تاثیر کاربرد پسماند بستر کشت قارچ و کود سبز یونجه بر برخی شناسه‌های حاصلخیزی کیفیت خاک و عناصر مغذی در اسفناج

آب و خاک

مقاله 5، دوره 37، شماره 1 - شماره پیاپی 87، فروردین و اردیبهشت 1402، صفحه 63-75   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2022.79340.1217

نویسندگان

تهمینه قیطاسی رنجبر؛ محسن نائل^*

گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا

چکیده

به منظور بهبود کمّیت و کیفیت محصول و ارتقاء کیفیت خاک، استفاده بهینه از بهسازهای آلی یک ضرورت است. در مطالعه حاضر، اثر دو بهساز آلی، در مقایسه با کود شیمیایی اوره، بر برخی شناسه­های کیفیت خاک، هم چنین عملکرد و برخی عناصر غذایی گیاه اسفناج بررسی شد. آزمایش در قالب بلوک­های کامل تصادفی، با سه تکرار اجرا گردید. تیمارها شامل کود سبز یونجه (AGM) در دو سطح 1 و 3 درصد، پسماند بستر کشت قارچ (SMS) در دو سطح 2 و 5 درصد، کود اوره (U) در دو سطح 120 و360 کیلوگرم بر هکتار، ترکیب AGM و SMS (SA) در دو سطح 5/1 درصد (به ترتیب 5/0 و 1 درصد) و 4 درصد (به ترتیب 5/1 و 5/2 درصد)، و شاهد بود. نتایج نشان داد کربن آلی خاک، هدایت الکتریکی، پی­اچ، فعالیت آنزیم فسفاتاز، پتاسیم و فسفر فرآهم تحت تأثیر تیمارها قرار گرفتند. تمام تیمارهای پسماند بستر قارچ، کود سبز یونجه و ترکیبی موجب افزایش معنی­دار کربن آلی خاک نسبت به تیمارهای شاهد و کود شیمیایی شدند. تیمار SMS-2 بیشترین افزایش EC را نسبت به تیمارهای شاهد و U-1 (به ترتیب، با 552 و520 درصد افزایش) داشت. کود سبز یونجه نیز موجب افزایش EC خاک نسبت به شاهد شد، با این­حال اثر منفی این بهساز آلی بر شوری خاک کم­تر از SMS بود. از طرفی، در تیمارهای U-2؛ AGM-2؛ SMS-2، SMS-1؛ SA-2 و SA-1 بیشترین کاهش پی­اچ نسبت به تیمار شاهد دیده شد. کاهش پی­اچ در تیمارهای حاوی بهسازهای آلی به دلیل پی­اچ اسیدی اولیه آنها بود. بیشترین محتوای پتاسیم و فسفر فراهم، و فعالیت آنزیم فسفاتاز در تیمار SMS-2 مشاهده شد. عملکرد گیاه و غلظت نیترات، فسفر، آهن، روی، منگنز و مس تحت تاثیر تیمارهای آزمایشی قرار گرفت. تیمارهای بهسازهای آلی (AGM-1، AGM-2؛ SMS-2؛ AS-1 و AS-2) توانستند نیاز کودی گیاه اسفناج را برطرف کنند و عملکرد گیاه را نسبت به دو تیمار کود اوره افزایش دهند. بیشترین غلظت نیترات گیاه در تیمار کود شیمیاییU-2  دیده شد که از حد مجاز فراتر بود. غلظت فسفر گیاه در تیمارهای SMS-2، AGM-2 و دو تیمار ترکیبی به طور معنی­داری بیشتر از تیمارهای کود شیمیایی بود. بیشترین مقدار آهن در گیاه در هر دو سطح پسماند بستر قارچ و تیمار کودسبز یونجه، و کمترین آن در تیمار U-2 مشاهده شد. هر دو بهساز آلی باعث افزایش معنی­دار منگنز گیاه نسبت به دو تیمار کود شیمیایی شدند. با این حال، تنها تیمار پسماند بستر قارچ (SMS-2) توانست غلظت روی در گیاه را به طور معنی­داری نسبت به تیمارهای کودی افزایش دهد. با توجه به اینکه سطوح بالای تیمارهای کود سبز یونجه و تیمار ترکیبی، علی‌رغم افزایش عملکرد گیاه و ارتقاء کیفیت خاک، موجب تجمع نیترات در مرز بحرانی، در گیاه اسفناج شدند، و از طرف دیگر استفاده مداوم از سطح بالای کمپوست بستر قارچ خطر شور شدن خاک را به همراه دارد، تیمار ترکیبی SA-1 ، و پس از آن تیمار پسماند بستر قارچ SMS-1 به عنوان مناسب­ترین تیمارها از نظر بهبود کیفیت خاک و بهبود عملکرد و کیفیت اسفناج شناخته شد.
 
[1]- Alfalfa green manure
[2]- Spent mushroom substrates

کلیدواژه‌ها

بهساز آلی؛ تجمع نیترات؛ کشاورزی پایدار؛ کیفیت خاک؛ عناصر کم‌مصرف

مراجع

1. Anjana, S.U., & Iqbal, (2007). Nitrate accumulation in plants, factors affecting the process, and human health implications. A Review. Agronomy for Sustainable Development 27(1): 45-57.
2. Banik, S., & Dey, (1982). Available phosphate content of an alluvial soil as influenced by inoculation of some isolated phosphate-solubilizing micro-organisms. Plant and Soil 69(3): 353-364.
3. Bora, F.D., Bunea, C.I., Rusu, T., & Pop, N. (2015). Vertical distribution and analysis of micro-, macroelements and heavy metals in the system soil-grapevine-wine in vineyard from North-West Romania. Chemistry Central Journal 9(1): 1-13. https://doi.org/1186/s13065-015-0095-2.
4. Bower, C.A., Reitemeier, R., & Fireman, (1952). Exchangeable cation analysis of saline and alkali soils. Soil Science 73(4): 251-262. https://doi.org/10.1097/00010694-195204000-00001.
5. Cabilovski, R., Manojlovic, M., Bogdanovic, D., Magazin, N., Keserovic, Z., & Sitaula,K. (2014). Mulch type and application of manure and composts in strawberry (Fragaria× ananassa Duch.) production: impact on soil fertility and yield. Zemdirbyste-Agriculture 101(1).
6. Dabighi, K., Fateh, E., & Aynehband, A. (2017). The study of nitrogen efficiency indices of canola (Brassica napus) under different green manure crops and nitrogen sources. Fleld Crops Research 15(2): 413-424. (In Persian with English abstract)
7. Deshpande, H.H., & Devasenapathy, P. (2010). Effect of green manuring and organic manures on yield, quality and economics of rice (Oryza sativa) under lowland condition. Karnataka Journal of Agricultural Sciences 23(2): 235-238. https://doi.org/10.1017/S0021859600082198.
8. Dhillon, K., Yagodeen, B., & Pleshkov, A. (1983). Micronutrients and nitrogen metabolism. Plant and Soil 73(3): 355-363.
9. Dobermann, A., Witt, C., Abdulrachman, S., Gines, H., Nagarajan, R., Son, T., Tan, P., Wang, G., Chien, N., & Thoa, V. (2003). Soil fertility and indigenous nutrient supply in irrigated rice domains of Asia. Agronomy Journal 95(4): 913-923. https://doi.org/10.2134/agronj2003.9130.
10. European Union. (2002). Commission Regulation (EC) No563/2002 of 2 April 2002 amending regulation (EC) No466/2001 setting maximum levels for certain contaminants infoodstuffs. Official Journal 77: 1-13. https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/87610dae-c48e-46bf-9413-3b4d633e6f38
11. Food and Agriculture Organisation, 2021. FAOSTAT database. http://www.fao. 2012 Available from
12. Fathi Gerdelidani, A., Mirseyed Hosseini, H., & Farahbakhsh, (2016). Effect of spent mushroom compost (SMC) and sugar cane bagasse biochar on availability and fractions of inorganic phosphorus in a calcareous soil. Agricultural Engineering Soil Science and Agricultural Mechanization,(Scientific Journal of Agriculture) 39(1): 127-144. (In Persian with English abstract)
13. Gee, G., & Bauder, (1986). Particle-size analysis 1: Soil science society of America: American Society of Agronomy Madison, WI. https://doi.org/10.2136/sssabookser5.4.c12.
14. Gobbi, V., Nicoletto, C., Zanin, G., & Sambo, P. (2018). Specific humus systems from mushrooms culture. Applied Soil Ecology 123: 709-713. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.10.023Get rights and content.
15. Goldberg, S.P., Smith, K.A., & Holmes, J.C. (1983). The effects of soil compaction, form of nitrogen fertiliser, and fertiliser placement on the availability of manganese to barley. Journal of the Science of Food and Agriculture 34(7): 657-670. https://doi.org/10.1002/jsfa.2740340702.
16. Gülser, F. (2005). Effects of ammonium sulphate and urea on NO₃⁻ and NO₂⁻ accumulation, nutrient contents and yield criteria in spinach. Scientia Horticulturae 106(3): 330-340.
17. Heidari, N., Alizadeh, Y., & Alizadeh, H. (2019). Investigating the Interaction of salinity, drought and nitrogen fertilizer stresses on some physiological traits, yield and yield components of maize (Zea mays). Environmental Stresses in Crop Sciences 12(3): 889-905. (In Persian with English abstract)
18. Helmke, P.A., & Sparks, D.L. (1996). Lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium. Methods of soil analysis: Part 3 chemical methods 5: 551-574.
19. Iyamuremye, F., Dick, R., & Baham, J. (1996). Organic amendments and phosphorus dynamics: I. Phosphorus chemistry and sorption. Soil Science 161(7): 426-435.
20. Jalali, M. (2011). Comparison of potassium release of organic residues in five calcareous soils of western Iran in laboratory incubation test. Arid Land Research and Management 25(2): 101-115.
21. Jalali, M. (2013). Soil Fertility. Bu Ali Sina University Publishing Center.
22. Jaworska, G. (2005). Content of nitrates, nitrites, and oxalates in New Zealand spinach. Food Chemistry 89(2): 235-242.
23. Jordan, S.N., Mullen, G.J., & Murphy, M. (2008). Composition variability of spent mushroom compost in Ireland. Bioresource Technology 99(2): 411-418.
24. Kansal, B., Singh, B., Bajaj, K., & Kaur, G. (1981). Effect of different levels of nitrogen and farmyard manure on yield and quality of spinach (Spinacea oleracea ). Plant Foods for Human Nutrition 31(2): 163-170. https://doi.org/10.15159/jas.21.21.
25. Khamadi, F., Mesgarbashi, M., Hasibi, P., Farzaneh, M., & Enayatzamir, (2015). Influence of crop residue and nitrogen levels on nutrient content in grain wheat. Applied Field Crops Research 28(4): 158-166. (In Persian with English abstract)
26. Lee, C.H., Do Park, K., Jung, K.Y., Ali, M.A., Lee, D., Gutierrez, J., & Kim,J. (2010). Effect of Chinese milk vetch (Astragalus sinicus L.) as a green manure on rice productivity and methane emission in paddy soil. Agriculture, Ecosystems & Environment 138(3-4):343-347. https://doi.org/10.1016/j.agee.2010.05.011.
27. Li, F., Kong, Q., Zhang, Q., Wang, H., Wang, L., & Luo, T. (2020). Spent mushroom substrates affect soil humus composition, microbial biomass and functional diversity in paddy fields. Applied Soil Ecology 149: https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2019.103489.
28. Liu, M., Hu, F., Chen, X., Huang, Q., Jiao, J., Zhang, B., & Li, (2009). Organic amendments with reduced chemical fertilizer promote soil microbial development and nutrient availability in a subtropical paddy field: the influence of quantity, type and application time of organic amendments. Applied Soil Ecology 42(2): 166-175. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2009.03.006.
29. Matos, E.D.S., Mendonça, E.D.S., Lima, P.C.D., Coelho, M.S., Mateus, R.F., & Cardoso, I.M. (2008). Green manure in coffee systems in the region of Zona da Mata, Minas Gerais: characteristics and kinetics of carbon and nitrogen mineralization. Revista Brasileira de Ciência do Solo 32: 2027-2035.
30. Medina, E., Paredes, C., Bustamante, M., Moral, R., & Moreno-Caselles, (2012). Relationships between soil physico-chemical, chemical and biological properties in a soil amended with spent mushroom substrate. Geoderma 173: 152-161. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2011.12.011.
31. Mohammadi, G., Safari-Poor, M., Eghbal Ghobadi, M., & Najaphy, A. (2015). The effect of green manure and nitrogen fertilizer on corn yield and growth indices. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production 25(2): 105-124.
32. Mohd Hanafi, F.H., Rezania, S., Mat Taib, S., Md Din, M.F., Yamauchi, M., Sakamoto, M., Hara, H., Park, J., & Ebrahimi, S.S. (2018). Environmentally sustainable applications of agro-based spent mushroom substrate (SMS): an overview. Journal of Material Cycles and Waste Management 20(3): 1383-1396. https://doi.org/10.1007/s10163-018-0739-0.
33. Murcia, M., Vera, A., Ortiz, R., & Garcia-Carmona, F. (1995). Measurement of ion levels of spinach grown in different fertilizer regimes using ion chromatography. Food Chemistry 52(2): 161-166. https://doi.org/10.1016/0308-8146(94)P4198-O.
34. Olsen, S.R. (1954). Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate: US Department of Agriculture.
35. Rahmanian, M., Esmaielpour, B., Hadian, J., & ShahriariI,H. (2017). Effect of vermicompost and spent mushroom compost on growth and micronutrients content in Summer savory (Satureja hortensis L.). Journal of Agroecology 7(2): 61-77. (In Persian with English abstract)
36. Talgre, L., Lauringson, E., Roostalu, H., & Astover, A. (2009). The effects of green manures on yields and yield quality of spring wheat. Agronomy Research 7(1): 125-132.
37. Thomas, G.W. (1996). Soil pH and soil acidity. Methods of soil analysis: Part 3 chemical methods 5: 475-490. https://doi.org/10.2136/sssabookser5.3.c16.
38. Torabian, A., & Mahjouri, M. (2002). Heavy metals uptake by vegetable crops irrigated with waste water in south Tehran. Journal of Environmental Study 16(2). (In Persian). https://doi.org/10.1016/j.enmm.2021.100475.
39. Vahabi, F., Mirseyed Hosseini, H., & Shorafa, M. (2011). Effects of spent mushroom compost (SMC) application on some chemical properties of a sandy loam soil and leachate. Soil Research 25(1): 49-60. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.5194/se-8-1153-2017.
40. Vahabi, M.F., Mirseyed, H.H., Shorafa, M., & Hatami, (2008). Investigation of the effects of spent mushroom compost (SMC) application on some chemical properties of soil and leachate. Journal of Water and Soil 22(2): 394-406. (In Persian with English abstract).
41. Verma, N.K., & Pandey,K. )2013(. Effect of varying rice residue management practices on growth and yield of wheat and soil organic carbon in rice-wheat sequence. Global Journal of Science Frontier Research Agriculture and Veterinary Sciences 13(3): 32-38. https://doi.org/10.5958/0976-4038.2016.00090.7.
42. Walkley, A., & Black, I.A. (1934). An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science 37(1): 29-38. https://doi.org/10.1080/00103629209368599.
43. Wang, J., Zhou, Y., Zhou, C., Shen, Q., & Putheti, R. )2009(. Effects of NH₄⁺-N/NO₃--N ratios on growth, nitrate uptake and organic acid levels of spinach (Spinacia oleracea). African Journal of Biotechnology 8(15). https://doi.org/10.1017/S0014479714000192.
44. Ysart, G., Clifford, R., & Harrison, N. (1999). Monitoring for nitrate in UK-grown lettuce and spinach. Food Additives & Contaminants 16(7): 301-306. https://doi.org/10.1080/026520399283966.
45. Zanella, A., Ponge, J.F., Guercini, S., Rumor, C., Nold, F., Sambo, P., Gobbi, V., Schimmer, C., Chaabane, C., & Mouchard,L. )2018(. Humusica 2, article 16: Techno humus systems and recycling of waste. Applied Soil Ecology 122: 220-236. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.09.037.
46. Zhong, W., & Cai, )2007(. Long-term effects of inorganic fertilizers on microbial biomass and community functional diversity in a paddy soil derived from quaternary red clay. Applied Soil Ecology 36(2-3): 84-91. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2006.12.001.