اثر استفاده از آزولا بر سرعت تولید کمپوست از پسمانده های کارخانه چوکا

اثر استفاده از آزولا بر سرعت تولید کمپوست از پسمانده های کارخانه چوکا

رضا ابراهیمی، مجتبی مقبلی ، علی فاطمی

به ترتیب استادیار و دانشجوی گروه خاکشناسی دانشگاه گیلان و محقق مرکز تحقیقات چای کشور

چکیده

یکی از روشهای مدیریت پسمانده های کشاورزی و منابع طبیعی، فرآوری و تبدیل آنها به کود آلی(کمپوست) با کیفیت خوب و بازگرداندن آنها به اراضی کشاورزی و منابع طبیعی است. بسیاری از این پسمانده ها، از نظر عناصر غذایی فقیر هستند و میکروارگانیسم های تجزیه کننده مواد آلی، طالب تجزیه آنها نیستند لذا هم سرعت تجزیه آنها و هم کیفیت کمپوست حاصله، پایین خواهد بود. پوست درخت، پسمانده تمام کارخانجات چوکا است و تجمع این پسمانده ها در دراز مدت مشکلات زیست محیطی دارد. این پسمانده ها در برابر تجزیه و پوسیدگی مقاوم هستند و تا ماهها بدون تجزیه باقی می مانند چون از نظر عناصر غذایی فقیر هستند. در این تحقیق اثر افزودن آزولا، بر سرعت و کیفیت کمپوست شدن ضایعات کارخانه چوکا بررسی شد. نتایج حاصله تایید کرد که افزودن آزولا سرعت تجزیه این پسمانده ها را افزایش و کیفیت کمپوست را بهبود بخشید. آزولا به دلیل دارا بودن نسبت کربن به ازت پایین ( درصد ازت بالا)، درصد بالای آب و آزاد سازی تدریجی آن، جمعیت میکروارگانیسم های تجزیه کننده و در نتیجه درجه حرارت را در مواد آلی در حال تجزیه افزایش داد و با ایجاد ساختمان دانه ای در کمپوست، هوادهی آن نیز در زمان تجزیه مطلوب تر شد. در مقایسه با شاهد ( پوست درخت بدون آزولا )، زمان تجزیه کوتاه تر و کمپوست تولید شده از نظر خواص فیزیکی ( قدرت نگهداری آب و ایجاد تهویه مناسب تر) و شیمیایی( نیتروژن و فسفر بیشتر) برای رشد و پرورش گل و گیاهان زینتی در گلخانه ها، نهالستانها، پارکها و فضای سبز شهرداریها ارزش مندتر است و بعد از مصرف در گلدان ها کاهش حجم آن با گذشت زمان از شاهد کمتر بود. .

کلمات كليدي: آزولا، پوست درخت، سرعت تجزیه، کیفیت کمپوست، کود آلی.

مقدمه

یکی از راه های مدیریت پسمانده های کشاورزی و منابع طبیعی، فرآوری و تبدیل آنها به کود آلی است (ملکوتی،1379و هاگا،1990). امروزه کاهش مواد آلی در خاکها از یک سو و تجمع پس مانده های کشاورزی و منابع طبیعی از سوی دیگر از مشکلات زیست محیطی است (افیونی،1378). ضمن اینکه مصرف کمپوست در اراضی کشاورزی و منابع طبیعی یک ضرورت است ولی کیفیت آن نیز بسیار مهم است (پاداشت،1377). تولید سالیانه پوست درختان در کارخانه چوکا وکارگاه های کوچک چوب بری در استان گیلان بعنوان پسمانده و ضایعات به صدها تن می رسد. به علت فقیر بودن پوست درختان از نظر عناصر غذایی بویژه نیتروژن، تبدیل شدن آنها به کود آلی وکمپوست بسیار کند و طولانی است. براساس گزارش یحیی آبادی و امتیازی (1378) میکرو ارگانیسمهای تجزیه کننده مواد آلی تمایل کمی به مصرف و تجزیه این نوع از مواد آلی دارند. به همین دلیل مؤسسات تولید کننده کود آلی بندرت از این ضایعات برای تولید کمپوست استفاده می کنند و حتی کمپوست تولید شده از این پس مانده ها به علت فقیر بودن از نظر عناصر غذایی، توسط مؤسسات پرورش دهنده گل و گیاه و تولید کنندگان نهال، مصرف نمی شود. هدف از این تحقیق، بررسی تأثیر افزودن آزولا بر کاهش مدت زمان لازم برای کمپوست شدن پوست درختان و افزایش کیفیت کمپوست تولید شده است بعبارت دیگر هدف این است که مدت زمان تولید کمپوست از پوست درختان بعنوان پسمانده های کارخانجات چوکا کاهش و کیفیت کمپوست تولیدی از این پسمانده ها افزایش یابد. در این تحقیق فرض شده است که مخلوط کردن پوست درختان با آزولا، می تواند مدت زمان کمپوست شدن را کاهش و کیفیت آنرا بهبود ببخشد. آزولا در بسیاری از مزارع و آب بندانها بطور خودرو و با سرعت بالا رشد می کند لذا جمع آوری آن آسان است، ضمن اینکه در بعضی از استخرها، آب بندانها و مزارع به علت رشد و تجمع بیش از نیاز، جمع کردن آن حتی ضروری است. در این تحقیق، برای ارزیابی کیفیت کمپوست از مقدار اسیدیته، نسبت کربن به نیتروژن، نسبت کربن به فسفر، هدایت الکتریکی و جرم مخصوص و رنگ کمپوست استفاده و با استاندارد های بین الملی مقایسه شد.

مواد و روش ها

پوست انواع درخت در اندازه های متفاوت و بزرگ از کارخانه چوکا تهیه و به ایستگاه تحقیقات چای سیاهکل منتقل شد. یک پلاستیک سفید بزرگ روی زمین هموار پهن و پوست درختان به طول 5-2 سانتی متری ریز و در روی آن ریخته شد. سپس آزولا از آبراه نزدیک ایستگاه تحقیقات چای جمع آوری و بصورت تازه و آبدار با پوست درخت ،مخلوط شد ( بطور حجمی، 30 فرقون پوست تازه درختان با 15 فرقون آزولای تازه مخلوط گردید). سپس یک پلاستیک بزرگ در روی این مخلوط قرار داده شد و هر پنج روز یکبار این مخلوط با بیل دستی هم زده شد. پلاستیک رویی از خروج رطوبت حاصل از تبخیر و پلاستیک زیری از نفوذ شیرابه تولید شده به داخل زمین جلوگیری کرد و در اثر هم زدن در هر پنج روز یکبار، شیرابه تولید شده با مواد اولیه (پوست درخت + آزولا) مخلوط شد لذا هیچگونه آبی در طول مدت تجزیه مواد آلی به کمپوست اضافه نشد. هر 15 روز یک نمونه مرکب از این مخلوط تهیه شد بطوریکه از ده نقطۀ این ترکیب در موقعیت ها و ارتفاع های مختلف نمو نۀ ساده برداشت شد و سپس با هم مخلوط گردید . نمونه مرکب هر 15روز یکبار به آزمایشگاه خاکشناسی دانشگاه گیلان تحویل و پارامترهای مختلف شامل اسیدیته ، هدایت الکتریکی، چگالی، نسبت کربن به نیتروژن، نسبت کربن به فسفر و درجه تیرگی رنگ تعیین شد . درصد نیتروژن در کمپوست به روش کجلدال و کربن آلی با روش والکلی – بلک و فسفر به روش اسپکتروفتومتری ، تعیین شد .

از روش حجمی برای اندازه گیری اسیدیته استفاده شد . یک قسمت کمپوست و 5/2 قسمت آب مقطر به مدت 24 ساعت به حال خود باقی ماند سپس PH آن با دستگاه PH متر اندازه گیری شد .

برای تعیین هدایت الکتریکی (شوری) نمونه ها، سوسپانسیونی با نسبت حجمی 1:5 ( یک قسمت کمپوست و پنج قسمت آب مقطر ) تهیه شده و به مدت 24 ساعت در همان حال نگه داری شد. سپس هدایت الکتریکی آن با هدایت سنج تعیین شد.

جرم مخصوص حقیقی برای هر 2 گرم نمونه با استفاده از پیکنومتر و دسیکاتور و پمپ خلاء اندازه گیری شد .

درجه تجزیه کمپوست با استفاده از روش فشردن نمونه آلی دردست ، تعیین شد . در این روش مقداری از نمونه مرطوب و دردست فشرده می شود. بعد بر اساس رنگ آب (شیرابه ) که از آن خارج می شود و موادی که در دست باقی می ماند درجه تجزیه با استفاده از جدول شماره 1 بدست آمد . رنگ کمپوست با استفاده از دفترچه رنگ مانسل تعیین شد.

نتایج به دست آمده از این آزمایش ها بر حسب زمان تا رسیدن این تغییرات به وضعیت ثابت، رسم، سپس نمونه برداری و انجام آزمایش ها متوقف وبه عنوان پایان مرحله تولید کمپوست تلقی شد.

نتایج و بحث

متوسط دمای توده کمپوست در طول مدت تجزیه شدن حدود 60 – 50 درجه سانتی گراد بود . بنظر می رسد که این دما برای رشد و تکثیر میکرو ارگانیسم های ترموفیل و نیز برای از بین بردن تخم انگل ها و پاتوژن ها مناسب است. گودینی(1373) گزارش نموده که در اثر رشد بیشتر میکروارگانیسم ها تجزیه میکروبی مواد آلی سریع تر انجام و مواد خام زود تر به کمپوست تبدیل می شود (گریاس وهمکاران،1994).

یکی از معیارهای ارزیابی کمپوست نسبت کربن به ازت است. با محاسبه این نسبت می توان در جه رسیدگی کمپوست را تعیین کرد. نسبت کربن به ازت در مخلوط پوست درخت و آزولا در حد مطلوب بود. این نسبت در اوایل تجزیه بیشتر از 10 و در اواخر تجزیه به حدود 10 رسید. در کمپوست هایی که نسبت کربن به ازت بالا باشد، سمّیت اسیدهای آلی و در نسبت کربن به ازت پایین، سمّیت آمونیاک بوجود می آید. در این مطالعه، نسبت کربن به ازت با گذشت زمان کاهش یافت زیرا ازت تقریباً ثابت می ماند. براساس گزارش عزیزی وجعفری صیادی(1384) مقدار ازت نیز در حین هومیفیکاسیون مواد آلی، دارای یک روند کاهشی است ولی هدر رفت آن در مقایسه با کربن بسیار کمتر و کندتر است. کربن به فرم دی اکسید کربن آزاد می گردد، در نتیجه نسبت کربن به ازت در اثر تجزیه ی مواد آلی کاهش می یابد که می تواند بعنوان یک شاخص برای ارزیابی کیفیت کمپوست تلقی شود. براساس گزارش سولیوان ومیلر(2001) می توان گفت که بالا بودن مقدار ازت در آزولا نیز سرعت کاهش این نسبت را در حین تجزیه افزایش داده است. در اوایل کمپوست شدن مقدار آمونیوم و در اواخر کمپوست شدن مقدار نیترات بیشتر بود.

معیار دیگر در ارزیابی کیفیت کمپوست، نسبت کربن به فسفر است. افزودن آزولا به پوست درختان باعث کاهش قابل توجهی در نسبت کربن به فسفر در حین تجزیه و رسیدن آن به حد مطلوب شد ( کمتر از 100 در پایان تجزیه). دلیل این مشاهده می تواند درصد بالای فسفر در آزولا باشد. سرعت کاهش در این نسبت در ماه اول بیشتر از ماههای دیگر بود. بعد از اینکه نسبت کربن به فسفر در کمپوست به کمتر از عدد 100 رسید می توان از آن را به عنوان بستر رشد گل و گیاهان استفاده کرد.

اسیدیته کمپوست نیز در ارزیابی وکاربرد آن نقش مهمی دارد. با توجه به اینکه تبدیل مواد اولیه به کمپوست ، فرآیند بیولوژیکی است لذا مناسب بودن اسیدیته آن بر فعالیت میکرو ارگانیسم ها در طول تجزیه اثر می گذارد .در طی روند هوموسی شدن مواد اولیه، اسیدیته آن بین 5/8 تا 2/7 در نوسان بود. اسیدیته مخلوط پوست درخت و آزولا غالبآ کمتر از 7 و نهایتاً به 2/7 رسید که برای انواع گل و گیاهان مناسب است.

یکی از معیارهای مهم ارزیابی کمپوست هدایت الکتریکی آن می باشد. ریکسی و همکاران(1995) گزارش کرده اندکه کمپوست های با شوری بالا می توانند خاک را شور کنند . برای کاربرد چنین کمپوستهایی در نظر گرفتن دامنۀ تحمل محصول به شوری حائز اهمیت است. افزودن آزولا به پوست درخت در این تحقیق تأثیر چندانی بر هدایت الکتریکی نداشت و فقط به مقدار اندکی هدایت الکتریکی را افزایش داد و شوری آن حداکثر به 4/2 دسی زیمنس بر متر رسید که این مقدار شوری هیچ محدودیتی برای کابرد کمپوست حاصله حتی به صورت خالص نخواهد داشت . هدایت الکتریکی در طول تجزیه مواد آلی بین 4/0 تا 4/2 دسی زیمنس بر متر متغیر بود . معمولا علت افزایش شوری در طول تجزیه مواد آلی در اثر آزاد شدن مواد معدنی در اثر تجزیه است به همین دلیل با گذشت زمان معمولا شوری افزایش میابد . تا پایان ماه سوم کمپوست تولیدی از نظر ایجاد شوری با توجه استانداردهای بین المللی مشکلی ندارد . اما از این زمان به بعد در صورت افزایش هدایت الکتریکی می توان کمپوست را با خاک در نسبت های مختلف مخلوط کرد.

سرعت تجزیه مواد آلی نیز بسیار مهم است. این مطالعه نشان داد که در اثر افزودن آزولای تازه به پوست درختان، در مدت 3 ماه، کمپوست قابل بهره برداری تولید می شود . آزولا به علت حفظ رطوبت و داشتن ازت فراوان، جمعیت میکروبی را در مخلوط آزولا و پوست درختان افزایش و در نتیجه باعث افزایش سرعت تجزیه پوست درختان شد.

یکی از آزمایش های کیفی این بود که مقداری از مخلوط در حال تجزیه و تخمیر را، در کف دست قرار داده و با انگشتان دست آن را فشار می دادیم. رنگ شیرابه خروجی و غلظت آن در مراحل مختلف تجزیه تغییر می کرد. در مراحل اولیه، شیرابه به رنگ روشن و رقیق بود . در مراحل میانی کمی غلیظ و به رنگ قهوه ای روشن و در مراحل پایانی، شیرابه کاملأ غلیظ و به رنگ قهوه ای تیره بود. در مواقعی که انجام تست ها در آزمایشگاه میسر نباشد می توان با این روش ، در مورد رسیدگی کمپوست اظهار نظر کرد که البته به تجربه کافی نیاز دارد.

در طول مدت کمپوست شدن، ابتدا ترکیبات قندی و مواد آسان تجزیه شونده، تجزیه می شوند. این مرحله معمولأ در چند روز اوّل انجام می گیرد. در مرحله بعد ترکیبات سلولزی تجزیه می شود که معمولأ چند ماه بطول می انجامد. مرحله سوم، رسیدگی نام دارد .در این مرحله، تجزیه کاهش یافته و مواد هومیکی تجمع می یابد. مجموعه ی این فرآیند ها تقریباً تا پایان ماه سوم به پایان رسید. شاید یکی از دلایل سرعت فوق العاده این تغییر و تبدیل ها، انجام این این تحقیق در فصل تابستان بود.

بهم زدن مواد اولیه هر پنج روز یک بار باعث هوا دهی آن شد و در نتیجه میکرو ارگانیسم های هوازی غالب شده و سرعت تجزیه مواد آلی بیشتر شد. بر اساس مطالعات انجام شده، در شرایط هوازی، گرمای تولید شده در اثر تجزیه مواد آلی، بسیار بیشتر از تجزیه بی هوازی است. براساس گزارش هسین(1988) ،بطور کلی سرعت تجزیه مواد آلی در شرایط هوازی حدود دو برابر شرایط بی هوازی است که یکی از دلایل آن تولید گرمای بیشتر است . صرف 3 ماه برای تبدیل شدن مواد اولیه به کمپوست در این تحقیق رضایت بخش است.

مناسب بودن رطوبت نیز نقش مهمی در تجزیه مواد آلی دارد. به نظر می رسد که تازه بودن آزولا و آبدار بودن آن ، رطوبت کافی را برای تجزیه و تخمیر پس مانده های پوست درختان ایجاد کرد ضمن اینکه کمپوست تولید شده نیز از رطوبت کافی برخوردار بود .

براساس گزارش چی دومایو (1994) در اختلاط مواد اولیه به منظور تولید کود آلی ، رطوبت و نسبت کربن به نیتروژون دو فاکتور اساسی است و برای تأمین یک نسبت کربن به نیتروژن بهینه ، بایستی مواد اولیه را با نسبت مناسب مخلوط کرد . همچنین مواد خشک و مرطوب را باید با نسبت صحیح با هم مخلوط کرد . برخی مواد نظیر سلولز و الیاف دارای خلل و فرج ، قدرت جذب و نگه داری رطوبت و ترکیبات فرّار هستند دارند به همین دلیل خروج مواد را کاهش می دهند. به نظر می رسد که پوست درختان در کاهش هدر رفت آمونیاک موجود در آزولا بسیار موثر بوده است مؤثر بوده است.

اندازه 2 تا 5 سانتی متری از پوست درختان مختلف ، محدوده ای مناسب تشخیص داده شد . ریز کردن بیش از حد مواد اولیه باعث افزایش دانسیته حجمی کمپوست می شود لذا دی اکسیدکربن تولید شده از توده کمپوست خارج نشده و شرایط بی هوازی شده و روند تولید کمپوست کند می شود .

کمپوست حاصل از مخلوط چوب درختان و آزولا ، تیره رنگ و بویی مثل بوی خاک داشت که حاکی از بلوغ و رسیدگی آن است. پوست درختان در مقابل تجزیه و پوسیدگی مقاومت زیادی نشان داده و تجزیه و فساد آن در شرایط طبیعی نیاز به زمان زیادی دارد ولی افزودن آزولا به آن، مقاومت آن را به تجزیه کاهش و سرعت کمپوست شدن آن را افزایش داد. جرم مخصوص ظاهری و حقیقی تغییر کرد . در حین هوموسی شدن ، جرم مخصوص حقیقی افزایش ولی جرم مخصوص ظاهری کاهش یافت .

نتایج این تحقیق می تواند کشاورزان را به تبدیل پس مانده های کشاورزی و منابع طبیعی به کود آلی و داشتن کشاورزی پایدار با کاهش مصرف کودهای شیمیایی ترغیب و به کاهش آلودگی محیط زیست کمک کند.

جدول 1 - ارزیابی درجه تجزیه کمپوست با استفاده از روش V.POST

نمونه فشرده	بقایای نمونه فشرده	ساختمان گیاه در کمپوست	درجه تجزیه	علامت
رنگ آب صاف تا قهوه ای زرد آب کدر	غیر خمیری	آشکار	تجزیه کم متوسط زیاد	H1 H2 H3
آب کاملا کدر به همراه کمتر از یک سوم تورب	خمیری	به مقدار کم آشکار	ضعیف متوسط خوب تقریبا زیاد	H4 H5 H6 H7
آب خیلی کدر همراه با یک سوم تا دو سوم تورب	فقط بقایای گیاهی مقاوم	غیر آشکار	بسیار تجزیه شده	H8
خمیر با صد در صد تورب چیزی در دست نمی ماند	بقایای گیاهی قابل تشخیص نیست	اصلا قابل تشخیص نیست	قوی تقریبا کامل کامل	H8 H9 H10

پیشنهادات

- 1- استفاده از پسماندهای چوکا برای ساخت کمپوست به جای سوزاندن انها

2- ادامه ازمایشات جهت تعیین نسبت مناسب برای مخلوط کردن کمپوست پوست درخت ازولا با خاک برای گیاهان زینتی

3 - ا ستفاده ازکمپوست تهیه شده برای گیاهان زینتی ونهالستانها و مطالعه آثار مثبت ومنفی اآن

4-توصیه به کارخانه چوکا بمنظور استفاده از آزولا در تهیه کمپوست مناسب از پوست درخت به جای سوزاندن آن

5-ارایه فرمولهای مناسب باضرایب همبستگی بالا بمنظور کاهش هزینه های آزمایشگاهی

6-جایگزین کردن ازمایشهای صحرایی در ارزیابی کیفی کمپوست بجای کار آزمایشگاهی

تشکر وقدردانی

ازپروفسور پیروز عزیزی، استاد باز نشسته گروه خاکشناسی دانشگاه گیلان بخاطر تحقیقات ارزشمندشان در دهه گذشته در زمینه تولید هوموس از پسمانده های کشاورزی و منابع طبیعی تشکر و قدردانی می گردد.

منابع

افیونی ،م و ی ، رضایی نژاد. 1378. اثر مواد آلی بر خواص شیمیایی خاک ، عملکرد و جذب عناصر به وسیله درخت .

پاداشت ، م. 1377. بررسی برخی ویژگی های کمپوست به منظور کشت و کار گلخانه ای. پایان نامه ارشد. دانشگاه تهران.

گودینی، ح. 1373. بررسی اثرات هوادهی (زیر و رو کردن ) ، رطوبت و زمان بر روی تثبیت و کیفیت کمپوست زباله های شهری . دانشکده بهداشت . دانشگاه اصفهان.

عزیزی، پ، جعفری صیادی ،ع. 1384. مواد هوموسی (ترجمه). انتشارات دانشگاه گیلان.

ملکوتی ، م. 1379. کشاورزی پایدار و افزایش عملکرد با بهینه سازی مصرف کود در ایران. نشر آموزش کشاورزی. تهران. چاپ دوم

یحیی آبادی ،م و گ ، امتیازی. 1378. تغییرات کمی و کیفی میکروا رگانیسم های خاک پس از افزودن مواد زاید شهری و کشاورزی. ششمین کنگره علوم خاک ایران . دانشگاه فردوسی مشهد .

Chidumayo, E.N . 1994 . Effects of wood carbonization on soil and initial development of seedlings in miombo woodland ,zembia.For ecol manage.70 : 353-357 .

Grebus , M.E . Watson , M.E and Hoitink , H.A.J. 1994. Biological, Physical and chemical properties of composted yard trimmings as indicators of maturity and plant disease suppression. Compost Science and Utilization. 2(1): 57-71.

Haga, K . 1990 . production of compost from organic wastes . Extension Bulletin No . 311 . food and Fertilizer Technology Center , Taiwan .

Hsien, C . C . 1988 . Recent advances in the processing of swine wastes in Taiwan . Roc : A new aerobic digestion system . Extension Bulletin , No. 279 . food and Fertilizer Technology Center . Taiwan.

Ricci , M.D.Casali, A.M. and Ruzi , H. A . 1995 . Nutrient contents of two lettuce cultivars fertilized with organic compost . Pesquisa Agropecuaria Brasileira . 30(8) : 1035 – 1039

Sullivan D and Miller , R . O . 2001 . compost Quality Attributes , Measurements , and Variability . In : compost utilization in horticultural copping systems . J . Stoffella , P , A . Kahn , B . (Edts) . LEWIS PUBLISHERS . pp . 95 – 134.

اثر استفاده از آزولا بر سرعت تولید کمپوست از پسمانده های کارخانه چوکا

مطالب مشابه :

کارتهای مهرگستر جوان و نوجوان

اثر استفاده از آزولا بر سرعت تولید کمپوست از پسمانده های کارخانه چوکا

کشاورزی ارگانیک در ایران

چرا " مهندسی فضای سبز" رشته ای مبهم و مهجور مانده است؟

از طریق اینترنت خرید و فروش کنید !

راه اندازی سامانه الکترونیکی سابکا

كود دهي گياهان گلخانه اي