بررسی اثر ورمی‌کمپوست و زغال زیستی بر برخی ویژگی‌های کمی و کیفی گوجه فرنگی تحت شرایط شوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه باغبانی، واحد گرمسار، دانشگاه آزاد اسلامی، گرمسار، ایران

چکیده

در سال­های اخیر استفاده از کودهای آلی جهت کاهش مصرف کودهای شیمیایی افزایش یافته است. زغال زیستی و ورمی­کمپوست از مهمترین انواع کودهای آلی هستند. هدف از انجام این مطالعه بررسی اثر دو سطح زغال زیستی و ورمی­کمپوست بر ویژگی­های گیاه گوجه فرنگی در شرایط شور است. مطالعه حاضر به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار صورت گرفته است. فاکتورهای مورد مطالعه شامل دو سطح زغال زیستی پسماند چای (2 و 4 درصد) و دو سطح ورمی­کمپوست (20 و 40 درصد حجمی) در دو شرایط شور و غیر شور بر روی گوجه فرنگی رقم چری است. پارامترهای عملکرد میوه، تعداد میوه، وزن میوه و ارتفاع گیاه، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، آهن و قند در میوه گیاه اندازه­گیری شد. بیشترین عملکرد و آهن در تیمار 40 درصد ورمی­کمپوست در شرایط بدون شوری به ترتیب معادل 1247 گرم در هر گلدان و 006/0 درصد به دست آمده است. همچنین نتایج نشان داد که شوری سبب کاهش 68 درصدی در عملکرد شده است. نتایج به دست آمده نشان داده است که سطح دوم ورمی­کمپوست دارای بهترین بهبود در ویژگی­های کمی و کیفی گیاه گوجه فرنگی بود. نتایج نشان داده است که استفاده از دو نوع کود آلی ورمی­کمپوست و زغال زیستی پسماند چای سبب افزایش کمیت و کیفیت گوجه فرنگی شده است. به طور کلی با توجه به نتایج به دست آمده می­توان استفاده از زغال زیستی و ورمی­کمپوست حاصل از بقایای بوته چای و پسماند شهری به عنوان منبع مناسبی جهت تامین عناصر غذایی مورد نیاز گوجه فرنگی را توصیه کرد.

کلیدواژه‌ها


 
ابریشمچی، پ.، گنجعلی، ع.، بیک خورمیزی، ع. و آوان ا. 1392. تاثیر ورمی­کمپوست بر جوانه­زنی و رشد گیاهچه­ای ارقام موبیل و سوپراوربینای گوجه فرنگی، علوم باغبانی (علوم و صنایع کشاورزی). 27(4): 383-393.
امامی، ع،د.  1375. روش­های تجزیه گیاه، نشریه فنی موسسه تحقیقات آب و خاک، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی. 1(982):28-58
باوریانی، م.، رونقی، ع.م.، کریمیان، ن.، قاسمی، ر. و یثربی، ج. 1394. اثر بیوچار تهیده شده از کود مرغی در دماهای متفاوت بر ویژگی­های شیمیایی یک خاک آهکی، نشریه علوم آب و خاک. 20(75): 73-89
 
سلطانی طولارود، ع.ا.، ضیاتبار، س.ر.، اسماعیلپور، ب.، عباس­زاده دهجی، پ. و خاوازی، ک. 1393. اثر کودهای زیستی و آلی بر غلظت عناصر غذایی و برخی شاخص­های رشدی گوجه فرنگی، تحقیقات کاربردی خاک. 2(2): 105-118.
کشاورز، پ. 1392. تغییرات شیمیایی خاک، ترکیب عناصر غذایی و عملکرد گوجه فرنگی در پاسخ به مصرف کمپوست پسماند شهری، مجله پژوهش­های خاک (علوم خاک و آب). 27(2): 169-178.
مریوانی، ف.، قادری، ن. و جیرانی، م. 1393. بررسی اثرات کود زیستی و حیوانی بر عملکرد و برخی خصوصیات میوه توت فرنگی، سومین کنگره ملی کشاورزی ارگانیک و مرسوم مرداد ماه. دانشگاه محقق اردبیلی.
میرزایی تالارپشتی، ر. و  رستمی، م. 1395. تأثیر کودهای آلی و شیمیایی بر ویژگی­های رشدی، عملکرد و اجزاء عملکرد گوجه فرنگی، نشریه پژوهش­های زراعی ایران. 14(4): 675-685.
ویسی،  ا.، بیناییان، ا. و صالحی­نیا، ز. 1393. مقایسه تأثیر کودهای ورمی­کمپوست، کود دامی و کود شیمیایی بر عملکرد و کیفیت گوجه فرنگی گلخانه­ای، نشریه فیزیولوژی محیطی گیاهی. 9(36): 21-33.
روحانی، ن.س.، نعمتی، ح.، مقدم، م.، اردکانیان، و. 1395. اثر تنش شوری بر خصوصیات فیزیولوژیک و چگونگی جذب عناصر سدیم و پتاسیم در اندام هوایی و غده سه رقم تربچه، نشریه علوم و فنون کشت­های گلخانه­ای. 7(27): 169-178.­
Abduli, M. A., Amiri, L., Madadian, E., Gitipour, S., and S. Sedighian. 2013. Efficiency of Vermicompost on Quantitative and Qualitative Growth of Tomato Plants. International Journal of Environmental Research. 7(2): 467-472.
Akhtar, S. S., Li, G.,  Andersen, M. N., and  F. Liu. 2014. Biochar enhances yield and quality of tomato under reduced irrigation. Agricultural Water Management. 138:37-44.
Atiyeh, R. M., Arancon, N. Q., Edwards, C. A., and J. D. Metzger. 2001. The influence of earthworm processed pig manure on the growth and productivity of marigolds. Bioresource Technology. 81:103-108.
Atiyeh, R. M., Edwards, C. A., Subler, S., and J. D. Metzger. 2000. Earthworm processed organic wastes as components of horticultural potting media for growing marigold and vegetable seedlings. Compost Science and Utilization. 8: 215-223.
Atkinson, C. J., Fitzgerald, J. D., and N. A. Hipps. 2010. Potential mechanisms for achieving agriculturalbenefits from biochar application to temperate soils: A review. Plant Soil. 337: 1–18.
Balogh, A. Pepo, P., and M. Hornok. 2006. Interactions of crop year, fertilization and variety in winter wheat management. Cereal Research Communications. 34 (1): 389-392.
Basker, A., Macgregor, A. N., and J. H. Kirkman. 1993. Exchangeable potassium and other cations in non-ingested soil and casts of two species of pasture earthworms. Soil Biology and Biochemistry. 25: 1673-1677.
Bremner, J. M. 1996. Nitrogen-total. In: Sparks, D.L., (Eds.), Methods of Soil Analysis, Part 3- Chemical Methods. Agro Mono, vol. 9. ASA and SSSA, Madison, WI. pp 1085-1121.
Burrell, L. D., Zehetner, F., Rampazzo, N., Wimmer, B., and G. Soja. 2016. Long-term effects of biochar on soil physical properties. Geoderma. 282: 96-102.
Carvalho, M., Madari, B., Bastiaans, L., Oort, P. V., Leal, W., and A. Heinemann. 2016. Properties of a clay soil from 1.5 to 3.5 years after biochar application and the impact on rice yield. Geoderma. 276: 7–18.
Cavender, N. D., Atiyeh, R. M., and M. Knee. 2003. Vermicompost stimulates mycorrhizal colonization of roots of sorghum bicolor at the expense of plant growth. Pedobiologia. 47: 85-89.
Chan, K. Y., Van Zwieten, L., Meszaros, I., Downie, A., and S. Joseph. 2007. Agronomic values of green waste biochar as a soil amendment. Austral. Soil Research. 45: 629-634.
Czekala, W., Jeżowska, A., and D. Chełkowski. 2018. The Use of Biochar for the Production of Organic Fertilizers. Journal of Ecological Engineering. 20(1): 1-8
Deenik, J. L., McClellan, T., Uehara, G., Antal, M. J., and S. Campbell. 2010. Charcoal volatile matter content influences plant growth and soil nitrogen transformations. Soil Science Society of America Journal. 74(4): 1259-1270.‏
Deluca, T. H., Gundale, M. J., MacKenzie, M. D., and D. L. Jones. 2015. Biochar effects on soil nutrient transformations. Biochar for environmental management: Science, Technology and Implementation. 2: 421-454.‏
Demir, K., Sahin, O., Kadioglu, Y. K., Pilbeam, D. J., and A. Gunes. 2010. Essential and non-essential element composition of tomato plants fertilized with poultry manure. Scientia Horticulturae. 127(1): 16-22.
Downie, A., Crosky, A., and P. Munroe. 2009. Physical properties of biochar. In: J. Lehmann, S. Joseph (Eds.), Biochar for Environmental Management: Science and Technology. Earthscan, London. pp. 13-32.
Ebrahimzadeh Omran, S., Shorafa, M., Zolfaghari, A. A., and A. A. Soltani Toolarood. 2020.  The effect of biochar on severity of soil water repellency of crude oil-contaminated soil. Environmental Science and Pollution Research. 27, 6022–6032. 
Elabdeen, A. Z., and A. M. Metwally. 1982. Effect of foliar spraying with Mn, Fe, Zn and Cu on the quality of tomato and pepper. Ageing Research Reviews. 60: 143-164.
FAO (Food and Agricultural Organization). 2013. FAO State, core production. 2011. Available online: http//Faostat. Fao.org
Fellet, G., Marchiol, L., Delle Vedove, G., and A. Peressotti. 2011. Application of biochar on mine tailings: effects and perspectives for land reclamation. Chemosphere. 83(9): 1262-1267.‏
Flores, F. B., Sanchez-Bel, P., Estan, M. T., Martinez-Rodriguez, M. M., Moyano, E., Morales, B., Compos, J. F., Garcia-Abellan, J. O., Egea, I., Fernandez-Garcia, N., Romojaro, F., and MC. C. Bolarin. 2010. The effectiveness of grafting to improve tomato fruit quality. Scientia Horticulturae. 125: 211-217.
Fowles, M. 2007. Black carbon sequestration as an alternative to bioenergy. Biomass & Bioenergy. 31: 426–432.
Gaskin, J. W., Speir, R. A., Harris, K., Das, K. C., Lee, R. D., Morris, L. A., and D.S. Fisher. 2010. Effect of peanut hull and pine chip biochar on soil nutrients, corn nutrient status, and yield. Agronomy Journal. 102(2): 623-633.‏
Gee, G. W. and J. W. Bauder. 1986. Particle-size analysis. pp. 383-409. In Klute, A. (Ed.). Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and mineralogical methods. 2nd ed. Agron. Monogr. 9. ASA and Soil Sci. Am. J.Madison, WI.
Głąb, T., Palmowska, J., and T. Zaleski. 2016. Effect of biochar application on soil hydrological properties and physical quality of sandy soil. Geoderma. 281: 11-20.
Graber, E. R., Harel, Y. M., Kolton, M., Cytryn, E., Silber, A., David, D. R., and Y. Elad. 2010. Biochar impact on development and productivity of pepper and tomato grown in fertigated soilless media. Plant and Soil. 337(1-2): 481-496.
Haefele, S. M., Konboon, Y., Wongboon, W., Amarante, S., Maarifat, A. A., and E. M. Pfeiffer. 2011. Effects and fate of biochar from rice residues in rice-based systems. Field Crops Research. 121(3): 430-40.
Hajiboland, R., and H. Amirazad. 2010. Drought tolerance in Zn-deficient red cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata f. rubra) plants. Horticultural Science. 37: 88-98.
Harland, G., Larrinua Craxton, S., and D. Kindersley. 2009. The Tomato Book. 1th ed.US: DK Publishing. p.15.
Hossain, M. K., Strezov, V., Chan, K. Y., and P. F. Nelson. 2010. Agronomic properties of wastewater sludge biochar and bioavailability of metals in production of cherry tomato (Lycopersicon esculentum). Chemosphere. 78(9): 1167-1171.
Inoue, T., Tsubaki, S., Ogawa, K., Onishi, K., and J. Azuma. 2010. Isolation of hesperidin from peels of thinned Citrus unshiu fruits by microwave-assisted extraction. Food Chemistry. 123: 542–7
Johnson, C. M., and A. Ulrich. 1959. Analytical methods for use in plant analysis. Pages 26-78.  Bulletin 766.  Berkeley: University of California, Agricultural Experiment Station.
Kookana, R. S., Sarmah, A. K., Van Zwieten, L., Krull, E., and B. Singh. 2011. Biochar Application to Soil: Agronomic and Environmental Benefits and Unintended Consequences. Advances in Agronomy. 112(10):103-143.
Krishnamoorthy, R. V., and S. N. Vajranabhaiah. 1986. Biological activity of earthworm casts: an assessment of plant growth promoter levels in the casts. Proceeding of the India Acrlemy of Sciences (Animal Science). 95:341-351.
Laird, D., Fleming, P., Davis, D., Horton, R., Wang, B., and D. Karlen. 2010. Impact of biochar amendments on the quality of a typical mid-western agricultural soil. Geoderma. 158 (3–4): 443–449.
Laxman Rao, P., Jayasree, G., Pratibha, G., and T. Ram Prakash. 2017. Effect of soil amendments on physical properties of soil in maize (zea mays L.). Current Microbiology. 6(6): 2082-2091.
Lehmann, J. 2007. Bio-energy in the black. Germany front Ecol. Environ. 5: 381-387.
Lindsay, W. L., and W. A. Norwell. 1960. Development of a DTPA micronutrient soil test. Agronomy Abstracts. 1969:84.
Little, T. M., and T. Hills. 1978. Agricultural Experimentation. Design and Analysis. John Wiley and Sons, New York.
Major, J., Rondon, M., Molina, D., Riha, S. J., and J. Lehmann. 2010. Maize yield and nutrition during 4 years after biochar application to a Colombian savanna oxisol. Plant and Soil. 333(1-2): 117-128.‏
Manrique, L. A. 1993. Greenhouse crops: A review. Journal of Plant Nutrition. 16(12): 2411-2477.‏
McLean, E. Q. 1982. Soil pH and lime requirement. In: Page, A. L. Miller, R. H. Keeney, D. R (Eds). Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbilogycal Properties, 2nd Ed Agronomy. 9: 199-224
Mukherjee, A., Hamdan, R., Cooper, W. T., and A. R. A. Zimmerman. 2013. Chemical comparison of freshly-produced and field-aged biochars and biochar-amended soils. Chemosphere. Solid Earth Discuss. 6: 731-760.
Murphy, P. N. C., and R. J. Stevens. 2010. Lime and gypsum as source measures to decrease phosphorus loss from soils to water. Water Air Soil Pollution. 212: 101–111.
Namgay, T., Singh, B. and B. P. Singh. 2010. Influence of biochar application to soil on the availability of As, Cd, Cu, Pb, and Zn to maize (Zea mays L.). Soil Research. 48(7): 638-647.‏
Nelissen, V., Rütting, T., Huygens, D., Staelens, J., Ruysschaert, G., and P. Boeckx. 2012. Maize biochars accelerate short-term soil nitrogen dynamics in a loamy sand soil. Soil Biology and Biochemistry. 55: 20-27.
Novak, J. M., Busscher, J. W., David, L., Ahmedna, M., Watts, D. W., and M. Niandou. 2009. Impact of Biochar Amendment on Fertility of a Southeastern Coastal Plain Soil. Soil Science. 174: 105-112.
Page, A. L., Miller, R. H., and D. R. Keeney. 1982. Methods of soil analysis. Part2: chemical and microbiological propertis. Soil Science of America Madison, Wisconsin, USA.
Paterson, E. 2003 Importance of rhizodeposition in the coupling of plant and microbial productivity. European Journal of Soil Science. 54:741-750.
Premuzic, Z., Bargiela, M., Gracia, A., Rendina, A., and A. Iorio. 1998. Calcium, Iron, Potassium Phosphorus, and Vitamin Ccontent of organic and Hydroponic Tomatoes. Horticultural Science. 33(2): 255-257.
Pritam, S. V. K. and C. P. K. Garg. 2010. Growth and yield response of marigold to potting media containing vermicompost produced from different wastes. Environmentalist. 30:123–130.
Reinecke, A. J., Viljoen, S. A., and R. J. Saayman. 1992. The suitability of Eudrilus eugeniae, perionyx excavatus and Eisenia fetida (Oligochaeta) for vermicomposting in southern Africa in terms of their temperature requirements. Soil Biology and Biochemistry. 24:1295-1307.
Renato, Y., Ferreira, M. E., Cruz, M. C., and J. C. Barbosa. 2003. Organic matter fractions and soil fertility under the influence of liming, vermicompost and cattle manure. Scientia Agricola. 60:59-63.
Roades, J. D. 1996. Salinity: electrical conductivity and and total dissolved solids. Method of Soil Analysis, Part 3: Chemical Methods. Madison. Wisconsin, USA. 417-436.
Romheld, V., and E. A. Kirkby. 2010. Research on potassium in agriculture: Needs and prospects. Plant Soil. 335: 155-180.
Rondon, M. A., Lehmann, J., Ramírez, J., and M. Hurtado. 2007. Biological nitrogen fixation by common beans (Phaseolus vulgaris L.) increases with bio-char additions. Biology and Fertility of Soils. 43(6): 699-708.‏
Schmidt, M., and W. I. Noack. 2000. Black carbon in soils and sediments: analysis, distribution, implications, and current challenge. Global Biogeochemical Cycles. 14: 777-793.
Steiner, C., Glaser, B., Teixeira, W. G., Lehmann, J., Blum, W. E. H., and W. Zech. 2008. Nitrogen retention and plant uptake on a highly weathered central Amazonian Ferralsolamended with compost and charcoal. Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 171: 893-899.
Tewari, R. K., Kumar, P., and P. N. Sharma. 2008. Morphology and physiology of zinc-stressed mulberry plants. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 171: 286-294.
Thalooth, A. T., Tawfik, M. M., and H. Magda Mohamed. 2006. A comparative study on the effect of foliar application of zinc, potassium and magnesium on growth, yield and some chemical constituents of mungbean plants grown under water stress conditions. World Journal of Agricultural Sciences. 2(1): 37-46.
Vaccari, F. P., Maienza, A., Miglietta, F., Baronti, S., Di Lonardo, S., Giagnoni, L., and G. Valboa. 2015. Biochar stimulates plant growth but not fruit yield of processing tomato in a fertile soil. Agriculture, Ecosystems & Environment. 207. 163-170.
Walkey, A., and I. A. Black. 1934. An examination of the degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Sciences. 37, 29-38.
Warman, P. R. and M. J. Anglopez. 2010. Vermicompost derived from different feed stocks as a plant growth medium. Bioresource Technology. 101:4479–4483.
William, K., and R. A. Qureshi. 2015. Evaluation of Biochar as Fertilizer for the Growth of Some Seasonal Vegetables. Journal of Bioresource Management. 2(1): 1.
Woolf, D., Amonette, J. E., Street-Perrott, F. A., Lehmann, J., and S. Joseph. 2010. Sustainable biochar to mitigate global climate change. Nat. Commun. 1, 1-9.
Wu, S. C., Cao, Z. H., Li, Z. G., Cheung, K. C., and M. H. Wong. 2005. Effects of biofertilizer containing N-fixer, P and K solubilizer and AM fungi on maize growth. A greenhouse trail. Geoderma. 125:155-166.
Xu, G., Shao, H. B. and J. N. Sun. 2013. What is more important for enhancing nutrient bioavailability with biochar application into a sandy soil: direct or indirect mechanism? Ecological Engineering. 52: 119–124.
Yanga, L., Zhaoa, F., Changa, Q., Li, T. and F. Li. 2015. Effects of vermicomposts on tomato yield and quality and soil fertility in greenhouse under different soil water regimes. Agricultural Water Management. 160: 98–105.
Yilangai, R. M., Manu, A. S., Pineau, W., Mailumo, S. S., and K. I. Okeke-Agulu. 2014. The effect of biochar and crop veil on growth and yield of Tomato (Lycopersicum esculentus Mill) in Jos, North central Nigeria. Current Agriculture Research Journal. 2(1): 37-42.