بررسی اثرات کاربرد کمپوست پسماند شهری و نیتروژن بر عملکرد و غلظت فلزات سنگین در خاک و میوه گوجه فرنگی(Solanum lycopersicum)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

عضو هیات علمی بخش تحقیقات کشت گلخانه ای، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان تهران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی

چکیده

به‌منظور ارزیابی اثرات کاربرد کمپوست پسماند شهری بر عملکرد، غلظت نیترات میوه و برخی خصوصیات شیمیایی خاک، یک آزمایش مزرعه‌ای با 9 تیمار در قالب طرح آماری کرت‌های خرد شده در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان تهران اجرا شد. اثر کمپوست پسماند شهری، اثر نیتروژن و اثر متقابل آنها بر عملکرد در سطح یک درصد آماری معنی‌دار بود. بالاترین عملکرد میوه به میزان 68785 کیلوگرم در هکتار، از مصرف 20 تن در هکتار کمپوست همراه با 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن به‌دست آمد. مصرف 20 تن در هکتار کمپوست پسماند شهری غلظت سرب، کادمیوم و نیکل در میوه گوجه فرنگی را به ترتیب به میزان 2804، 2400 و 3022 درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش معنی‌دار داد، با این وجود، غلظت هیچ یک از عناصر فوق در میوه، بیش از حداکثر مجاز استاندارد ملی کشور نبود. هم‌چنین مصرف کمپوست پسماند شهری موجب افزایش غلظت کل سرب، نیکل و کادمیوم خاک گردید که در این افزایش غلظت نیز در محدوده مجاز بود. با توجه به نتایج به دست آمده، از کمپوست پسماند شهری به میزان 20 تن در هکتار همراه با 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن می‌توان برای نیل به حداکثر عملکرد با تاکید بر غلظت مجاز فلزات سنگین سود جست.

کلیدواژه‌ها


ابراهیمی، ع.، رحیمی، ق.، مرادی، ص و یاری، م. 1397. اثر کمپوست زباله شهری، کود مرغی و گاوی بر دسترسی عناصر سنگین در سه بافت خاک. تحقیقات کاربردی خاک جلد 6، شماره 3

امامی، ع. 1375. روش های تجزیه گیاه. نشریه فنی شماره 982 ، انتشارات موسسه تحقیقات خاک و آب، تهران.

کمپوست، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی. استاندارد ملی ایران شماره 10716، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.کرج. تهران بی­نام. 1389. خوراک انسان، دام، بیشینه رواداری فلزات سنگین. استاندارد ملی ایران شماره 12968، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.کرج. تهران

داوری­نژاد، غ.، غ. حق­نیا. و ا. لکزیان. 1383. تاثیر کودهای دامی و کمپوست غنی شده بر عملکرد گمدم. مجله علوم و صنایع کشاورزی. جلد 18، شماره 1.

رضایی، ح. 1390. مروری بر استفاده از کودهای دامی در کشاورزی ایران. مجله مدیریت اراضی. جلد1. موسسه تحقیقات خاک و آب. کرج ایران.

سماوات، سعید.۱۳۸۹­ . نقش مدیریت مواد آلی خاک در حاصلخیزی خاک (مسایل و محدودیتها). اولین کنگره چالش­های کود در ایران، تهران، ایران

سیلسپور، م و ممیزی، م. ر. 1385. مدیریت تغذیه نیتروژن در محصولات سبزی و صیفی. انتشارات مرز دانش. تهران، ایران

سیلسپور، م.1390.کمپوست زباله شهری و استانداردهای آن. کشاورزی پایدار و توسعه.شماره 35-34.صفحه 23-18

سیلسپور، م. 1397. ارزیابی مزرعه ای کمپوست پسماند شهری و نیتروژن بر عملکرد و خصوصیات کیفی پنبه و برخی ویژگی های شیمیایی خاک. پژوهش های پنبه ایران. جلد شش، شماره2

صلحی،م.، م. ج. ملکوتی و س، سعادت.1384. پراکنش و غلظت مجاز فلزات سنگین در چرخه حیات. نشریه فنی شماره 470. موسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران

طالب­زاده، ز. 1383. بررسی اثرات شوری بر جوانه­زنی و رشد گیاهچه­های گوجه­فرنگی. پایان­نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه فردوسی مشهد.

علی­احیایی، م.، ع.ا. بهبهانی زاده.، 1372 . روش های تجزیه شیمیایی خاک. سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی ، موسسه تحقیقات خاک وآب، نشریه فنی شماره 893، تهران، ایران

امامی، ع.، 1375 . روش های تجزیه گیاه (جلد اول)، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات خاک وآب ، نشریه فنی 982

کاوه، س.، فکری، م.،  محمود آبادی، م و  برومند، ن. 1388. تاثیر استفاده از کمپوست زباله شهری برمقدار عناصر سنگین در خاک. همایش ملی مدیریت بحران آب. دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت

Achiba W.B., Gabteni N., Lakhdar A., Du Laing G., Verloo M., Jedidi N., and Gallali T. 2009. Effects of 5-year application of municipal solid waste compost on the distribution and mobility of heavy metals in a Tunisian calcareous soil. Agriculture, Ecosystems and Environment, 130(3): 156-163.

Alam, M., M. Rahman, M. Mamun, Ahmad and and K Islam. 2006. Enzyme activities in relation o sugar accumulation in tomato. Pakistan Academic Science, 43, 241-248.

Amusan, A.O., Adetunji., M.T, Azeez., J.O, and Bodunde., J.G. 2011. Effect of the integrated use of legume residue, poultry manure and inorganic fertilizers on maize yield, nutrient uptake and soil properties. Nutr Cycl Agroecosyst 90(3):321–330

Annabi, M., Houot S. and rancou. C.F. 2007. Soil aggregate stability improvement with urban composts of different maturities. Soil Sci. Soc. Am, J. 71, 413-423.

Asgharipour,R and Mohammad. A. 2010. Growth and Elemental Accumulation of Tomato Seedlings Grown in Composted Solid Waste Soil Amended. American-Eurasian Journal of Sustainable Agriculture, 4(1): 94-101, 2010

Baldantoni, D., Leone, A., Iovieno, P., Morra, L., Zaccardelli, M. and Alfani, A. 2010. Total and available soil trace element concentrations in two Mediterranean agricultural systems treated with municipal waste compost or conventional mineral fertilizers. Chemosphere 80, 1006 a Tun

Convertini,J., Ferri. D., Montemurro. F. and Maiorana.M. 2004. Effects of municipal solid waste compost on soils cropped with tomato and sunflower in rotation with durum wheat. ISCO 2004 - 13th International Soil Conservation Organisation Conference – Brisbane, July 2004.Conserving Soil and Water for Society: Sharing Solutions.Paper No. 628 page 1. Istituto Sperimentale Agronomico, Via C. Ulpiani, 5 – 70125 Bari (Italy)

De Araújo, A.S.F., de Melo, W.J. and Singh, R.P., 2010. Municipal solid waste compost 447 amendment in agricultural soil: Changes in soil microbial biomass. Reviews in  Environmental Science and Biotechnology 9, 41-49.

Deportes, I., Benoit-Guyod, J., Zmirou, D., 1995. Hazard to man and the environment posed by the use of urban waste compost: a review. Sci. Total Environ. 172, 197–222.

Dordas, C.A., and Sioulas, C. 2008. Safflower yield, chlorophyll content, photosynthesis, and water use efficiency response to nitrogen fertilization under rainfed conditions. Industrial Crops and Products. 27(1), pp.75-85.

Giannakis, G.V., Kourgialas, N.N. and Paranychianakis N.V. 2012. Effects of municipal solid waste compost on soil properties and vegetables growth. Msc thesis. School of Environmental Engineering, Technical University of Crete, Greece.

Gliessman, S. 2007. Agroecology: The ecology of sustainable food systems (2nded.). Boca Raton. CRC Press

He,X., Logan, T. and Traina, S. 2007.Physical and  Chemical characteristics of selected U.S. municipal solid waste compost. J. Environ Qual. 24, 543-552.

Hernando, S., Lobo, M., and Polo. A.1989.Effect of application of municipal refuse compost on the physical and chemical properties of soil. Sci. Total Environ. 81/82, 589-596.

Hu, Y. and Barker A.V. 2004. Evaluation of composts and their combinations with other materials on tomato growth. Commun Soil Sci Plant Anal 35:2789–2807

Kabata-Pendias A., and Mukherjee B.A. 2007. Trace Elements from Soil to Human. Springer. 561p.

Lakhdar, A., Iannelli, M.A., Debez, A., Massacci, A., Jedidi, N. and Abdelly, C. 2010. Effect  of municipal solid waste compost and sewage sludge use on wheat (Triticum aestivum): growth, heavy metal accumulation and antioxidant activity. J. Sci.Food Agric. 90, 965–971

Lalande, R., Gagnon., B.R. Simard, R.and Cote. D. 2000. Soil microbial biomass and enzyme activity following liquid hog manure in a long term field trial. Canadian Journal of Soil Science, 80, 263-269.

Madrid F., Lopez R., and Cabrera F. 2006. Metal accumulation in soil after application of municipal solid waste compost under intensive farming conditions. Agriculture, Ecosystems and Environment, 119(3): 249-256.

Maftoun, M., Moshiri, F., Karimian, N., Ronaghi, A., 2004. Effects of two organic wastes in combination with phosphorus on growth and chemical composition of spinach and soil properties. J. Plant Nutr. 27 (9), 1635–1651.

Maho, M., Rosen, C and Halbach, T.2000. Nitrogen availability and leaching from soil amended with municipal solid waste compost. J. Environ.Qual. 28, 1074–1082.

Malakoutian, M., Mesraghani, M. add Danesh pazhouh, M.2011. A Survey on Pb, Cr, Ni and Cu Concentrations in Tehran Consumed Black Tea: A Short Report. J Rafsanjan Univ Med sci; 102: 138- 139.

Martin, D., Lal, T., Sachdev, C.B. and Sharma, J.P.  2010. Soil organic carbon storage changes 475 with climate change, landform and land use conditions in Garhwal hills of the Indian 476 Himalayan mountains. Agriculture, Ecosystems and Environment 138, 64-73.

Maynard, A. 1995. Cumulative effect of annual additions of MWC compost on the yield of field-grown tomatoes. Compost Sci Util 3:55–63

Montemurro, F., Maiorana, M., Convertini, G., and Ferri, D. 2006. Compost organic amendments in fodder crops: effects on yield, nitrogen utilization and soil characteristics. Compost Sci. Util. 14 (2), 114–123.

Murphy, C., Warman, P.R., 2001. Effect of MSW compost applications on low-bush blueberry soil and leaf tissue trace elements. In: Proceedings of the 6th International Conference on the Biogeochemistry of Trace Elements, Guelph, ON, p. 166.

Nazemi, S., Asgari, A.R and  Raei. M. Survey the Amount of Heavy Metals in Cultural Vegetables in Suburbs of Shahroud. Iran J Health Environ. 2010; 3, 2: 195-202.

Neto, M.S., Scopel, E., Corbeels, M., Cardoso, A.N., Douzet, J.M., Feller, C., Piccolo, M.D.C., Cerri, C.C. and  Bernoux, M., 2010. Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based  cropping systems in the Brazilian Cerrado: An on-farm synchronic assessment. Soil and  Tillage Research 110, 187-195.

Ozores-Hampton, M. and Hanlon, E., 2006. Cadmium, copper, lead, nickel and zinc concentrations in tomato and squash grown in MSW compostamended calcareous soil. Compost Sci. Util. 5 (4), 40–46.

Pinamonti, F., Nicolini, G., Dalpiaz, A., Stringari, G. and Zorzi, G. 1999.Compost use in viticulture: effects on heavy metal levels in soil and plants. Commun. Soil Sci. Plan. 30 (9–10), 1531–1549.

Radu, L. and Anca-Rovena L. 2008. Vegetable and fruits quality within heavy metals polluted areas in Romania. Carpath J Earth Env. 2008; 3, 2: 115-29.

Rajaie, M and  Tavakoly, A. R. 2016. Effects of municipal waste compost and nitrogen fertilizer on growth and mineral composition of tomato. Int J Recycl Org Waste Agricult.

Rigane, M.K. and Medhioub, K. 2011. Assessment of properties of Tunisian agricultural waste  composts: Application as components in reconstituted anthropic soils and their effects on tomato yield and quality. Resources, Conservation and Recycling 55, 785-792.

Serra, C.,  Houot, S. and Barriuso. E. 1996. Modification of soil water retention and biological properties by municipal solid waste compost. Compost science and utilization.9(4) 44-52.

Shanmugam, G.S and.Warman, P.R. 2004. Soil and plant response to organic amendments to three strawberry cultivars. In: Martin-Neto, L., Milori,D., daSilva, W. (Eds.), Proceedings of the International Humic Substances Society. Embrapa (Pub.), Sao Pedro, pp. 230–232.

Smith, S.R., 2009. A critical review of the bioavailability and impacts of heavy metals in municipal solid waste composts compared to sewage sludge. Environ. Int. 35,142 Hum

Soumare, M., Tack, F and Verloo, M.2003.Characterisation of Malian and Belgian solid waste composts with respect to fertility and suitability for land application. Waste Manag. 23, 517-522.

Soumare, M., Tack, F and Verloo. M. 2003.Characterisation of Malian and Belgian solid waste composts with respect to fertility and suitability for land application. Waste Manag. 23, 517-522.

Soumare, M., Tack, F.and Verloo, M. 2003.Characterisation of Malian and Belgian solid waste composts with respect to fertility and suitability for land application. Waste Manag. 23, 517-522.

Sullivan, D. M., Bary, A. I., Thomas, D. R., Fransen, S. C. and Cogger, C. G. 2002. Food waste compost effect on fertilizer nitrogen effectively, available nitrogen and and tall fescue yield. Soil Science Society of American Journal, 66: 154-161.

Tisdell, S., Breslin, V., 1995. Characterization and leaching of elements from municipal solid waste compost. J. Environ. Qual. 24, 827–833.

Viaud, V., Angers, D.A. and Walter, C., 2010. Toward landscape-scale modeling of soil organic 528 matter dynamics in agroecosystems. Soil Science Society of America Journal 74, 1847-529 1860.

Walter, I., Martinez, F. and Cuevas, G. 2006. Plant and soil responses to the application of composted MSW in a degraded, semiarid hrubland in central Spain. Compost Sci. Util. 14 (2), 147–154.

Walter, I., Martinez, F. and Cuevas, G., 2006. Plant and soil responses to the application of composted MSW in a degraded, semiarid shrubland in central Spain. Compost Sci. Util. 14 (2), 147–154.

Warman, P.R and Shan. V. 2004. Influence of source – separated MSW compost on vegetable crop growth and soil properties: year 3. In: Proceeding of the 8th Annual Meeting of the Composting Council of Canada, Ottawa, Ontario, November 3-5, pp. 263-273.

Warman, P.R., 1995. Bioavailability of As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb,Se, and Zn from biosolids amended compost. Compost Sci. Util. 3 (4),40-50

Warman, P.R., 2001. Municipal solid waste compost effects tomato leaf tissue: essential plant nutrients and trace elements. In: Proceedings of the 6th International Conference on the Biogeochemistry of Trace Elements, Guelph, ON, p. 167.

Warman, P.R., 2001. Municipal solid waste compost effects tomato leaf tissue: essential plant nutrients and trace elements. In: Proceedings of the 6th International Conference on the Biogeochemistry of Trace Elements, Guelph, ON, p. 167.

Warman, P.R., Murphy, C and Burnham J. 2004. Soil and plant response to MSW compost applications on lowbush blueberry fields in 2000 and 2001. Small Fruit Rev. 3 (1/2), 19–31.

Yadav, R.L., Dwivedi, B.S and Pandey, P.S. 2000. Rice–wheat cropping system: assessment of sustainability under green manuring and chemical fertilizer inputs. Field Crops Res. 65, 15–30.

Yadvinder, S., Ladha B.S., Khind J.K., Gupta, C.S and Pasuquin, O.P. 2004. Long-term effects of  organic inputs on yield and soil fertility in rice–wheat rotation. Soil Sci. Soc. Am. J. 68, 845– 853.

Yalcin, M.G, Battaloglu, R, and  Ilhan S. Heavy metal sources in Sultan Marsh and its neighborhood, Kayseri, Turkey. Environ Geol. 2007; 53, 2: 399-415.

Yang, J., Guo, H., Ma, Y., Wang, L., Wei, D. and Hua L. Genotypic variations in the accumulation of Cd exhibited by different vegetables. J Environ Sci (China). 2010; 22, 8: 1246–1252.

Zhang, M., Heaney, D and Henriquez. B. 2006. A four year study on influence of biosolids/MSW cocompost application in less productive soils in Alberta: nutrient dynamics. Compost Sci. Util. 14 (1), 68–80.

Zheljazkov, V. and Warman, P.R. 2004a. Source-separated municipal soil waste compost application to Swiss chard and basil. J. Environ. Qual.33, 542–552.

Zheljazkov, V. and Warman, P.R. 2004b. Phytoavailability and fractionation of copper, manganese, and zinc in soil following application of two composts to four crops. Environ. Pollut. 131, 187–195.

Zheljakov, V., Astatkie, T., Caldwell, C.D., MacLeod, J., and Grimmett, M. 2006. Compost, manure, and gypsum application to timothy/red clover forge. J. Environ. Qual. 35, 2410-2418.

Zinati, G.M., Li, Y.C. and Bryan, H.H., 2001. Utilization of compost increases organic carbon and its humin, humic and fulvic acid fractions in calcareous soil. Compost Sci. Util. 9 (2), 156–162.