کربن در تیمار T2 کمتر از سایر تیمارها میباشد، اگرچه پس از گذشت زمان کافی، مقدار کربن تجزیه شده در این تیمار افزایش یافته و در نهایت در پایان دوره بیشترین کربن تجزیه شده به این تیمار تعلق داشت - شکل . - 2 روند تجزیه کربن نشان داد که سرعت تجزیه در روزهای اولیه به شکل نمایی افزایش یافته و پس از گذشت زمان کافی، در پایان دوره به مقدار ثابتی میرسد. مقایسه آماری میانگین کل کربن تجزیه شده در طول دوره نشان داد که کاربرد میکروارگانیسمهای مؤثر بدون رقیقسازی - T2 - و رقیقسازی به نسبت - T3 - 1:5 تاثیر ملایم معنیدار در سطح 5 درصد بر مقدار کل کربن تجزیه شده داشت و باعث افزایش آن شد. رقیقسازی با نسبتهای - T4 - 1:10 و - T5 - 1:20 منجر به کاهش مقدار کل کربن تجزیه شده نسبت به تیمار شاهد شد.
شکل -1 مقدار کربن تجمعی تجزیه شده - میلی گرم بر گرم کمپوست - در تیمارهای مختلف در طول دوره آزمایش
شکل -2 مقدار کل کربن تجزیه شده - میلی گرم بر گرم کمپوست - در تیمارهای مختلف در پایان دوره آزمایش
با توجه به کربن تجزیه شده در طول دوره آزمایش و با برازش دادههای به دست آمده از تیمارهای مختلف نشان داد که روند
تجزیه کربن همبستگی بالایی با رابطه 1 دارد: - 1 -
در این رابطه t زمان، Ct مقدار کربن تجزیه شده در زمان t و هچنین a0، a1 و a2 ضرایب ثابت معادله میباشند. این مقادیر برای هر تیمار تفاوت دارد که در جدول 3 و شکل 2 همراه با ضریب همبستگی دیده میشود. مقدار کربن تجزیه شده با منحنی حاصل از رابطه 1 تطبیق خوبی داشت و ضریب همبستگی معادله - R2 - با مقدار کربن تجزیه شده در تیمارهای مختلف بیش از 0/99 بود. بیشترین ضریب همبستگی در تیمار T2 دیده شد که در آن مایه تلقیح EM بدون رقیقسازی استفاده شده بود.
