مطالعه اثر کاربرد کمپوست پسماند شهری و نیتروژن بر عملکرد و غلظت فلزات سنگین در خاک و اندام هوایی اسفناج (Spinacea oleracea L.)

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 و نیتروژن بر عملکرد اسفناج و غلظت فلزات سنگین در خاک و مجصول اسفناج، یک آزمایش مزرعه‌ای با 9 تیمار در قالب طرح آماری فاکتوریل اجرا شد. اثر کمپوست پسماند شهری، اثر نیتروژن و اثر متقابل آن‌ها بر عملکرد از نظر آماری معنی‌دار بود. بالاترین عملکرد اسفناج به میزان 68600 کیلوگرم در هکتار، از مصرف 20 تن در هکتار کمپوست همراه با 200 کیلوگرم در هکتار نیتروژن به‌دست آمد که مصرف این سطح کمپوست پسماند شهری، غلظت کادمیوم، نیکل، سرب و کروم را در اندام هوایی اسفناج به ترتیب به میزان 700، 279 ، 471 و 272درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش معنی‌دار داد که افزایش غلظت عناصر کادمیوم، نیکل و کروم بیش از حداکثر مجاز غلظت فلزات سنگین در اندام هوایی اسفناج بود. از طرف دیگر کاربرد 10 تن در هکتار کمپوست پسماند شهری به همراه 200 کیلوگرم در هکتار نیتروژن، 67300 کیلوگرم در هکتار محصول تولید نمود که فلزات سنگین در محصول در محدوده مجاز قرار داشتند. مصرف کمپوست پسماند شهری غلظت کل سرب، نیکل، کادمیوم و کروم خاک را نیز به طور معنی‌داری افزایش داد، اما این افزایش از محدوده مجاز فراتر نبود. با این وصف، استفاده محدود از کمپوست پسماند شهری به میزان 10 تن در هکتار همراه با 200 کیلوگرم در هکتار نیتروژن، همراه با پایش غلظت این فلزات در خاک و گیاه می‌تواند موجب افزایش عملکرد محصول اسفناج گردد، بدون آن که غلظت فلزلت سنگین در محصول و خاک از محدوده استاندارد فراتر رود.

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
 
اسفندیاری بیات. م.، افتخاری، س. ع و حیدری، م. 1393. اثر نیتروژن بر تجمع نیترات و آنزیم نیترات­ردوکتاز در برخی توده های بومی اسفناج ایران. مجله تولیدات گیاهی. جلد 37، شماره1
امامی، ع.، 1375­. روش­های تجزیه گیاه (جلد اول)، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات خاک وآب ، نشریه فنی شماره 982، کرج، ایران
 
ایمانی، م. ر. 1391 . اثر تاریخ کاشت پاییزه و روش کاشت بر عملکرد و اجزاء عملکرد اسفناج رقم ورامین 88 . مجله به زراعی نهال و بذر، جلد 4، 449-457
 
سیلسپور، م و ملاحسینی، ح. 1384، تولید پایدار، ارتقای عملکرد و بهبود کیفیت با مصرف بهینه کود در محصولات سبزی و صیفی، نشریه فنی، موسسه تحقیقات خاک و آب، کرج، ایران
 
سیلسپور، م و ممیزی، م. ر. 1385. مدیریت تغذیه نیتروژن در محصولات سبزی و صیفی. انتشارات مرز دانش. تهران، ایران
 
سیلسپور، م. 1397. ارزیابی مزرعه ای کمپوست پسماند شهری و نیتروژن بر عملکرد و خصوصیات کیفی پنبه و برخی ویژگی­های شیمیایی خاک. پژوهش های پنبه ایران. جلد شش، شماره2
 
صادقی­پور­مروی, م. 1394. اثر مصرف مقادیر مختلف کود حیوانی و نیتروژن بر خصوصیات کمی و کیفی اسفناج. پژوهش­های کاربردی زراعی. 28(3), 53-64
صفر م.ر. 1369 . مطالعات خاکشناسی ایستگاه تحقیقاتی اصلاح نهال و بذر ورامین (ورامین پیشوا). نشریه 808 . موسسه تحقیقات خاک و آب.  کرج. ایران
 
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، کرج، ایران
 
علی­احیایی، م.، ع. ا. بهبهانی­زاده.، 1372­. روش­های تجزیه شیمیایی خاک. سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی ، موسسه تحقیقات خاک وآب، نشریه فنی شماره 893، کرج، ایران
 
فلاح مرتضی نژاد لیالستانی، س، م.، پیوست، غ و الفتی، ج. ۱۳۹۲. اثر کوددهی شیمیایی آلی بر عملکرد و مقدار آهن در اسفناج (Spinacea oleracea. L) دومین کنگره ملی کشاورزی ارگانیک، اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی،
 
قلاوند، ا.، حمیدی، آ.، دهقان شعار، م و ملکوتی، م. ج.  ۱۳۸۵، کاربرد کودهای زیستی (بیولوژیک)، راهبردی بوم شناختی برای مدیریت پایدار بوم نظام های زراعی، نهمین کنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات، کرج، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر
کاوه، س.، فکری، م.،  محمود آبادی،­م و  برومند، ن. 1388. تاثیر استفاده از کمپوست زباله شهری بر مقدار عناصر سنگین در خاک. همایش ملی مدیریت بحران آب. دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت
 
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
 
معافپوریان، غ.، مرادی، ح.، تدین، م.س. 1388. اثر مقادیر مختلف کود اوره بر عملکرد و تجمع نیترات در اندام های قابل مصرف اسفناج. یازدهمین کنگره علوم خاک ایران
 
chiba 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.
 
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
 
Badran, F. S. and Safwat. M. S. 2004. Response of fennel plants to organic manure and bio-fertilizers in replacement of chemical fertilization. Egyptian Journal of Agricultural Research, 82: 247-256.
 
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, 1006-1013
 
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)
 
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.
 
EFSA, 2008. Nitrate in vegetables: scientific opinion of the panel on contaminants in the food chain. European Food Safety Authority Journal 689: 1-79.
 
Kabata-Pendias A., and Mukherjee B.A. 2007. Trace Elements from Soil to Human. Springer. 561p.
 
Kawazu Okimura, Y. M., Ishii, T., and Yui. S. 2003. Varietals and seasonal difference in oxalate content of spinach. Scientia Horticulturae 97: 203-210.
 
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
 
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.
 
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.
Nazemi, S., Asgari, A.R and  Raei. M. Survey. 2012. The Amount of Heavy Metals in Cultural Vegetables in Suburbs of Shahroud. Iran J Health Environ. 3, 2: 195-202.
 
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.
 
Ramadassa, K and Subramanian P. 2007. Effect of enriched municipal solid waste compost application on soil available macronutrients in the rice field. Archives of Agronomy and Soil Science. 53 (5)
 
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.
 
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.
 
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., 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.
Weber, J., A. Karczewska, J. Drozd, M. Licznar, S. Licznar, E. Jamroz, and A. Kocowicz. 2007. Agricultural and ecological aspects of a sandy soil as affected by the application of municipal solid waste composts. Soil Biology and Biochemistry 39:1294-1302.
 
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. 2010. Genotypic variations in the accumulation of Cd exhibited by different vegetables. J Environ Sci (China). 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.
 
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.
 
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.