بخشی از مقاله
سوزاندن پسماندهای لیگنوسلولولیتیک در کشاورزی پایدار قابل قبول نمیباشد. زیرا باعث افزایش گازهای گلخانهای شده و توان کشاورزی ما را همگام با رشد جمعیت جهان کاهش میدهد. یکی از ضایعات لیگنوسلولزی، باگاس نیشکر میباشد. باگاس در واقع بقایای حاصل از خرد کردن ساقه نیشکر به منظور استخراج شیره نیشکر است. در طبیعت تجزیه ترکیبات لیگنوسلولزی توسط میکروارگانیسمهایی مانند قارچها و باکتریهایی که توانایی تجزیه این ترکیبات را دارند صورت میگیرد. این تحقیق به منظور تجزیه سریع باگاس در مدت 45 روز توسط قارچهای پوسیدگی سفید شامل، ترامتس پوبسنس، فانروکت کریزوسپوریوم و تریکودرما ویرنس انجام شد. نتایج تحقیق نشان دهنده توانایی ترامتس پوبسنس و پس از آن فانروکت کریزوسپوریوم در کاهش درصد کربن نمونهها و تجزیه باگاس در مدت 45 روز شدند. با توجه به نتایج بدست آمده میتوان نتیجه گرفت با استفاده از قارچهای ترامتس پوبسنس و فانروکت کریزوسپوریوم در مدت زمان کوتاهی میتوان کمپوستی با تجزیه بالا و درصد پایین کربن بدست آورد.
یکی از مهمترین محدودیتهای خاکهای مناطق خشک و نیمه خشک جهان پائین بودن مقدار ماده آلی آنها است. در بیش از 60 درصد از زمین های کشاورزی کشور مقدار ماده آلی اغلب کمتر از یک درصد است. استفاده صحیح از بقایای محصولات کشاورزی به عنوان بخش مهمی از منابع تجدیدپذیر انرژی، سهم بسزایی در اصلاح سیر مصرف انرژی در کشاورزی دارد - زارعی، 1387 و فضائلی، . - 1384 در دهه اخیر فرآیند تولید کمپوست به عنوان یک فرآیند تیمار بیولوژیکی مواد زاید آلی ناشی از منابع مختلف با هدف بازیافت، تثبیت و کاهش وزن مواد زائد متداول گشته است - سعیدی فرد . - 1387 فرآیند تولید کمپوست را میتوان از جمله بهترین روشهای بازیافت بقایای محصولات کشاورزی ذکر نمود، چرا که محصول آن یک ماده قابل استفاده در چرخه کشاورزی بوده که قادر است کمبود شدید مواد آلی بسیاری از خاکهای کشاورزی را که بدلیل نقصان استفاده از مواد آلی در برنامه کود دهی محصولات بوجود آمده است، تعدیل نماید. با توجه به وجود منابع بسیار زیاد باگاس در استان خوزستان و عدم وجود ترکیبات مضر در کمپوست حاصل، بهترین گزینه در تولید کمپوست در منطقه استفاده از بقایای نیشکر است - سعیدی فرد، 1387 و بی نام، . - 1387 فرآیند کمپوست کردن عبارت از تجزیه مواد آلی توسط مجموعه ای از میکروارگانیسمها در یک محیط گرم و مرطوب است . - Dinal,1996 - کمپوست تهیه شده از زباله کارخانههای صنعتی دارای مواد مضری است که برای خاک و گیاه زیان بار است و این در حالی است که کمپوست حاصل از بقایای محصولات کشاورزی و از جمله باگاس نیشکر فاقد ترکیبات مضر میباشد . - Richard,2005 - با توجه به وجود منابع بسیار زیاد باگاس در استان خوزستان و عدم وجود ترکیبات مضر در کمپوست حاصل، بهترین گزینه در تولید کمپوست در منطقه استفاده از بقایای نیشکر است - سعیدی فرد، 1387 و بی نام، . - 1387 این تحقیق با هدف تولید کمپوست از باگاس نیشکر در یک دوره 45 روزه توسط قارچهای تجزیه کننده ترکیبات لیگنوسلولولیتیک شامل ترامتس پوبسنس، تریکودرما ویرنس و فانروکت کریزوسپوریوم انجام گرفته است.
مواد و روشها
ماده اولیه مورد استفاده برای تولید کمپوست در این تحقیق، باگاس نیشکر تهیه شده از شرکت کشت و صنعت نیشکر امیر کبیر اهواز بود. باگاس نیشکر پس از هوا خشک شدن به قطعات 6-3 سانتی متری خرد گردید تا سطح مقطع آنها افزایش یابد و تجزیه با سرعت بیشتری انجام گیرد . - Zayed 2005 - رطوبت نمونهها در حد 60 درصد وزنی نگه داشته شد . - Zibiliske 1998 - سپس به نمونهها به اندازه 0/01 درصد وزنی باگاس، اوره اضافه شد - میرزا شاهی . - 1389 همچنین میزان 100 گرم بر کیلوگرم کود دامی به عنوان فعال کننده، با باگاس مخلوط شد . - Zayed 2005 - در نهایت مایه تلقیح میکروارگانیسمهای مورد نظر تهیه گردید و به میزان 2/5 درصد وزن کل سوبسترا به باگاس اضافه گردید - Zayed 2005 - تیمارها به صورت زیر اعمال شده و به مدت 45 روز انکوبه شدند. -1 باگاس نیشکر+ اوره + کود دامی، -2 باگاس نیشکر+ اوره + کود دامی + مایه تلقیح قارچ ترامتس پوسنس، -3 باگاس نیشکر+ اوره+ کود دامی+ مایه تلقیح قارچ فانروکت کریزوسپوریوم -4 باگاس نیشکر + اوره + کود دامی + مایه تلقیح قارچ تریکودرما ویرنس
آنالیز نمونههای کمپوست
برای اندازهگیری میزان تجزیه به ازای هر گرم وزن اولیه سوبسترا 10 میلیلیتر آب مقطر اضافه شد و نمونهها به مدت یک ساعت در دمای اتاق شیک شده و از فیلتر 200 مش رد شدند. سوبسترای جمع آوری شده به مدت 24 ساعت در آون با دمای 60 درجه سانتیگراد خشک شد. سپس با استفاده از فرمول زیر میزان تجزیه محاسبه شد . - Yosoff,2000 - × 100 - وزن اولیه سوبسﱰا/ وزن ﳖایی سوبسﱰا - وزن اولیه سوبسﱰا - درصد ﲡزیه میزان کربن بر اساس مقدار مواد جامد فرار تخمین زده شد. برای اندازه گیری مواد جامد فرار، نمونهها به مدت 24 ساعت در کوره با دمای 400 درجه سانتی گراد قرار داده شد و میزان کربن با استفاده از رابطه زیر محاسبه گردید - . - Adams et al,1951 - × 100 وزن نمونه خشک قبل از احتراق/ وزن نمونه بعد از احتراق - وزن نمونه خشک قبل از احتراق - = درصد خاکستر درصد خاکستر =100-درصد مواد جامد فرار /1/8 درصد مواد جامد فرار = درصد کربن
نتایج وبحث
نتایج تجزیه واریانس دادهها در جدول 2 ارائه شده است. با توجه به نتایج جدول، درصد کربن نمونهها با گذشت زمان و تجزیه نمونهها کاهش یافت. هر چه درصد کربن نمونهها کمتر باشد نشان دهنده افزایش شدت تنفس میباشد. یعنی با کاهش درصد کربن تنفس افزایش یافته و کربن به صورت دیاکسید کربن متصاعد شده است و سرعت تجزیه افزایش مییابد - رضی کردمحله، . - 1383 با توجه به جدول 2، تیمار شماره 2 که در آن تلقیح ترامتس پوبسنس صورت گرفته دارای بیشترین درصد خاکستر و کمترین درصد کربن میباشد که نشان دهنده افزایش شدت تنفس و تصاعد بیشتر دیاکسید کربن و افزایش سرعت تجزیه می باشد. پس از آن به ترتیب نمونههای مایهزنی شده با قارچ فانروکت کریزوسپوریوم - T3 - و قارچ تریکودرما ویرنس - - T4 دارای درصد کربن کمتری بودند. همچنین اختلاف معنی داری بین تمام تیمارها با نمونه شاهد فاقد تلقیح در سطح احتمال 0/001 مشاهده شد که این امر نشان دهنده اثر مثبت تلقیح میکروارگانیسمها در کاهش درصد کربن و افزایش تجزیه باگاس میباشد. این نتایج با نتایج ترکاشوند - - 2012 و پراب هاکاران در سال 2014 همخوانی داشت. ترکاشوند و همکاران - - 2012کاهش میزان کربن باگاس نیشکر مایهزنی شده با قارچ تریکودرما را پس از 50 روز گزارش کردند. درنتایج دکتر پراب هاکاران - - 2014 کاهش درصد کربن نمونههای باگاس مایهزنی شده با دو نوع قارچ فانروکت کریزوسپوریوم و تریکودرما ویریده همراه با فضولات مرغی پس از 60 روز انکوباسیون گزارش گردید. همچنین به ترتیب تیمارهای T2 وT3 بیشترین میزان تجزیه را دارا بودند و هر دو با T4 تفاوت معنیداری داشتند. این امر نشان دهندهی کارایی بالای قارچهای ترامتس پوبسنس و فانروکت کریزوسپوریوم در تجزیه ترکیبات سخت تجزیه پذیر لیگنوسلولزی می باشد.
