ارزیابی زیست-زراعی تولید کود ورمی‌کمپوست از بقایای گیاهان زراعی و اثر آن بر عملکرد دانه کنجد

. مقدمه

هدف اصلی کشاورزی پایدار، کاهش آثار منفی روش‌های کشاورزی فشرده و بهبود کیفیت اجزای تولید محصولات زراعی است. در این خصوص، کود ورمی‌کمپوست از جمله راهکارهای نوین و منطبق با رویکرد کشاورزی پایدار است که به کمک استفاده از کرم‌های خاکی، مواد آلی خام را به ترکیباتی ارزشمند و غنی از عناصر غذایی تبدیل می‌کند (Aynehband et al., 2017). پژوهشگران گزارش دادند که با تغییر نسبت وزنی کود گاوی در تولید ورمی‌کمپوست و جایگزینی آن با سایر مواد آلی مانند آزولا یا برگ‌های درخت قهوه، مقدار هدایت الکتریکی (EC) و فسفر افزایش، ولی در مقابل پتاسیم کل، کربن آلی و نسبت کربن به نیتروژن در کود ورمی‌کمپوست نهایی کاهش یافت؛ اما مقدار pH و کل نیتروژن تغییر چندانی نداشت. بنابراین، نتیجه گرفتند که نسبت وزنی ماده آلی اولیه در تولید ورمی‌کمپوست بااهمیت خواهد بود (Ro et al., 2022). گزارش شده که استفاده از کود ورمی‌کمپوست در تلفیق با کودهای شیمیایی یا کود گاوی باعث افزایش فراهمی عناصر میکرو، هدایت الکتریکی خاک و ظرفیت نگه‌داری آب در خاک شد. به­علاوه، اضافه­کردن کود ورمی‌کمپوست باعث بهبود اجزای رشد گیاه کنجد (مانند رشد ریشه، هوایی، سطح برگ و توان شاخه‌­دهی) و به­طور معنی­داری نیز باعث افزایش اجزای عملکرد دانه کنجد (مانند تعداد کپسول، تعداد بذر در کپسول، وزن و طول کپسول و عملکرد دانه) در مقایسه با شرایط عدم اضافه­کردن کود ورمی‌کمپوست به کودهای شیمیایی و کود گاوی شد (Pandiyana et al., 2020). اظهار شده که ویژگی کودهای ورمی‌کمپوست علاوه­بر غنی­بودن از عناصر و برخی آنزیم‌های محرک رشد، آزادسازی تدریجی عناصر غذایی است که باعث می‌شود مقدار فسفر و نیتروژن در خاک افزایش، وزن مخصوص خاک کاهش و توان نگه­داری آب خاک بهبود یابد. این شرایط باعث بهبود ارتفاع بوته، تعداد شاخه‌ها، طول ریشه، تعداد و وزن کپسول‌ها در کنجد شد. به­طوری­که کاربرد 10 تا 30 تن در هکتار کود ورمی‌کمپوست به­طور متوسط باعث بهبود 25 تا 50 درصدی وزن کپسول‌های کنجد شد (Vijayakomari & Hiranmai, 2012). نتایج پژوهشی نشان داد که کود ورمی‌کمپوست غنی از هیومیک­اسید است که با توسعه بیشتر ریشه کنجد باعث افزایش تحریک جذب عناصر غذایی می‌شود. به­علاوه، هیومیک­اسید موجود در ورمی‌کمپوست نقش مفیدی در توسعه خصوصیات میکروبی خاک داشت که نتیجه آن افزایش تولید مواد آلی و بهبود کیفیت خاک شد. این پژوهشگران ترکیب 50 درصد کود ورمی‌کمپوست و 50 درصد کود دامی را بهترین کود ترکیبی برای عملکرد مطلوب کنجد اعلام کردند (Aliku et al., 2019). گزارش شده اگرچه کاربرد کود ورمی‌کمپوست باعث بهبود عملکرد و اجزای عملکرد کنجد در مقایسه با شرایط کاربرد عناصر شیمیایی شد ولی ترکیب کود ورمی‌کمپوست و سایر مواد آلی مانند کودهای زیستی یا کود دامی در مجموع عملکرد دانه، وزن هزار دانه، تعداد بذر در کپسول و تعداد کپسول در بوته را بهتر از شرایط کاربرد صرفاً کود ورمی‌کمپوست افزایش داد. البته تأکید شده که برای به­دست­آمدن بهترین کمّیت و کیفیت عملکرد دانه کنجد بایستی مناسب‌ترین ترکیب کود ورمی‌کمپوست و باکتری موجود در کود زیستی را پیدا کرد که بر اساس آزمایش آن‌ها، ترکیب کود ورمی‌کمپوست و باکتری ازتوباکتر باعث بهترین عملکرد دانه کنجد شد(Mokariya et al., 2020) .

پژوهشگران گزارش دادند که نسبت کربن به نیتروژن بقایای گیاهی اولیه در فرآیند ورمی‌کمپوست بسیار مهم است و سطح بهینه آن در بقایای گیاهی بهتر است بین 20:1 تا 40:1 باشد. به­علاوه، کود ورمی‌کمپوست تولیدی شامل مجموعه‌ای غنی از میکروارگانیسم‌های مفید، عناصر اصلی و میکرو همراه با برخی آنزیم‌ها و هورمون‌های محرک رشد بود (Yuvaray et al., 2021). به­علاوه، اظهار شده کاهش کربن آلی در محصول نهایی ورمی‌کمپوست در مقایسه با ماده آلی اولیه (بقایای گیاهی)، نتیجه تجزیه ماده آلی، معدنی­شدن و فعالیت تنفسی کرم‌های خاکی و سایر جوامع میکروبی در فرآیند تولید ورمی‌کمپوست بوده که باعث می‌شود بخشی از کربن به­صورت گاز دی­اکسید کربن از محیط خارج شود. همچنین تغییر pH کود ورمی‌کمپوست بستگی به نوع ماده خام اولیه دارد (Wako, 2021).

همچنین استفاده مناسب از بقایای گیاهی نقش مهمی در بهبود ماده آلی خاک و مدیریت پایدار بوم نظام­های زراعی خواهد داشت. گزارش شده افزایش عناصر غذایی به واسطه­ی افزودن بقایای گیاهی هم در کوتاه­مدت و هم در بلند­مدت می‌تواند در بهبود حاصلخیزی خاک مؤثر باشد؛ ولی سرعت تجزیه­ی این مواد فاکتور مهمی در استفاده مطلوب از عناصر غذایی آن‌ها است
 (Shahpari et al., 2016). از سوی دیگر، مخلوط­کردن بقایای گیاه کلزا باعث افزایش دسترسی گیاه به عناصر موجود در خاک شده و به­دنبال آن با رشد بهتر گیاه باعث اثرات مثبت بر صفات عملکردی و در نهایت عملکرد در گندم شد؛ به­طوری­که بیشترین مقدار نیتروژن و فسفر خاک از تیمار برگرداندن بقایای کلزا به­همراه 150 کیلوگرم در هکتار اوره به­دست آمد (Bahari et al., 2016). همچنین نتایج پژوهشی نشان داد اگر چه برخی صفات کمّی (مانند عملکرد دانه) در تیمار برگرداندن بقایا از کمّیت پایین­تری برخوردار بودند ولی در مقابل اجرای تیمار برگرداندن بقایا به خاک در مقابل تیمار سوزاندن بقایا باعث شد که برخی صفات کیفی عملکرد (مانند پروتئین دانه) از کمّیت بیشتری برخوردار شوند (Porhossini et al., 2022). در حال حاضر علاوه­بر کاربرد مستقیم بقایای گیاهی در خاک، می­توان با انجام فرآیندهای میکروبی یا به کمک کرم­های خاکی، این مواد را به ترکیبات پایدارتری همچون کودهای کمپوست و ورمی­کمپوست تبدیل کرد.

در طی سال‌های اخیر و با بروز مشکل کم­آبی، کشت و توسعه گیاه کنجد در تابستان به­عنوان گیاه روغنی مهم و نیز جایگزینی برای برنج به­ویژه در نواحی گرمسیری مطرح شده است. بر این اساس هدف این پژوهش ارزیابی زیستی-زراعی تأثیر انواع کودهای ورمی­کمپوست تولید­شده از بقایای گیاهان زراعی بر عملکرد کمّی و کیفی دانه کنجد است.

2. روش‎شناسی پژوهش

این آزمایش در بهار و تابستان سال 1400 در مزرعه تحقیقاتی شماره یک دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز اجرا شد. شهرستان اهواز دارای اقلیم گرم و مرطوب در تابستان با میانگین دمای روزانه 45 درجه سلسیوس در تابستان و بدون بارش تابستانه است. خصوصیات خاک محل اجرا در عمق 30–0 سانتی­متری شامل بافت لومی شنی، درصد نیتروژن خاک 088/0، فسفر قابل جذب 4/13 میلی­گرم بر کیلوگرم، پتاسیم قابل جذب 160 میلی­گرم بر کیلوگرم، اسیدیته 6/7 ، هدایت الکتریکی 8/2 دسی­زیمنس بر متر و میزان کربن آلی خاک 48/0 درصد بود.

این آزمایش در دو مرحله اجرا شد. مرحله اول شامل تولید کود ورمی‌کمپوست بود که به­صورت طرح کرت­های یکبار خرد­شده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار بود. فاکتور اصلی شامل چهار سطح بقایای گیاهان برنج، ذرت، گندم و نیشکر و فاکتور فرعی شامل دو سطح میزان درصد وزنی 30 و 40 درصد از بقایای گیاهان زراعی فوق بر حسب وزن کل بستر اولیه بود. وزن کل بستر اولیه (شامل کود گاوی و بقایای گیاهی) 8000 گرم بود که بسته به درصد وزنی از مقدار کود گاوی کاسته و به جای آن بقایای گیاهی اضافه شد. خصوصیات شیمیایی کود گاوی مورد استفاده و بقایای گیاهی مورد استفاده در جدول 1 ارائه شده است.

در این آزمایش، 30 و 40 درصد بقایای هر یک از گیاهان به­ترتیب معادل 2400 و 3200 گرم بود. طول دوره آزمایش مرحله اول 90 روز بود. از کرم خاکی ایزینیا فتیدا برای تولید ورمی­کمپوست استفاده شد. هر پلات آزمایش شامل سبدهایی با ابعاد 20×60 ×45 سانتی­متر بود که به هر پلات آزمایش تعداد 200 عدد کرم با میانگین وزنی 70 گرم تلقیح شد. مبنای انتخاب تعداد کرم­ها و روش کار بر اساس نتایج آزمایش­های قبلی تعیین و اجرا شد(Aynehband et al., 2019) . تعداد کرم­ها در این مرحله خصوصیات زیستی کرم‌ها مانند وزن و تعداد کرم‌های بالغ و نابالغ، وزن و تعداد کل کرم‌ها، شاخص نسبت بازدهی (تقسیم وزن نهایی به وزن اولیه کرم) و شاخص نسبت تکثیر (تقسیم تعداد نهایی کرم به تعداد اولیه کرم) محاسبه شد. پس از جداسازی کرم‌ها، کل ماده آلی تولید­شده توزین و با عبور از الک 5/3 میلی­متری، وزن مواد ورمی‌کمپوست (عبور­کرده از الک) و غیر ورمی‌کمپوست (باقیمانده در الک) توزین شد
(Murali & Neelanarayanah, 2011) . محل اجرای مرحله اول طرح، آزمایشگاه اکولوژی گیاهان زراعی گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی بود. در طی آزمایش، دمای محیط بین 22 تا 25 درجه سلسیوس و میزان رطوبت بستر بین 50 تا 70 درصد تنظیم شد.

جدول 1. برخی خصوصیات شیمیایی بقایای گیاهی و کود دامی

مرحله دوم شامل بررسی تأثیر انواع کودهای ورمی‌کمپوست تولید­شده در مرحله اول بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه کنجد بود. آزمایش در مزرعه تحقیقاتی گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی و به­صورت مزرعه‌ای انجام گرفت. طرح آماری بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار بود که شامل 8 تیمار کودی (کودهای ورمی‌کمپوست تولیدشده از بقایای هر یک از گیاهان زراعی به علاوه درصد وزنی آن‌ها) به­همراه شاهد (کود گاوی همراه با کرم ولی بدون بقایای گیاهی) بود. تاریخ کاشت کنجد 15 تیرماه و تاریخ برداشت 15 مهرماه بود. تراکم کنجد 20 بوته در متر مربع با فاصله بین ردیف 50 و روی ردیف 10 سانتی­متری و کشت به روش جوی و پشته بود. رقم کنجد داراب 14 بود. عملکرد و اجزای عملکرد کمّی و کیفی کنجد اندازه­گیری شد. برای تجزیه آماری داده­ها از نرم­افزار SAS نسخه 4/9 استفاده شد و میانگین‌ها با استفاده از آزمون دانکن مقایسه شدند.

3. یافته­های پژوهش و بحث

3-1. خصوصیات زیستی

3-1-1. تعداد کرم‌ها

تفاوت بین نوع بقایای گیاهی به­کاررفته در تولید کود ورمی‌کمپوست به گونه‌ای است که بقایای نیشکر بیشترین (5503 عدد) و بقایای گندم (4271 عدد) کمترین تعداد کل کرم را در کود ورمی‌کمپوست نهایی تولید کردند (جدول 2). البته وضعیت بالغ یا نابالغ­بودن کرم‌ها نیز تحت تأثیر نوع بقایای گیاهی قرار گرفت، به­گونه‌ای­که بقایای گندم بیشترین تعداد کرم بالغ (412 عدد) و بقایای نیشکر بیشترین تعداد کرم نابالغ (5124 عدد) را دارا بودند. به نظر می‌رسد اهمیت صفت تعداد کرم‌های بالغ بیشتر از صفت تعداد کل کرم‌ها باشد، زیرا این گروه از کرم‌ها جزء فعال و عامل تعیین­کننده در فرآیند تولید کود ورمی‌کمپوست محسوب می‌شوند. اثر برهمکنش تیمارهای آزمایش بر ویژگی تعداد کرم­ها نشان می‌دهد که تیمار کاربرد بقایای نیشکر به میزان 30 درصد از وزن ماده اولیه، بیشترین (5618 عدد) تعداد کرم و بیشترین تعداد کل کرم‌های نابالغ (5249 عدد) را تولید کرده است. درحالی­که کاربرد بقایای گندم به میزان 40 درصد از وزن ماده اولیه، بیشترین (433 عدد) تعداد کل کرم‌های بالغ و فعال در تولید کود ورمی‌کمپوست را به خود اختصاص داده است (جدول 2).

به­هرحال، بیشترین تعداد کل کرم (تیمار بقایای نیشکر 30 درصد) با بیشترین تعداد کرم نابالغ و به­طور مشابه کمترین تعداد کل کرم (تیمار بقایای گندم 40 درصد) با کمترین تعداد کل کرم نابالغ همسو می‌باشند. نکته دیگر، تغییرات تعدادکرم‌ها تحت تأثیر برهمکنش بین کمّیت بقایای گیاهی با نوع بقایا است که نشان می‌دهد برای هر 4 نوع بقایای گیاهی، با افزایش کمّیت بقایا از 30 به 40 درصد، تعداد کل کرم‌ها کاهش یافته است. البته این کاهش به­طور عمده تحت تأثیر کاهش تعدادکرم‌های نابالغ بود. با این­که تعداد کرم‌های بالغ افزایش یافته ولی نتوانسته اثرات کاهنده تعداد کرم نابالغ را جبران کند. یک دلیل احتمالی برای این مسئله می‌تواند این نکته باشد که با افزایش کمّیت بقایای گیاهی، ماده آلی زیادی برای تغذیه و رشد کرم‌های فعال بالغ فراهم شده است؛ لذا تغییرات جوامع کرم‌ها به گونه‌ای روی داده که بیشتر به سمت افزایش وزن کرم‌ها بوده تا افزایش تعداد آن‌ها. نتایج جدول 2 دلیلی بر اثبات این شرایط است که نشان می‌دهد با افزایش درصد بقایا از 30 درصد به 40 درصد، صفت وزن برای تمام حالات کرم‌ها افزایش یافته است. به­هر­حال، در مورد صفت نسبت تکثیر (که از تقسیم تعداد نهایی کرم‌ها به تعداد اولیه آن‌ها محاسبه می‌شود) نتایج برهمکنش تیمارها نشان می‌دهد که مقدار این صفت در بقایای نیشکر بیشتر از سایر بقایای گیاهی است (51/27 ) که علت اصلی آن بیشتر­بودن تعداد کرم‌های نابالغ است. به­عبارت دیگر، تیماری که بیشترین تعداد کل کرم‌ها را دارد (نیشکر 30 درصد، 5618 عدد، جدول 2)، به­طور مشابه، بیشترین نسبت تکثیر را نیز داراست (09/28). این حالت برای تیمار گندم 40 درصد که کمترین تعداد کل کرم و نسبت تکثیر را دارد (به­ترتیب 3996 عدد و 98/19، جدول 2) نیز صادق است لذا می‌تواند بیانگر این باشد که بین دو صفت تعداد کل کرم و نسبت تکثیر رابطه‌ای همسو وجود دارد.

جدول 2. خصوصیات زیستی (وزن، تعداد، وضعیت بلوغ، نسبت تکثیر و نسبت بازدهی) کرم­ها در بقایای گیاهی و کود ورمی­کمپوست

میانگین­های دارای حروف مشابه در سطح آماری پنج درصد بر اساس آزمون دانکن معنی­دار نمی­باشند.

3-1-2. وزن کرم‌ها

نتایج برهمکنش تیمارهای آزمایش بر خصوصیات وزن کرم‌های تولیدکننده کود ورمی‌کمپوست نشان می‌دهد که تیمار بقایای گندم 40 درصد بیشترین (4/306 گرم) و تیمار بقایای ذرت 30 درصد کمترین (6/294 گرم) وزن کل کرم را دارا می‌باشند (جدول 2). با­توجه­به وزن کرم‌های بالغ و نابالغ می‌توان چنین استنباط کرد که عامل وزن کرم‌های بالغ، نقش تعیین­کننده‌تری در وزن کل کرم‌ها داشته است؛ زیرا تیمار بقایای گندم 40 درصد با بیشترین وزن کل کرم (4/306 گرم)، به­طور مشابه نیز بیشترین وزن کرم‌های بالغ را نیز دارا می‌باشد (7/155 گرم). همین شرایط برای تیمار بقایای ذرت 30 درصد با کمترین وزن کل کرم (6/249 گرم) نیز وجود دارد (جدول 2). به­طوری­که این تیمار کمترین وزن کرم‌های بالغ را به خود اختصاص داده است (5/117 گرم). در مقابل چنین همسویی برای وزن کرم‌های نابالغ دیده نمی‌شود (جدول 2). با مقایسه دو تیمار بقایای گیاهان نیشکر و گندم در جدول 2 مشخص می‌شود که بقایای گندم بیشترین تعداد کرم بالغ (412 عدد) را داشته که نتیجه‌ آن بیشترین وزن کرم‌های بالغ (3/147 گرم) بوده است. به­طور مشابه، بقایای نیشکر بیشترین تعداد کرم نابالغ را داشته (5124 عدد) که نتیجه‌ آن بیشترین وزن کرم نابالغ (5/149 گرم) است. اما با مقایسه دو صفت تعداد کل کرم و وزن کل کرم‌ها مشخص می‌شود که نقش کرم‌های نابالغ به­طور عمده در تعیین تعداد کل کرم است، ولی نقش کرم‌های بالغ به­طور عمده در تعیین وزن کل کرم است. این تفاوت باعث شده که تیمار نیشکر، بیشترین تعداد کل کرم را داشته باشد (5503 عدد، جدول 2)، ولی تیمار بقایای گندم، بیشترین وزن کل کرم را به خود اختصاص دهد (4/292 گرم، جدول 2). اما به­هرحال نتایج برهمکنش تیمارها بیانگر این است که با افزایش درصد وزنی بقایای گیاهان ذرت، نیشکر و گندم، وزن کل کرم­ها افزایش یافته است، ولی این روند برای بقایای برنج دیده نمی‌شود که علت اصلی آن کاهش وزن کرم‌های نابالغ است. هر چند که در این تیمار، وزن کرم‌های بالغ افزایش یافته ولی این افزایش نتوانسته کاهش وزن کرم‌های نابالغ را جبران کند. نتیجه این رفتار متفاوت باعث شده که تیمار بقایای برنج 40 درصد، کمترین نسبت بازدهی را داشته باشد (62/3، جدول 2). در مقابل، تیمار بقایای گندم 40 درصد بالاترین نسبت بازدهی (38/4، جدول 2) را داشته که به­طور عمده ناشی از بالاتربودن وزن کرم‌های بالغ (7/155 گرم، جدول 2) در این تیمار بوده است.

در مجموع و به­طور خلاصه مشخص شد که تیمار بقایای گندم 40 درصد به­دلیل این که بالاترین تعداد کرم بالغ را داشته، بیشترین وزن کرم بالغ را تولید کرده که نتیجه آن بیشترین وزن کل کرم بوده است (عامل کرم بالغ در این تیمار بسیار تأثیرگذار بوده است). از سوی دیگر، تیمار بقایای نیشکر 30 درصد به­واسطه بیشترین تعداد کرم نابالغ، بیشترین تعداد کل کرم را به خود اختصاص داده ولی در مقابل به لحاظ وزن کل کرم در سطح پایینی قرار دارد (عامل کرم نابالغ تأثیرگذارتر بوده است) (3/268 گرم، جدول 2). لازم به ذکر است که با­توجه­به دوره 90 روزه در فرآیند تولید کود ورمی­کمپوست، نقش و میزان تأثیرگذاری کرم‌های بالغ به­دلیل فعالیت بیشتر آن‌ها در فرایند تولید کود ورمی‌کمپوست، بسیار بیشتر از کرم‌های نابالغی که هنوز به مرحله اوج فعالیت خود نرسیده‌اند، می‌باشد. لذا به نظر می‌رسد استفاده از بقایای گیاهانی مناسب خواهد بود که در این دوره زمانی 90 روزه، تعداد و به­ویژه وزن کرم‌های بالغ بیشتری داشته باشند که این حالت به­طور عمده در تیمار بقایای گندم 40 درصد مشاهده می‌شود. تغییر در خصوصیات جمعیتی و وزن کرم‌ها در طی فرآیند ورمی‌کمپوست توسط (Doan et al., 2013) و (Biruntha et al., 2020) نیز گزارش شده است.

3-2. مقدار کود ورمی­کمپوست تولیدشده

نتایج جدول 3 نشان می‌دهد که کل ماده آلی اولیه به دو بخش کود ورمی‌کمپوست­شده و نشده تقسیم می‌شود. بر این اساس، ماده آلی اولیه که شامل بقایای نیشکر بوده بیشترین (7/7193 گرم) و ماده آلی اولیه که شامل بقایای ذرت بوده کمترین (5/6355 گرم) میزان تولید کود ورمی‌کمپوست را داشته اند. البته با افزایش درصد بقایای هر یک از گیاهان از 30 به 40 درصد، از مقدار تولید کود ورمی­کمپوست کاسته شده (از 6/6910 به 6/6674 گرم) ولی در مقابل به میزان ترکیبات غیر ورمی‌کمپوست اضافه شده است (از 9/87 به 6/92 گرم).

به­عبارت دیگر، یک روند معکوس وجود دارد. از­آن‌­جایی­که تولید کود ورمی­کمپوست طی یک دوره 90 روزه اساساً تحت تأثیر میزان فعالیت کرم‌های خاکی است؛ لذا به­نظر می‌رسد هر چه تعداد جوامع کرم‌های نابالغ بیشتر باشد (جدول 2)، میزان تبدیل ماده آلی به کود ورمی‌کمپوست نیز بیشتر خواهد بود. زیرا از آن­جایی­که سرعت رشد کرم‌های نابالغ بیشتر از سرعت رشد کرم‌های بالغ است؛ لذا میزان تغذیه آن­ها نیز بیشتر خواهد بود که این روند تغذیه نقش مهمی در میزان عبور ماده آلی از سیستم گوارشی کرم و تبدیل آن به کود ورمی‌کمپوست خواهد داشت. به­علاوه، از آن­جایی­که با افزایش ماده آلی اولیه از 30 به 40 درصد، وزن کرم-های نابالغ تفاوتی نداشته است؛ لذا به نظر می‌رسد که عامل تعداد کرم، بیشتر از عامل وزن کرم تأثیرگذار می‌باشد (جدول 2). بر این اساس و با­توجه­به برهمکنش تیمارهای آزمایش، تیمار بقایای نیشکر 30 درصد بیشترین (5/7229 گرم) و تیمار بقایای ذرت 40 درصد کمترین (6261 گرم) کود ورمی­کمپوست را تولید کرده‌اند. از سوی دیگر، با افزایش وزن بقایای گیاهی از 30 به 40 درصد، میزان ضریب تبدیل از 87/0 به 84/0 کاهش یافته که نشان می‌دهد بخشی از ماده آلی اضافه­شده اگرچه توسط کرم‌ها مصرف شده ولی به کود ورمی‌کمپوست تبدیل نشده است (جدول 3). یک دلیل احتمالی این وضعیت با مراجعه مجدد به جدول 2 قابل توجیه است؛ به­طوری­که با افزایش کاربرد مازاد بقایای گیاهی که باعث کاهش نسبت کربن به نیتروژن از 9/17 به 2/15 شده است (جدول 3) به جای اینکه صرف تولید کود شود، صرف تغییر جمعیت و وزن کرم‌ها از حالت نابالغ به بالغ شده است. به­عبارت دیگر، کرم‌های موجود در محیط از این انرژی مازاد فراهم­شده جهت تکمیل بیشتر فرآیند رشد خود از حالت نابالغ به بالغ استفاده کرده‌اند. بر­این­اساس، بهترین کیفیت کود ورمی‌کمپوست بر اساس میزان نسبت کربن به نیتروژن در تیمار بقایای گندم 30 درصد (2/11) و کمترین کیفیت کود ورمی‌کمپوست نیز در بقایای برنج 30 درصد (7/26) وجود دارد (جدول 3). تآثیر فعالیت کرم­ها بر نسبت کربن به نیتروژن توسط سایر پژوهشگران نیز بیان شده است
 (Lv et al., 2018).

جدول 3. کمیت کل ماده آلی، ضریب تبدیل و مقدار کود ورمی­کمپوست تولیدشده و تولیدنشده توسط فعالیت کرم­ها

میانگین­های دارای حروف مشابه در سطح آماری پنج درصد بر اساس آزمون دانکن معنی­دار نمی­باشند.

3-3. عملکرد و اجزای عملکرد کنجد

در مرحله دوم آزمایش، گیاهان کنجد تحت تأثیر انواع کودهای ورمی‌کمپوست تولیدشده در مرحله اول قرار گرفتند و از آن­جایی­که کلیه روش‌های زراعی مشابه بودند، بنابراین عامل تفاوت تا حد زیادی تحت تأثیر نوع کود ورمی­کمپوست خواهد بود. نتایج جدول 4 نشان می‌دهد که واکنش عملکرد دانه کنجد نسبت به نوع کود ورمی‌کمپوست متفاوت است. به­طوری­که بیشترین عملکرد دانه کنجد (6/1154 کیلوگرم در هکتار) مربوط به تیمار بقایای گندم 40 درصد بود. درحالی­که کمترین عملکرد دانه (بدون درنظرگرفتن تیمار شاهد)، در تیمار بقایای برنج 30 درصد دیده شد (2/744 کیلو گرم در هکتار). در حقیقت این تفاوت در عملکرد دانه آن هم صرفاً به­علت تفاوت در نوع کود ورمی‌کمپوست بسیار قابل توجه است؛ زیرا اختلاف بین بیشترین و کمترین عملکرد دانه حدود 55 درصد است (تفاوت بین 2/744 با 6/1154 کیلوگرم در هکتار) و نشان­دهنده اهمیت توجه به ماده اولیه تولیدکننده کود ورمی‌کمپوست می‌باشد. نکته‌ای که شاید اصلاً در حال حاضر مورد توجه قرار نمی‌گیرد. به­علاوه، در تمامی تیمارهای کودی تولیدشده، عملکرد دانه کنجد در شرایط کاربرد 40 درصد بقایا، بیشتر از کاربرد 30 درصد بقایا می باشد. با افزایش درصد وزن بقایا از 30 به 40 درصد، بیشترین تأثیر در افزایش عملکرد دانه کنجد را ابتدا تیمار بقایای نیشکر داشته که حدود 30 درصد افزایش است (از 3/795 به 1122 کیلوگرم در هکتار) و سپس، در تیمار بقایای گندم دیده می شود که حدود 26 درصد بهبود در عملکرد دانه را داشته است (از 1/857 به 1154 کیلوگرم در هکتار). در ادامه، همانطور که انتظار می‌رفت، بهترین عملکرد کمّی دانه با بهترین معیار کیفیت دانه (درصد روغن) هماهنگ نبود. به­طوری­که بیشترین درصد روغن دانه کنجد در تیمار بقایای برنج 30 درصد (52 درصد) به­دست آمد (جدول 4).

بررسی نتایج اجزای عملکرد نشان می‌دهد که برتری عملکرد دانه کنجد در تیمار بقایای گندم 40 درصد (6/1154 کیلوگرم در هکتار) اساساً تحت تأثیر برتری صفات وزن دانه در کپسول (1/0 گرم)، تعداد دانه در کپسول (51 عدد) و وزن هزار دانه (12/2 گرم) بوده است (جدول 4). البته بیشترین تعداد کپسول در بوته (5/64 عدد) در تیمار بقایای نیشکر 40 درصد به­دست آمد که با بالاترین ارتفاع بوته (6/160 سانتی متر) در همین تیمار سازگار است؛ زیرا ارتفاع بیشتر بوته‌ها باعث افزایش تعداد بیشتر کپسول شده بود. البته از آنجایی­که صفات وزن هزار دانه (07/2 گرم) و وزن دانه در کپسول (09/0 گرم) در این تیمار تقریباً مشابه و به لحاظ آماری بدون تفاوت معنی‌دار با تیمار بقایای گندم 40 درصد بود، می‌توان چنین استنباط کرد که تفاوت کمی که بین عملکرد دانه در تیمارهای بقایای گندم و نیشکر 40 درصد وجود دارد اساساً ناشی از بیشتربودن صفات تعداد دانه در کپسول و وزن هزار دانه برای تیمار گندم 40 درصد و بیشتربودن صفت تعداد کپسول در بوته برای تیمار نیشکر 40 درصد روی داده است. به­عبارت دیگر، هر صفت در یک تیمار مزیت داشته که در نهایت منجر به بهبود کمّیت عملکرد و تفاوت غیر معنی‌دار به لحاظ آماری بین عملکرد کنجد در دو تیمار بقایای گندم و نیشکر 40 درصد شده است (جدول 4).

از سوی دیگر، با بررسی نتایج جدول 2 و جدول 4 مشخص می شود که تیمار بقایای گندم 40 درصد که بالاترین عملکرد دانه کنجد را دارد (6/1154 کیلوگرم در هکتار) به­طور متقابل، بیشترین تعداد کل کرم بالغ (433 عدد)، بیشترین وزن کرم بالغ (7/155 گرم) و بیشترین وزن کل کرم‌ها (4/306 گرم) را نیز داراست. این مسئله از یک سو اهمیت جوامع کرم‌های بالغ چه به لحاظ وزنی و چه به لحاظ تعداد را در فرآیند تولید کود ورمی­کمپوست نشان می‌دهد و از سوی دیگر تأکیدی بر تأثیرگذاری بیشتر صفت وزن کرم در مقایسه با صفت تعداد کرم در بررسی میزان تأثیرگذاری جوامع کرم‌های فعال در تولید ورمی‌کمپوست خواهد بود. به­علاوه، مقایسه جدول­های 2 و 4 دلیل بارزی بر تأثیرگذاری متقابل هر دو صفت نوع بقایا و درصد وزنی بقایا بر عملکرد نهایی دانه کنجد است. به­طور مشابه تأثیر مثبت کود ورمی­کمپوست بر عملکرد و اجزای عملکرد کنجد(Lal et al., 2018) ، سیب زمینی
 (Zewide et al., 2022) و نیشکر (Djajadi et al., 2020) توسط سایر پژوهشگران نیز بیان شده است.

جدول 4. عملکرد و اجزای عملکرد کمی و کیفی کنجد

میانگین­های دارای حروف مشابه در هر ستون در سطح آماری پنج درصد بر اساس آزمون دانکن معنی­دار نمی­باشند.

در نهایت، جدول همبستگی صفات (جدول 5) نشان می‌دهد که بیشترین همبستگی عملکرد دانه با اجزای عملکرد مربوط به وزن دانه در کپسول (85/0) و سپس وزن هزار دانه (69/0) است؛ در حقیقت، دو جزء از اجزای عملکردی که مزیت تیمار بقایای گندم 40 درصد محسوب می‌شدند (جدول 4). به­هر­حال، عملکرد دانه با صفت درصد روغن همبستگی منفی اندک ولی به لحاظ آماری غیر معنی‌دار داشت (05/0-).

جدول 5. ضرایب همبستگی عملکرد دانه کنجد

^ns، ^* ‌و ^** به­ترتیب ‌بیانگر عدم معنی­داری، معنی‌داری در سطح احتمال پنج و یک درصد هستند.

4. نتیجه‌گیری

نتایج این پژوهش نشان داد که بیشترین عملکرد دانه کنجد (6/1154 کیلوگرم در هکتار) مربوط به تیمار بقایای گندم 40 درصد بود که اساساً تحت تأثیر برتری صفات وزن دانه در کپسول (1/0 گرم)، تعداد دانه در کپسول (51 عدد) و وزن هزار دانه (12/2 گرم) بود. به­علاوه، این تیمار همچنین بیشترین تعداد کل کرم بالغ (433 عدد)، بیشترین وزن کرم بالغ (7/155 گرم) و بیشترین وزن کل کرم‌ها (4/306 گرم) را نیز داراست. این مسئله از یک­سو اهمیت جوامع کرم‌های بالغ چه به لحاظ وزنی و چه به لحاظ تعداد را در فرآیند تولید کود ورمی­کمپوست نشان می‌دهد و از سوی دیگر تأکیدی بر تأثیرگذاری بیشتر صفت وزن کرم در مقایسه با صفت تعداد کرم در بررسی میزان تأثیرگذاری جوامع کرم‌های فعال در تولید ورمی‌کمپوست خواهد بود. در مجموع توصیه می‌شود برای کسب عملکرد مطلوب در کشاورزی پایدار یا کشاورزی ارگانیک بهتر است کود ورمی‌کمپوست مناسب هر گیاه زراعی جداگانه تولید شود.

5. سپاس‌گزاری

این پژوهش با کمک پژوهانه شماره SCU.AA1400.167 معاونت پژوهشی دانشگاه شهید چمران اجرا شده است.

6. منابع

Aliku, O., Oshunsanya, S., & Ikoko, C. (2019). Organic farming: An agricultural waste management system for enhancing soil properties and crop yield. Modern Concepts & Developments in Agronomy, 4, 1-5.

Aynehband, A., Gorooei, A., & Moezii, A. (2017). Vermicompost: An eco-friendly technology for crop residue management in organic agriculture. Energy Procedia, 141, 667-671.

Aynehband, A., Raesee, S., & Fateh, E. (2019). Evaluation the role of different plant biomass on biological properties of vermiculture. Journal of Soil Biology, 7(2), 123-134. (In Persian)

Bahari, A., Aynehband, A., & Fateh, E. (2016). Effect of different wheat residue management on forage yield and yield components of amaranth (Amaranthus cruentus) and mung bean (Vigna radiate) intercropping. Agricultural Science and Sustainable Production, 24(1), 1-16. (In Persian)

Biruntha, M., Karmegam, N., Archana, J., Selvi, B., Paul, J., Balamuralikrishnan, B., Chang, S., & Ravindran, B. (2020). Vermiconversion of biowastes with low-to-high C/N ratio into value added vermicompost. Bioresource Technology, 29, 122398.

Djajadi, D., Syaputra, R., Hidayati, S., & Khairiyah, Y. (2020). Effect of vermicompost and nitrogen on N, K, Na uptakes and growth of sugarcane in saline soil. Journal of Agricultural Science, 42(1), 110–119.

Doan, T., Ngo, P., Rumble, C., Nguyen, B., & Jouquet, P. (2013). Interactions between compost, vermicompost and earthworms influence plant growth and yield: A one-year greenhouse experiment. Sciatica Horticulture, 160, 148-154.

Lal, B., Yadav, L., Choudhary, S., Bijarnia, A., & Choudhary, R. (2018). Effect of vermicompost and moisture conservation practices on yield and economics of sesame (Sesamum indicum L.). Journal of Current Microbiology Applied Science, 7(4), 3454-3457.

Lv, B., Zhang, D., Cui, Y., & Yin, F. (2018). Effects of C/N ratio and earthworms on greenhouse gas emissions during vermicomposting of sewage sludge. Bioresource Technology, 268, 408-414.

Mokariya, L., Vaja, R., Malam, K., & Jani, C. (2021). Effect of microbial consortia enriched vermicompost on growth, yield and quality of summer sesame (Sesamum indicum L.). Pharma Innovation Journal, 10(12), 974-977.

Murali, M., & Neelanarayanan, P. (2011). Determination of mesh size for sieving of vermicompost without cocoons and incubation medium for cocoons produced by three species of earthworms. Electronic Journal of Environmental Science, 4, 25-30.

Pandiyana, V., Balajib, K., Saravanana, S., Shylajaa, G., Ragavendra, G., Srinivasanc, P.R., Saghanad, K., & Maniveld, G. (2020). Effect of vermicompost application on soil and growth of the plant Sesamum indicum L. doi:10.20944/preprints202002.0080.v1.

Porhossini, Z., Aynehband, A., & Monsefi, A. (2022). Agro-ecological evaluation of influence of sesame crop residue management method and integrated chemical and biological fertilizer on wheat grain yield. Journal of Plant Production, 29(2), 59-78. (In Persian)

Ro, S., Long, V., Sor, R., Pheap, S., Nget, R., & William, J. (2022). Alternative feed sources for vermicompost production. Environment and Natural Resources Journal, 20(4), 393-399.

Shahpari, Z., Fateh, E., & Aynehband, A. (2016). Investigation of the effect of residue type, residue management and nitrogen on yield, wheat (Triticum durum) quality and nutrient-dense nutrients in the soil. Journal of Plant Production, 9(3), 87-104. (In Persian)

Vijayakumari, B., & Hiranmai, Y.R. (2012). Influence of fresh, composted and vermicompost parthenium and poultry manure on the growth characters of sesame. Journal of Organic Systems, 7(1), 14-19.

Wako, R. (2021). Preparation and characterization of vermicompost made from different sources of materials. Open Journal of Plant Science, 6(1), 42-8.

Yuvaraj, A, Thangaraj, R, Ravindran, B, Chang, S., & Karmegam, N. (2021). Centrality of cattle solid wastes in vermicomposting technology: A cleaner resource recovery and biowaste recycling option for agricultural and environmental sustainability. Environmental Pollution, 268, 115688.

Zewide, I., Singh, S., & Kassa, H. (2022). Tuber yield and economics of potato as affected by application of vermicompost, mineral nitrogen and phosphorus in southwestern Ethiopia. Journal of Agricultural Science, 44(1), 65-73.