مصرف بیرویه کودهای تجاری (کود شیمیایی) به منظور افزایش تولیدات کشاورزی به ویژه در بخش زراعی، موجب بروز صدمات زیست محیطی و اختلال در حاصلخیزی خاک می شود. افزایش یونهای نیترات و نیتریت در خاک و آبهای جاری و زیرزمینی، کاهش مزه و بوی طبیعی میوه، سفت و قلیایی شدن خاک و کاهش حاصلخیزی آن و طغیان علف هرز و آفات و بیماریهای گیاهی از پیامدهای عدم توجه به آثار مخرب کاربرد نامحدود این دسته از کودها میباشد. استفاده از کودهای سبز و آلی یکی از از راههای موثر در اصلاح و افزایش حاصلخیزی خاک میباشد. تغذیه صحیح گیاهان یکی از فاکتورهای اساسی در کیفیت محصول به شمار می آید و می تواند سود دهی یک محصول را تحت تاثیر قرار دهد. از طرفی تغذیه صحیح گیاهان تاثیر مستقیم بر روی سلامت انسان و دام دارد. از این رو در جهت تولید محصولات ارگانیک و سالم نیاز به خاک مناسب، مبارزه بیولوژیک و تغذیه پاک میباشد. به دنبال ضرورت توسعه و دستیابی به تولید انبوه کودهای آلی بیولوژیک تولید ورمیکمپوست به عنوان گزینه برتر می تواند تمام نیازهای گیاهان را برای رشد فراهم کند. ورمیکمپوست حاصل فعالیت بیولوژیک نوعی کرم خاکی با نام علمی آیزنیا فوتیدا (Eisenia fetida) میباشد که این کرمها با تغذیه از مواد آلی موجود در طبیعت، آنها را به کود آلی مغذی تبدیل نموده به گونه ای که در حال حاضر این کود به عنوان یکی از غنیترین کودهای بیولوژیک در دنیا شناخته شده میباشد.
1-1 تاریخچه ورمیکمپوست
((اولین بار فرایند تشکیل ورمیکمپوست از طریق مواد آلی با بهره گرفتن از کرم توسط داروین در سال 1881 انجام و کشف شد. در سال 1942 آقایان الیور و بارت پیشنهاد نمودند که از این کرم خاکی و موادی که آنها از آن تغذیه می کنند برای بهبود خاکهای کشاورزی استفاده شود. آغاز تولید ورمیکمپوست در سال 1970 در کشور کانادا با ظرفیت تولید هفتاد و پنج تن در هفته میباشد. شرکت کرم آمریکا (AEC) در سال 79-1978 با ظرفیت تولید 500 تن در ماه آغاز شد. طبق گزارشات موجود در کشور ژاپن تحقیقات گستردهای از دهه هفتاد بر روی کرمهای خاکی از جمله آیزنیا فوتیدا انجام شده و کاربردهای مختلف آن را بررسی نموده اند. همچنین کتابهایی در مورد مطالعات مربوط به کرم خاکی توسط ساشل و مارتین و ارنس همولی (1981-1984-1985) انتشار یافته که مطالب مربوط به کشت کرم خاکی در آن ها به طور خلاصه ذکر شده است.)) (م زارعی، 1392)
در ایران کارهای متعددی در حد پایان نامه دانشجویی به انجام رسیده است اما تنها مرکزی که اقدام به پرورش کرمهای خاکی به صورت انبوه مینماید یکی از کارگاههای پرورش ماهی شهید بهشتی (سد سنگر) است که از سالیان قبل جهت تغذیه بچه ماهیان خاویار اقدام به پرورش نوعی کرم سفید رنگ کرده بودند. هم اکنون این فعالیت ادامه دارد و دیگری شرکت کشت و صنعت مغان است که جهت تبدیل زائدات کود گاوی خود با بهره گرفتن از کرم خاکی کار وسیعی شروع نموده اند.
1-2 ورمیکمپوست چیست؟
ورمیکمپوست فناوری استفاده از انواع خاصی از کرمهای خانواده آیزنیا فوتیدا به منظور تجزیه مواد زائد آلی و زباله میباشد. این نوع کرم به دلیل توان رشد و تکثیر بسیار سریع و توانایی فوقالعاده جهت تجزیه مواد زائد آلی مورد توجه میباشند. ورمیکمپوست در خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک تاثیر به سزایی دارد. این کود اصلاح کننده خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک بوده و علاوه بر وزن مخصوص کم، فاقد هرگونه بو، میکرو ارگانیسمهای پاتوژن، باکتری های غیر هوازی، قارچ و علف هرز میباشد. ورمیکمپوست علاوهبر قابلیت جذب آب با حجم بالا، شرایط مناسب جهت دانهبندی و قدرت نگهداری مواد غذایی مورد نیاز گیاهان را فراهم مینماید. ورمیکمپوست حاوی عناصر غذایی بسیار غنی به ویژه ازت بوده که به تدریج در اختیار گیاه قرار میدهد. این کود در مقایسه با سایر کودهای آلی میزان عناصر اصلی غذایی بالاتری را دارا میباشد. ورمی کمپوست علاوه بر عناصر ماکرو مانند ازت، فسفر و پتاسیم که در فعالیت گیاه نقش اساسی دارند حاوی عناصر میکرو مانند آهن، مس، روی و منگنز نیز میباشد. علاوه بر این با داشتن موادی مانند ویتامین ، اکسین و عامل محرک رشد گیاه را فراهم میآورند. (پی کی گوپتا 12013، تی وی ساتی 22006 ، م زارعی)
1-3 تفاوت میان کمپوست و ورمیکمپوست
مهدی زارعی در 1392، تبدیل باقیماندهی مواد آلی زباله به همراه با فضولات انسانی را کمپوست نامید. کمپوست به معنی مخلوط و یا مرکب است که از این رو به آن کود آمیخته نیز گفته می شود. در تولید کمپوست فرایند تجزیه بیولوژیکی است در نتیجه مواد آلی در شرایط ویژهای به مواد پایداری مانند هوموس و غیره تبدیل می شود. ورمیکمپوست نتیجه هضم طبیعی غذا سبک وزن، ترد، تمیز و بدون بوست و ظاهری کم و بیش شبیه به قهوهای گرانوله دارد و میتوان آن را در کیسه و یا در قوطیهایی به اندازه های مختلف بستهبندی نموده و به بازار عرضه کرد.
1-4 تشریح موضوع و بیان مساله
این تحقیق در رابطه با مکانیزه کردن بخشی از فرایند تولید ورمیکمپوست است که مربوط به جداسازی نهایی کود آماده شده از بسترهای اولیه است.
1-4-1 اهمیت ورمیکمپوست در کشاورزی
ورمیكمپوست در اصلاح بافت فیزیكی خاك، نقش به سزایی دارد و موجب سبك شدن آن می‌شود. بنابراین ضریب حفظ رطوبت در خاك افزایش می‌یابد و آب به مقدار بیشتری در بافت خاك نگهداری می‌شود. در این حالت ورمیكمپوست موجب رها شدن تدریجی آب از خاك
شده است و از تبخیر سطحی و یا نفوذ سریع آب به داخل عمق خاك (عمق دور از دسترس گیاه) جلوگیری می‌كند. ورمیكمپوست به حل شدن مواد مغذی خاك نیز كمك می‌كند. ورمیكمپوست در ایجاد تعادل ما بین مواد معدنی به مواد مغذی در خاك نیز نقش مهمی را ایفا می کند و با داشتن تركیباتی چون نیتروژن، پتاسیم، كلسیم، منیزیم و غیره یک كود بسیار غنی به شمار می‌رود. در تركیب شیمیایی ورمیكمپوست مقدار قابل توجهی چربی یافت می‌شود كه آن را تبدیل به یک كود كامل می‌كند، به همین دلیل در غنیسازی گیاه از نظر مواد غذایی و احتیاجات متابولیكی، بسیار موثر است.
1 – p k gupta 2013
2 -t.v.sati 2006
به طور معمول، این مواد در سایر كودهای استاندارد تجاری یافت نمی‌شوند. زمانی كه ورمیكمپوست با سایر كودها مخلوط شده و در زمین بهكار رود، حلالیت مواد مغذی كود به تاخیر می‌افتد و مدت زمان پایداری آن افزایش می‌یابد. در این حالت، ورمیكمپوست با رها كردن تدریجی مواد مغذی خود در خاك در تداوم طولانی مدت فعالیت كود، سهم به سزایی دارد. همین ویژگی موجب می‌شود كه در طول دوران كاشت و داشت گیاه، هیچ‌گونه نیازی به افزودن مجدد کود به خاك نبوده و در این دوره فقط یک بار استفاده از كود در زمین كافی خواهد بود همچنین خواص فیزیكی و شیمیایی خاك هم زمان با هم بهبود می‌یابد، بنابراین این تركیب در تشدید اثرهای مطلوب و عملكرد كود تاثیر می‌گذارد. ارزشمندترین ویژگی ورمیكمپوست در عملكرد آنزیم‌ها، میكرو ارگانیسم‌ها و هورمونهای مختلف موجود در آن است. ورمیكمپوست دارای آنزیم‌هایی نظیر پروتئاز، آمیلاز، لیپاز، سلولاز و كتیناز است كه در تجزیه مواد آلی خاك و در نتیجه در دسترس قراردادن مواد مغذی مورد لزوم گیاهان نقش موثری دارد. ویژگی یاد شده موجب می‌شود تا ورمیكمپوست به عنوان بهترین و اساسیترین كود برای احیای زمینهای بایر غیرقابل كشت به شمار رود. ورمیكمپوست، سرشار از عناصر پرمصرف و كم مصرف و به شكل قابل استفاده برای گیاه است. براساس گزارش‌های موجود، فضولات كرم‌های خاكی از نظر عوامل شیمیایی دارای مقادیر زیادی مواد آلی و عناصر قلیایی قابل تبادل، شامل سدیم، پتاسیم، كلسیم، منیزیم، فسفر و منگنز قابل استفاده برای گیاه نسبت به خاك اطراف است و همچنین مقدار محسوسی آهن و مس در تركیبات خود دارد كه در اسید هیومیک و منابع دیگر خاك، همانند آنها یافت می‌شود.
ورمیكمپوست یک كود %100 آلی است كه به صورت مستقیم جذب ریشه گیاهان می‌شود. ورمیكمپوست، غنیترین محیط برای حیات موجودات ذره‌بینی خاك بوده، ولی با وجود این، بدون بو و عاری از آلودگی است. (گوپتا 2013، ویوکا و همکاران 12005 و هاشمی مجد، 1387)
1-4-2 مدیریت زباله با بهره گرفتن از تولید ورمیکمپوست
نقش مدیریت پسماندهای شهری به عنوان یکی از ارکان اصلی مدیریت شهری بر هیچکس پوشیده نیست. امروزه انسان قرن بیستویکم پسماندهایی کاملا متفاوت با پسماندهای انسان قرن هجده و قبل از آن تولید می کند و بدیهی است که در چنین شرایطی روشهای مدیریت پسماند شهری در قرن حاضر باید با روشهای معمول قرون
1 – Viveka et al 2005
گذشته که مشتمل بر جمعآوری و دور کردن آن از محل زندگی انسانها از طریق دپو کردن آن در گودالها و یا سوزاندن آن بوده است، تفاوت اساسی داشته باشد. مواد زائد آلی را میتوان با نوعی کرم خاکی مخلوط نموده که بعد از مدتی تبدیل به کودی غنی برای مصرف کشاورزی رساند. ( زارعی 1392)
مدیریت مطلوب زبالههای شهری و صنعتی با توجه به حجم بالای تولید روزانه آنها در تمامی کشورها از اهمیت ویژهای به خصوص از دیدگاه زیست محیطی و بهداشتی برخوردار است. با توجه به محدودیت مکانهای مناسب دفع انواع زبالهها و از سویی اثرات نامطلوب دفن زباله و سایر روشهای حذف و یا کنترل زبالهها بر سلامت عمومی و محیط زیست، حرکت در جهت مدیریت بهینه پسماندها با نگاهی به توسعه پایدار از اهداف اصلی جوامع توسعه یافته و در حال توسعه میباشد. در همین راستا بازیافت زبالهها در راس برنامه های مدیریت زیست محیطی، نقش مهمی در تولید مواد آلی و جایگزینی کودهای پر مخاطره شیمیایی و نیز رهایی اکوسیستمهای آبی و خاکی از آلودگی زبالههای تولیدی دارد. در این راستا با بهره گرفتن از کرم خاکی و ایجاد ورمیکمپوست تولید کمپوست به طریق بیوتکنولوژی از کلیه منابع آلی از جمله زبالههای خانگی، ضایعات کشاورزی، لجن تصفیه فاضلاب و غیره صورت میگیرد. در فرایند تولید ورمیکمپوست از زبالهها، یک کود آلی بسیار مغذی تولید میگردد که علاوه بر نداشتن خطرات زیست محیطی آن، روند باز گردش آنها را به طبیعت به صورت کود مصرفی تسریع مینماید.
در فرایند تولید ورمیکمپوست روزانه امکان تبدیل 500 کیلوگرم زباله در هر مترمربع با ضریب تبدیل 90 درصد به ورمی کمپوست وجود دارد. بنابراین از آنجا که بیش از 80 درصد از زبالههای تولید شده در شهرها، مواد آلی و قابل تبدیل به کمپوست است، اهمیت اقتصادی این فرایند بدیهی مینماید. (میشرا و همکاران 12014، سلیمانی ساردو 1391 و فاتحی 1389)
1-4-3 تاثیر ورمی کمپوست بر روی خاک
مواد حاصل از تغذیه کرم خاکی بعد از دفع، خاکدانه های مستحکمی را تشکیل میدهد که یکی از پایدارترین انواع خاکدانهها و همچنین بهترین نوع خاکدانه یعنی خاکدانه کروی را تشکیل میدهد. ورمیکمپوست کودی است که به عنوان اصلاحکننده خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی خاک به کار برده می شود.
1- Mishra et al,2014
علاوهبر این، وزن مخصوص کم، فاقد بو و میکرو ارگانیسمهای پاتوژن و باکتری های غیر هوازی و قارچ و همچنین علف هرز میباشد. نکتهای که در مورد ورمیکمپوست بایستی به آن اشاره کرد قابلیت جذب آب با حجم بالا، شرایط مناسب جهت دانهبندی و قدرت نگهداری مواد غذایی مورد نیاز گیاه را فراهم می کند که باعث حاصلخیزی خاک می شود. ورمیکمپوست همچنین مواد غذایی و هورمونهای محرک رشد گیاهان را فراهم می کند. (زارعی 1392، گوپتا 2013)
1-4-4 مزایای ورمیکمپوست در یک نمای جامع
ورمیکمپوست یکی از غنیترین کودهای آلی و بیولوژیک شناخته شده در دنیا میباشد. ورمیکمپوست مزایای
بسیاری دارد که مهمترین موارد به شرح زیر میباشد.
1- سبک و فاقد هرگونه بو میباشد.
2- عاری از هرگونه علف هرز و یا بذر علف هرز میباشد.
3- حاوی میکرو ارگانیسمهای هوازی مفید مانند ازتوباکتر میباشد.
4- در این کود میزان عناصر اصلی غذایی و قابلیت جذب آن در مقایسه با سایر کودها بیشتر است.
5- حاوی مقادیر مناسبی از عناصر ماکرو و میکرو مانند ازت، فسفر، پتاسیم، کلسیم، آهن، مس، روی و منگنز میباشد.
6- مواد محرکه رشد نظیر هورمونها و ویتامینها به ویژه ویتامین در این کود قابل توجه است.
7- قابلیت بالای نگهداری آب و مواد غذایی را دارا میباشد.
8- عاری از هرگونه باکتری غیر هوازی، قارچها و میکرو ارگانیسمهای پاتوژن میباشد.
9- اصلاح کننده مناسب خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک میباشد.
10- امکان تهیه سایر فرآورده های کشاورزی از جمله کود مایع (چای کمپوست) در آن وجود دارد.
11- قابل مصرف در پرورش کلیه محصولات کشاورزی میباشد.
12- هوا دهی بهتر خاک با ایجاد خلل و فرج و ایجاد پوکی در خاکهای متراکم.
13- ورمیکمپوست دارای حداقل مواد سمی و سنگین همچون جیوه، کادمیم و سرب است که در کشتهای گلخانهای بسیار حائز اهمیت است.
14-ورمیکمپوست دارای خاصیت اسیدی است و در جذب بعضی از مواد غذایی غیرمحلول نقش اساسی داشته و از فرسایش خاک جلوگیری می کند.
15- استفاده از ورمیکمپوست موجب افزایش مقاومت گیاهان در مقابل امراض میگردد.
16- ورمیکمپوست علاوه بر کمیت، در ارتقای کیفیت محصول نیز نقش اساسی را ایفا می کند. ( گوپتا 2013 و ساتی 2006، منیوچی و همکاران 12013، زارعی، 1390)
1-4-5 مزایا و کاربرد کرم
از جمله مزایا و کابرد کرم میتوان به مدیریت کود در مزارع پرورش گاو، اسب و خرگوش و استفاده از فضولات کرم (ورمیکمپوست) در بهبود و اصلاح خاک مزارع و گلخانه ها و به تبع آن افزایش کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی اشاره نمود. تولید پروتئین کرم به عنوان جیره غذایی آبزیان و طیور با بهره گرفتن از پودر کردن لاشه بدن کرم مسن امکان پذیر میباشد. میتوان از پرورش کرم به منظور استفاده در زمینهای کشاورزی و همچنین برای مصرف خوراکی انسان استفاده کرد. پرورش جهت خشک کردن و استفاده در صنایع بهداشتی و آرایشی از دیگر کاربردهای این گونه از کرمها میباشد.( گوپتا 2013)
1-4-6 مقایسه ورمی کمپوست با کودهای موجود در بازار
کودهایی که در بازار یافت میشوند به سه دسته تقسیم بندی میشوند که شامل کود شیمیایی، کود دامی و کود سبز است. مزایا و معایب این کودها در مقابل همدیگر به صورت جدول 1-1 مشاهده می شود
فرم در حال بارگذاری ...
