SUPERVISOR
Amirhossein Khoshgoftarmanesh,Hossein Shariatmadari
امیرحسین خوش گفتارمنش (استاد مشاور) حسین شریعتمداری (استاد راهنما)
STUDENT
Iraj Sharifi
ایرج شریفی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
TITLE
The Feasibility of Hydroponic Culture Beding Production by Using Berry and Pine Trees Residues
Coco peat and peat moss are the main Hydroponic bedding substrates widely used in the country and totally supplied through imports. Coco peat obtained from coconut shells waste and peat moss from natural forest- or marsh-lands. Regarding the expansion of greenhouse cultivation, especially soilless culture systems, use of coco peat and peat moss are also growing that impose considerable costs for the country. Because of its suitability, pine tree is a dominant specie, especially in semi-arid and arid regions of our country, producing large amounts of leaves and pine cones annually, that are not of a quality for use as animal feed or industrial applications. Due to its resistant to drought and salinity stresses, Berry is also another specie, in recent years, considered as an alternative tree for urban green space which results in production of large volumes of annual pruning wastes that may turn to economic benefits, if properly managed. Therefore, this research was carried out to investigate the composting of the above mentioned wastes as hydroponic bedding substrates to replace coco peat for growing sweet pepper seedlings. Based on the results, the pine leaf wastes showed the most weight loss during the composting process. Some other physical and chemical properties such as bulk density, real density, EC, pH, cation exchange capacity, and the content of hemicellulose, cellulose and lignin of the residues were also measured before and after the composting process. The bulk density increased with composting. The real density remained relatively unchanged while the electrical conductivity was increased after composting. The initial pH was acidic, but composting raised the pH close to the neutral range. The cation exchange capacity increased in the composts as compared with the initial wastes. The hemicellulose and cellulose contents of wastes decreased during composting, while the lignin increased. The produced composts showed higher levels of nutrient elements over the coco peat except for potassium. The lignin content and also the water retention capacity of coco peat were higher than the composts as well. The CEC and concentration of cellulose in the composts and coco peat were almost similar. Application of the produced composts as bedding substrates for growing pepper seedlings in comparison with coco peat was also tested in a completely randomized design with 7 treatments and 3 replicates. Treatments included pine cones compost (50%) + perlite (50%), pine leaf compost (50%) + perlite (50%), berry prunings compost (50%) + perlite (50%), pine cones enriched compost (50%) + perlite (50%), pine leaf enriched compost (50%) + perlite (50%), berry prunings enriched compost (50%) + perlite (50%) and coco peat (50 percent) + perlite (50 percent). Three kg capacity pots were filled with the bedding substrates and two seedlings of pepper were planted in each pot. The pots were kept in natural light in a greenhouse and nutrient solution provided by a drip system. After 2 months the plants were harvested and some growth parameters were measured. Statistical analysis and comparison of means using the least significant difference (LSD) at 5% probability performed using SAS. The results showed that the plant performance grown in the produced composts was similar to those in coco peat, while the enriched composts of pine leaves and berry prunings were relatively superior than coco peat , although the differences were not statistically significant. Key Words: bedding substrates, hydroponic, pine cones, pine leaves, berry prunings, sweet pepper, coco peat.
درحال حاضرکوکوپیت و پیت ماس به عنوان مواد اصلی تشکیل دهنده ی بسترهای کشت هیدروپونیک درسطح کشور به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرندکه تماماً از طریق واردات تأمین می شوند. کوکوپیت ازپسماندهای پوسته ی نارگیل و پیت ماس از زمین های باتلاقی بدست می آیند. باتوجه به توسعه ی کشت های گلخانه ای و مخصوصاً سیستم های کشت بدون خاک، استفاده ازکوکوپیت و پیت ماس نیز درحال افزایش بوده که هزینه ی قابل توجهی را به کشور تحمیل می کند. به دلیل آب و هوای خاص کشور و گسترش درختان کاج مخصوصاً در اقلیم خشک ونیمه خشک کشور، سالانه حجم عظیمی ازضایعات برگ، سرشاخه و مخروط های کاج تولید می شود که فاقد کیفیت لازم جهت استفاده به عنوان خوراک دام یا کاربرد های صنعتی می باشند. توت نیز به عنوان یکی از درختان مقاوم به تنش های شوری و خشکی در سال های اخیر به عنوان درختی جایگزین در فضای سبز شهری گسترش وسیعی پیدا نموده و هرساله سرشاخه های حاصل ازهرس آن حجم بزرگی از پسماند را تولید می نماید که دفع واستفاده صحیح آن می تواند مزایای اقتصادی فراوانی درپی داشته باشد. لذا دراین تحقیق تبدیل این ضایعات به کمپوست و استفاده از کمپوست ها به عنوان بسترکاشت هیدروپونیک در مقایسه با کوکوپیت و امکان جایگزینی آن برای پرورش نشاء فلفل دلمه ای مورد بررسی قرار گرفت. در بین بقایای گیاهی مورد تحقیق بیشترین کاهش وزن بعد از فرآیند کمپوست سازی در برگ کاج مشاهده شد. برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ازقبیل جرم مخصوص ظاهری، جرم مخصوص حقیقی، EC، pH، ظرفیت تبادل کاتیونی، همی سلولز، سلولز و لیگنین نیز در این بقایا قبل و بعد از فرآیند کمپوست سازی اندازه گیری شد. با کمپوست شدن این بقایا جرم مخصوص ظاهری افزایش یافت. کمپوست شدن بقایا تأثیر نسبتاً کمی بر جرم مخصوص حقیقی داشت. هدایت الکتریکی عصاره کمپوست های تولید شده نسبت به بقایای اولیه افزایش یافت. pH بقایای اولیه در محدوده اسیدی قرار داشت که در طی کمپوست شدن این ضایعات، pH به محدوده خنثی نزدیک شد. ظرفیت تبادل کاتیونی کمپوست های تولید شده در مقایسه با بقایای اولیه افزایش یافت. همی سلولز، سلولز بعد ازفرآیند کمپوست شدن بقایای اولیه کاهش پیدا کردند اما لیگنین افزایش یافت. کمپوست های تولید شده از نظر عناصر غذایی به جز پتاسیم و همچنین لیگنین دارای غلظت بیشتر از کوکوپیت بودند. قدرت جذب آب در کمپوست های تولید شده با اختلاف نسبتاً زیاد کمتر از کوکوپیت بود. پارامترهای CEC و غلظت سلولز در کمپوست ها و کوکوپیت تقریباً مشابه بود. کشت نشاء فلفل دلمه ای نیز در کمپوست های تولید شده در مقایسه با کوکوپیت در قالب طرح کاملاً تصادفی با 7 تیمار و 3 تکرار آزمایش شد. تیمارها شامل کمپوست مخروط کاج (50 درصد) + پرلیت (50 درصد)، کمپوست برگ کاج (50 درصد) + پرلیت (50 درصد)، کمپوست سرشاخه هرس توت (50 درصد) + پرلیت (50 درصد)، کمپوست مخروط کاج غنی شده (50 درصد) + پرلیت (50 درصد)، کمپوست برگ کاج غنی شده (50 درصد) + پرلیت (50 درصد)، کمپوست سرشاخه هرس توت غنی شده (50 درصد) + پرلیت (50 درصد) و کوکوپیت (50 درصد) + پرلیت (50 درصد) بودند. سپس مواد بستر آزمایشی در گلدان هایی با ظرفیت 3 کیلوگرم جهت کاشت نشاء فلفل دلمه ای مورد بررسی قرار گرفتند. گلدان ها در شرایط نور طبیعی در گلخانه و در دمای 25 درجه ی سانتی گراد نگهداری شدند و به هرگلدان محلول غذایی توسط سیستم قطره ای رسانده شد. بعد از گذشت 2 ماه از تاریخ کاشت نشاء، گیاهان رشد کرده برداشت و فاکتورهای رویشی آنها اندازه گیری شد. تجزیه های آماری داده ها توسط نرم افزار SAS و مقایسه میانگین ها با استفاده از کمترین اختلاف معنی دار در سطح احتمال 5 درصد انجام شد. نتایج اندازه گیری شاخص های عملکرد گیاه نشان داد کمپوست های آزمایشی نتایج مشابهی با کوکوپیت داشتند، ضمن اینکه کمپوست های غنی شده برگ کاج و سرشاخه توت تا حدودی نیز نسبت به کوکوپیت برتری داشتند. کلمات کلیدی : بستر کاشت، هیدروپونیک، مخروط کاج، برگ کاج، سرشاخه هرس توت، فلفل دلمه ای، کوکوپیت