Effects of adding humidity and straw to manure for reducing weed seed viability

مقدمه
یکی از راه های تولید محصولات سالم، کشاورزی زیستی1 است. در کشاورزی زیستی که اساس آن بر مدیریت صحیح خاک و محیط رشد گیاه و درخت استوار است، به گونه ای عمل می شود که در تغذیه گیاهان و درختان، تعادل بین عناصر مورد نیاز در خاک به هم نخورد و در هنگام رشد نیز، نیازی به استفاده از سموم و آفت کش ها نباشد. کشت محصولات زیستی جهت حفاظت از محیط زیست کاهش هزینه های تولید، کاهش مصرف سموم کشاورزی و افزایش صادرات این محصولات به سایر کشورها امروزه با استقبال زیادی مواجه شده است (Boguzas et al., 2004). در این نوع کشاورزی در تغذیه خاک کشاورزی، به جای استفاده از کود شیمیائی از کودهای طبیعی نظیر خاک برگ، جلبک، کودهای دامی و بیولوژیک استفاده می شود. کود دامی یک ماده اصلاح کننده مهم خاک می باشد. علاوه بر تأمین مواد مغذی با ارزش، کود دهی، تجمع و گوناگونی میکروبی را سبب شده و مواد آلی را به خاک اضافه می کند. با این حال بسیاری از کودهای دامی حاوی مقادیر زیادی بذور علف های هرز هستند که جداکردن آن ها به  طور ساده از داخل کود امکان پذیر نمی باشد (Katovich et al., 2004). در کود دامی جمع آوری شده از دام هایی که تحت 5 رژیم غذایی مختلف قرار داشتند بیش از 19730 بذر زنده علف هرز در هر تن کود پیدا شد (Cudney et al., 1992). مطالعه دیگر نیز در 26 مزرعه در نیویورک نشان داد که در هر تن کود دامی به طور متوسط 75100 بذر علف های هرز وجود داشت (Mt. Pleasant and Schlather, 1994). با توجه به نقش کودهای دامی در افزایش آلودگی مزارع به بذور علف های هرز و افزایش بانک بذر خاک، تحقیق در زمینه کاهش زنده مانی بذور علف های هرز در مزارع ضروری به نظر می رسد. دمای بالا در تهیه کمپوست، موجب از بین بردن و یا کاهش زنده مانی بذور علف های هرز می شود (Nishida et al.,  1999). بررسی 36 نمونه از کودهای دامی استفاده شده در 20 مزرعه اطراف نیویورک نشان داد که بذور زنده موجود در کود دامی شامل 13 گونه نازک برگ و 35 گونه پهن برگ بود و دمای بالا در روند تهیه کمپوست، در از بین بردن و یا کاهش زنده مانی بذور اهمیت زیادی داشت (Pace and Granattin, 2000). اضافه کردن آب به کود گاوهای پرواری، به طور قابل ملاحظه ای شانس از بین رفتن علف های هرز را افزایش می دهد (Eghball and Lesoing, 2000). در تولید کودهای کمپوستی دمای بالای 140 درجه فارنهایت تولید می شود لذا می تواند بذور علف های هرز را بعد از فقط یک بار زیر و رو کردن از بین ببرد. از آن جایی که فرایند کمپوست، اغلب خواب این بذور علف های هرز را می شکند، معمولا  تمامی این بذور در یک زمان جوانه می زنند و مدیریت آن ها نسبت به جوانه زنی آن ها در  دوره های متعدد آسان تر می شود (Brown, 2006). کاهش زنده مانی بذور در کمپوست به دمای محیط نیز وابسته است (Tereshckuk and Lazauskas, 2002). علاوه بر رطوبت و دمای بالا، مقدار pH، نسبت کربن به نیتروژن، اکسیژن، ساختمان فیزیکی کمپوست  نیز در مرغوبیت آن اثر دارد. در فصل تابستان به علت گرمی هوا رطوبت کاهش یافته و مانع کاهش زنده مانی بذور علف های هرز می شود (Pace and Granattin, 2000). تجزیه شیمیائی کود نشان داد، که مقدار آب پس از یک ماه کاهش یافت Tereshckuk and Lazauskas, 2002)). با ایجاد شرایط مناسب شامل: دمای بالای 60 درجه سانتی گراد، رطوبت بیش از 60 درصد بین 2-3 ماه در فصل تابستان، قادر به از بین بردن بذور علف های هرز تا 100 درصد خواهیم بود (Salimi et al.,  2008). وقتی که مخلوط کمپوست دارای رطوبت بیش از حد باشد پر شدن فضای خالی کود با آب باعث ایجاد شرایط بی هوازی شده، که با فرایند کمپوست سازی (پوسیدن کود) منافات دارد. کود گاوهای شیری دارای حدود 80 درصد رطوبت و بعضی دارای رطوبت کم تری می باشد، که ترجیح داده می شود با مواد غنی از کربن )هیدروکربنه) مخلوط شود تا رطوبت آن کاهش نیابد (Leonard, 2001). تحقیقات انجام شده در نبراسکا نشان داد، که کمپوست مرطوب تعدادی از بذور علف های را به طور کامل تری نسبت به کمپوست خشک از بین برد. اگر کمپوست مرطوب گردد حتی بذور با پوشش سخت نیز از بین می روند (Katovich and Becker, 2004). اضافه کردن کاه به کود مجتمع موجب افزایش رطوبت و دمای دپو شده و فرایند تهیه کمپوست و کاهش زیستائی بذور علف های هرز را تسریع می کند (Tereshckuk and Lazauskas, 2002).
در بررسی  منابع مختلف، مطلبی در ارتباط با نسبت کاه و کلش اضافه شده به کود دامی، که روی درصد زنده مانی بذور علف هرز در روند پوسیدگی کود دامی تأثیر گذار باشد، مشاهده نگردید و عمده این منابع به بررسی نسبت کربن به نیتروژن در کود دامی و اثرات کاهش یا افزایش نسبت کربن به نیتروژن در کمپوست کردن مواد آلی پرداخته اند. این تحقیق با اهداف 1) تعیین نسبت مناسب کاه و کلش در کود دامی، جهت دست یابی به بیشینه کاهش زنده مانی بذور علف های هرز و 2) تعیین بهترین مدت زمان دپوی کود دامی، به منظور دست یابی به کمینه زنده مانی  این بذور انجام گرفته است.
مواد و روش ها
به منظور بررسی اثر افزودن نسبت های مختلف کلش  گندم به کود دامی جهت کاهش زنده مانی گونه های پهن برگ 2 و کشیده برگ 3 علف های هرز، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در تابستان و پاییز سال 1388 در موسسه تحقیقات دام پزشکی دانشگاه تهران و بخش علف های هرز موسسه تحقیقات گیاه پزشکی کشور انجام شد. عامل ها شامل رطوبت در دو سطح (افزودن رطوبت و بدون افزودن رطوبت)، کلش در چهار سطح (بدون اضافه کردن کلش و اضافه کردن کلش به میزان یک، دو و چهار درصد وزن کود تازه دامی) و زمان نمونه برداری بذور علف های هرز در 5 سطح (صفر، 15، 30، 45 و 60 روز پس از دپوی کود) بودند. آزمایش با 4 تکرار روی 13 گونه بذر علف های هرز انحام شد و درصد زنده مانی آن ها مورد ارزیابی قرار گرفت. گونه های علف های هرز پهن برگ و کشیده برگ شامل: ناخنک 4 ، خرفه  5، یونجه زرد 6 ، سلمک 7، تاج خروس وحشی 8، سس 9، ترشک 10، هفت بند 11، پیچک صحرائی 12، پنیرک 13،  قیاق 14، خونی واش 15 و خردل وحشی 16 بودند.
قبل از شروع آزمایش، 100 عدد بذر از هر گونه به صورت تصادفی انتخاب شده و با خیسانیدن یا استفاده از اسید سولفوریک یا به صورت مکانیکی و یا به صورت تلفیقی از حالات فوق، جهت شکسته شدن خواب بذر مورد تیمار قرار گرفتند. سپس بذور در لوله های آزمایش محتوی محلول یک درصد کلراید تترازولیوم (یک گرم کلراید تترازولیوم +100 سی سی آب مقطر) به مدت 48 ساعت در دمای 30 سانتی گراد در تاریکی قرار داده شدند و پس از آن بذور توسط بینی کولر مشاهده شدند. بعد از شمارش بذور زنده (از روی تغییر رنگ لپه یا جنین به رنگ قرمز) و بذور له شده و فاقد تغییر رنگ در لپه یا جنین، درصد زنده مانی بذور قبل از شروع آزمایش تعیین گردید (Esno et al., 1996).
مقادیر 75/0×2×2 مترمکعب معادل حدود 1850 کیلوگرم کود تازه دامی(گاوشیری) تهیه شده و صفر، یک، دو و چهار درصد وزن آن کلش معادل حدود صفر، 5/18، 37 و 74 کیلوگرم به کود دامی اضافه شده و به وسیله بیل مکانیکی و چهار شاخ با هم مخلوط شدند. از هر نمونه دو توده به ابعاد فوق تهیه شد که به یک توده در صورت کاهش رطوبت در طول آزمایش، رطوبت اضافه شد. رطوبت با آب پاش به توده های کود اضافه شد به طوری که کمینه رطوبت کود دامی 70درصد بود.  
سپس به ازای هر تیمار 100 عدد بذر از هر گونه داخل یک کیسه مش دار در عمق 50 سانتی متری از سطح فوقانی کود قرار داده شدند، هر تیمار چهار بار تکرار شد. دمای عمق 50 سانتی متری کود دامی به وسیله دماسنج دیجیتالی، هر 3 روز یک بار در ساعت معینی از روز بین ساعت سه تا پنج بعد از ظهر بر حسب مقیاس سانتی گراد اندازه گیری و ثبت شد. میزان رطوبت در تیمارهای مورد نظر توسط رطوبت سنج اندازه گیری شد. پس از گذشت 15، 30 و 45 روز ماندن در کود دامی مجتمع، بذور برداشت شده و درصد زنده مانی آن ها طبق روش اشاره شده در قسمت قبل محاسبه شد. تجزیه و تبدیل داده ها با استفاده از نرم افزار MSTAT و مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن انجام شد. جهت رسم نمودارها نیز از نرم افزارExcle  استفاده شد.
نتایج و بحث
بذور 10 گونه از 13 گونه علف های هرز مورد آزمایش شامل ناخنک خرفه، سلمک، تاج خروس وحشی، ترشک، هفت بند، خردل وحشی، پنیرک، قیاق و خونی واش پس از گذشت 15 روز از ماندن داخل کود دامی هیچگونه علامتی از زنده مانی از خود نشان ندادند و بنابراین مورد تجزیه و تحلیل  آماری قرار نگرفته و حذف شدند.  این مساله احتمالا به دلیل دمای تولید شده در روند پوسیدگی کود دامی است که به حدود 70 درجه سانتی گراد می رسد. سایر محققین نیز نتایج مشابهی گزارش کرده اند (Salimi et al.,  2008;  Alagesan et al., 2006;Katovich and Becker, 2004  ;  Nishida etal., 1999; Tereshckuk and Lazauskas, 2002). همچنانکه گزارش شده است یک مخلوط کود دامی که در برگیرنده میکروارگانیسم کافی باشد، برای شروع کمپوست کردن بدون هیچ کمک خارجی و یا مایه ای، مناسب است (Leonard, 2001).
پیچک
 نتایج حاصل از تجزیه واریانس درصد زنده مانی پیچک نشان داد که اثر کلش، رطوبت و زمان و اثر متقابل کلش× زمان روی درصد زنده مانی بذور این علف هرز معنی دار بوده است (داده ها نشان داده نشده است).  مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن نشان داد که بهترین تیمار استفاده از یک درصد کلش بوده است که تفاوت معنی داری با استفاده از دو درصد کلش و عدم استفاده از کلش نداشته است (جدول 1). کمترین درصد جوانه زنی بذر علف هرز پیچک در روز 60 نمونه برداری مشاهده شد که تفاوت معنی داری با روز 45 نداشت (جدول 2). استفاده از رطوبت به تنهایی باعث کاهش درصد زنده مانی علف هرز پیچک شده است (شکل 1). مرطوب نگه داشتن کمپوست برای اغلب دوره، زنده مانی بذور علف های هرز را کاهش می دهد اگرچه تصور می شود که دمای بحرانی نیز حاصل نمی شود Katovich and Becker, 2004)).
مقایسه میانگین اثرات متقابل کلش × زمان نشان داد که کمترین درصد جوانه زنی بذر علف هرز پیچک با استفاده از یک درصد کلش در روز 60 نمونه برداری حاصل شده است که تفاوت معنی داری با عدم استفاده از کلش و استفاده از دو درصد کلش در روز 60 و استفاده از کلش به میزان یک و دو درصد در روز 45 و استفاده از کلش به میزان چهار درصد در روز 30 نداشته است (شکل 2).
عناصر یا اجزائی که اصولا دارای کربن هستند شامل مواد خشک کلش، مانند کلش غلات یا ساقه ذرت، برگ های خشک، بقایا، براده های چوب و کاغذ و... می باشند، با ایجاد دمای بالا، حشرات، لاروها و بذور علف های هرز را از بین می برند ((Anonymous, 2009.
سس
نتایج حاصل از تجزیه واریانس نیز نشان داد که اثر کلش و زمان و اثرات متقابل کلش × زمان و کلش × رطوبت × زمان بر درصد زنده مانی بذور علف هرز سس معنی دار بوده است (جدول 1). مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن نشان داد که اضافه کردن کلش تفاوت معنی داری با عدم استفاده از آن داشته است اما بین سطوح مختلف استفاده از کلش تفاوت معنی داری وجود نداشت (جدول 2). کمترین درصد جوانه زنی بذر علف هرز سس همانند بذر علف هرز پیچک در روز 60 نمونه برداری مشاهده شد (جدول 2). اضافه کردن کاه به دپو کود موجب افزایش رطوبت و دمای دپو شده و فرایند تهیه کمپوست و کاهش زیستائی بذور علف های هرز را تسریع می کند Tereshckuk and Lazauskas, 2002)). اثرات متقابل کلش × زمان نشان داد که کمترین درصد جوانه زنی بذر علف هرز سس با استفاده از یک و دو درصد کلش در روز 60 نمونه برداری حاصل شده است که تفاوت معنی داری با عدم استفاده از کلش و استفاده از دو درصد کلش در همان روز نداشت. علاوه بر این با استفاده از یک، دو و چهار درصد کلش در روز 45 و دو و چهار درصد کلش  در روز 30 و چهار درصد کلش در روز  15 تفاوت معنی داری نداشت (شکل 3)
اما با بررسی اثرات متقابل کلش × رطوبت × زمان مشاهده شد که در صورت عدم استفاده از رطوبت کمترین درصد زنده مانی در روز 60 با اضافه کردن دو و چهار درصد کلش ایجاد شد (شکل 4 بالا) اما با استفاده از رطوبت در صورت اضافه کردن کلش به میزان یک درصد در روز 45 و 60 کمترین درصد زنده مانی بذر سس به دست آمد (شکل 4 سمت پایین).
یونجه زرد
نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که اثر استفاده از کلش و زمان و اثرات متقابل کلش × زمان و کلش × رطوبت بر درصد زنده مانی بذور علف هرز یونجه زرد معنی دار بوده است (جدول 1). مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن نشان داد که کمترین درصد زنده مانی با اضافه کردن 4 درصد کلش ایجاد شد که تفاوت معنی داری با عدم استفاده از کلش و استفاده از 2 درصد کلش نداشت (جدول 2).  در روز 60 کمترین درصد جوانه زنی بذر علف هرز یونجه زرد مشاهده شد اما تفاوت معنی داری با روز 15 و 45 نداشت (جدول 3). اثرات متقابل کلش × زمان نشان داد که کمترین درصد زنده مانی بذر علف هرز یونجه زرد با استفاده از چهار درصد کلش در روز 60 نمونه برداری حاصل شده است که تنها با استفاده از یک درصد کلش در روز 15 و استفاده از یک و دو درصد کلش در روز 30 تفاوت معنی داری داشت (شکل 5).
کمترین درصد زنده مانی بذر علف هرز یونجه زرد با استفاده از رطوبت اما بدون اضافه کردن کلش حاصل شد که تفاوت معنی داری با اضافه کردن چهار درصد کلش با استفاده از رطوبت یا بدون استفاده از آن نداشت (جدول 3). اضافه کردن آب به کود گاوهای گوشتی، به میزان زیادی شانس از بین رفتن علف های هرز را افزایش می دهد (Eghball and Lesoing, 2000). اما در این تحقیق مشخص شد که رطوبت اثر کمتری بر درصد زنده مانی بذور علف های هرز داشته است.  
همانطور که شکل های سه، چهار و پنج نشان میدهد، دو هفته دپو کردن کود دامی به میزان زیادی درصد زنده مانی بذور علف های هرز را کاهش داده است و می تواند از افزایش بانک بذر علف های هرز توسط کود دامی جلوگیری کند. Katovich و Becker نیز بیان کردند که با دپو کردن کود دامی به مدت سه ماه تعداد بذور زنده به میزان زیادی کاهش می یابد (Katovich and Becker, 2004). علف های هرز ارزن وحشی، سس و یونجه زرد در آزمایش آن ها به طور کلی از بین رفتند. در بین سه عامل بررسی شده  در این تحقیق به نظر می رسد که زمان در کاهش زنده مانی بذور علف های هرز اثر بیشتری داشته است. گرچه استفاده از رطوبت و اضافه کردن کلش می تواند تا حدی باعث کاهش بیشتر زنده مانی بذر علف هرز شود، اما اقتصادی بودن و دسترسی به آن ها نیز باید مد نظر قرار گیرد.
سهم ایران در کشاورزی زیستی جهان بسیار اندک است. سطح زیر کشت محصولات مختلف که در سال 1380 آفت کش یا کود شیمیایی دریافت کردند بیش از 110 هزار هکتار در محصولات زراعی و بیش از 125 هزار هکتار در محصولات باغی بوده است (Kocheki and Khajeh-Hosseini, 2008). با توجه به مشکلات مصرف بی رویه سموم و کود های شیمیایی در کشور امروزه ضرورت توجه بیشتر به تولید مواد غذایی سالم و توسعه محصولات زیستی بیش از پیش احساس می شود. از آنجایی که کود دامی در تولید این محصولات جایگاه خاصی دارد، ضرورت استفاده از کود دامی سالم و عاری از علف هرز جهت جلوگیری از آلودگی مزراع و باغ ها به بذر علف هرز، دو چندان می گردد.
پاورقی

1-    Organic Agriculture
2-     Broad leaf
3-     Grass
4-    Goldbachia laevigata
5-     Portulaca oleracea
6-     Melilotus officinalis
7-     Chenopodium album
8-     Amaranthus retroflexus
9-    Cuscuta campestris
10-    Rumex spp.
11-     Polygonum aviculare
12-    Convolvulus arvense
13-     Malva spp.
14-    Sorghum haleopens
15-     Phalaris  minor
16-    Sinapis arvensis