Effects of Municipal Solid Waste Compost and Chemical Fertilizers on Quality and Quantity of Sugar Beet Yield and Concentration of Some Nutrients in Soil

Document Type : Research Paper

Authors

1 Assistance professor of Soil and Water Research Department, Kermanshah Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AEEO, Iran

2 Assistant Prof., Soil and Water Research Institute, AEEO, Iran

3 Scientific Staff of Soil and Water Research Department, Kermanshah Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AEEO, Iran

4 MSc of Soil Pedology, Agricultural Jihad Organization of Kermanshah Province

Abstract

In recent years, application of municipal solid waste compost (MSW) on the farm land has received considerable attention. This research was conducted to evaluate the influences of municipal solidwaste compost (MSW) and chemical fertilizers on some nutrients concentration in soiland sugar beet yield. This field research was conducted with MSW at four levels (0, 10, 20 and 30 t ha-1) and chemical fertilizers at four levels (0, farmers’ conventional practice, based on soil test, and 25% lower than the soil test), using a factorial experiment based on a randomized complete blocks design with three replications, in Kermanshah region during 2014-15. Before cultivation, soil samples were taken and their characteristics were determined.  At post-harvest stage, root yield and nutrients concentration (N, P, K, Fe, Zn, Mn and Cu) and soil O.C, N, P, K, Fe, Zn, Mn, Cu, Pb and Cd were measured.The results showed that between effects of different amounts of MSW and chemical fertilizers on root yield and qualitative characteristics of sugar beet (sugar content, extractable sugar, sodium, potassium, nitrogen content) and their interaction effect on root yield and sugar content was significant at 1% (P<0.01). The highest root yield (52.8 t ha-1) was obtained with the application of 10 t ha-1 MSW and chemical fertilizer application based on soil test, which increased 17.2 t ha-1 compared to the control treatment. Also, differences between effects of various amounts of MSW and chemical fertilizers on most of the nutrients concentrations in soil were significant (P<0.01) and their interaction effects on the organic carbon content, concentration of Zn, Fe and Cu were significant at P< 5%. The highest concentration of Zn, Fe, and Cu were observed with the application of 30 t MSW ha-1 and chemical fertilizer application based on farmers’ conventional practice, and their differences compared to the control treatment were 0.29%, 1.67, 2.7 and 0.7 mg kg-1, respectively. According to the results of this study in terms of yield, sugar content, and impurities, the combined application of 10 t ha-1 MSW and chemical fertilizer based on soil test is recommended.

Keywords

References

  1. الله دادی، ع.، معماری، غ.، اکبری، ع و لطفی فر، ا. 1390. تأثیر کاربرد مقادیر مختلف کمپوست زباله شهری بر خصوصیات و غلظت عناصرغذایی خاک و رشد و عملکرد ذرت علوفه ای. فن آوری تولیدات گیاهی. جلد 11 شماره اول، صفحه 97-83.
  2. بی نام. 1390. کمپوست (ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی). موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران. چاپ اول، شماره 10716. www.isiri,org
  3. جوانمرد، ع.، نظری، ب.، جلیلیان، ع.، دشتی، ش. 1394. پاسخ گندم به باقیمانده ورمی کمپوست و کود شیمیایی در خاک. نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار. جلد 25 شماره 4، صفحه 102-88.
  4. رضایی غیاثی، ر.، سیدعلی موسوی زاده، س. ع. و فرج زاده معماری تبریزی، ا. 1396. عملکرد پیاز خوراکی
    (Allium cepa L.)  تحت تأثیر کودهای شیمیایی و کمپوست. نشریه علمی پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی، جلد 11 شماره 2، صفحه344-331.
  5. رضوان طلب، ن.، پیردشتی، ه. ا.، بهمنیار، م. ع.، و عباسیان، ا. 1388. ازریابی کاربرد کمپوست زباله شهری و کودهای معدنی بر عملکرد و اجزاء عملکرد ذرت (سینگل کراس 704). مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی، جلد دوم، شماره اول، صفحه 90-59.
  6. رنجبر، م.، قربانی، ه.، قاجارسپانلو، م. 1395. تأثیر کاربرد درازمدت کمپوست زباله شهری بر غلظت عناصر پرمصرف در خاک و گیاه برنج. به زراعی کشاورزی، جلد 18شماره4، صفحه 764-753.
  7. شهبازی، ک.، بشارتی، ح. 1392. بررسی اجمالی وضعیت حاصلخیزی خاک­های کشاورزی ایران. نشریه مدیریت اراضی، جلد 1 شماره 1 ، صفحه 15-1.
  8. شریفی، م.، افیونی، م.، و خوشگفتارمنش ا. ح. 1390. اثر کاربرد لجن فاضلاب کارخانه پلی اکریل، کمپوست زباله شهری و کود گاوی بر قابلیت جذب آهن و روی در خاک و جذب آنها توسط ذرت، یونجه و گل جعفری در شرایط گلخانه. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، سال 15 شماره 56،  صفحه 156-142.
  9. فرجی، س.، رفیعی الحسینی، م .، و عباسی سورکی، ع. 1394. تأثیر کاربرد جداگانه و تلفیقی کودهای آلی، زیستی و شیمیایی بر برخی خصوصیات کمی و کیفی چغندرقند. به زراعی کشاورزی، جلد 17 شماره 3، صفحه 800-789.
  10. فلاحی مطلق، م.، و بستانی، ع.ا. 1393. تأثیر کاربرد کمپوست زباله شهری بر غلظت آهن و منگنز در خاک  و گیاه ذرت (Zea Mays L.). نشریه پژوهش های خاک. جلد 28 شماره 1، صفحه 329-313.
  11. قیامتی، گ.، آستارایی، ع. ر.، و زمانی غ. ر. 1388. تاثیر کمپوست زباله شهری و گوگرد بر عملکرد چغندر قند و خصوصیات شیمیایی خاک. مجله پژوهش های زراعی ایران، جلد 7، شماره1 ، صفحه 162-153.
  12. طالقانی، د.د.، صادق زاده، س.، نوشاد، ح.، دهقانشعار، م.، توحیدلو، ق.، و حمدی، ف. 1385. تأثیر مقادیر مختلف کود دامی بر خصوصیات کمی وکیفی چغندرقند در تناوب زراعی گندم – چغندرقند. مجله چغندرقند، جلد 22 شماره2، صفحه 78-67.
  13. مجاب قصرالدشتی، ع.، مقصودی، ع.، بهزادی، ی.، و فریدونی، م.ج. 1396. تأثیر منابع مختلف کودی بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت شیرین ( Zea mays L. saccharata). جلد 9 شماره 1، صفحه 184-171.
  14. مرجوی، ع. ر. 1390. تاثیر کمپوست زباله و فاضلاب شهری بر خصوصیات شیمیایی خاک کمیت و کیفیت چغندرقند. مجله علمی و پژوهشی چغندرقند، جلد 27 شماره1 ، صفحه 83-67.
  15. معماری، ع. 1382. تأثیر مقادیر مختلف کمپوست زباله شهری بر عملکرد، رشد وغلطت عناصر غذایی برخی از محصولات زراعی و خاک در تهران.  پایان نامه کارشناسی ارشد دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران.
  16. Adediran, J.A., Taiwo, L.B., Akande, M.O., Sobulo, R. A., and Idowu, O. J. 2004. Application of organic fertilizer sustainable maize and cowpea yield in Nigeria. Journal of Plant Nutrition. 27: 1163-1181.
  17. Aggelides, S. M., and Londra, P.A. 2000. Effects of compost produced from town wastes and sewage sludge on the physical properties of a loamy and a clay soil.Journal of Bioresource Technology. 71: 253-259.
  18. Bar-Tal, A., Yermiyahu, U., Beraud J., Keinan, M., Rosenberg, R., Zohar, D., Rosen, V., and Fine, P. 2004. Nitroen, phosphorus, and potassium uptake by wheat and their distribution in soil following successive, annual compost applications. Journal of Environmental Quality. 33:1855-1865.
  19. Bhattacharyya, R., Kundu, S., Prakash, V., and Gupta, H.S. 2008. Sustainability under combine application of mineral and organic fertilizers in a rainfed soybean–wheat system of the Indian Himalayas. European Journal Agronomy. 28: 33–46.
  20. Black, C.A., Evans, D.D., and Dinauer, R. C.1965. Methods of Soil Analysis. Am. Soc.  Agro, Madison, WI, pp. 653-708.
  21. Bouyoucos, G.J.1962. Hydrometer method improved for making particle size analyses of soils. Agronomy Journa. 54(5): 464-465.
  22. Buresh, R. J., Austin, E. R., and Craswell, E.T.  1982. Analytical methods in N-15 research. Fertilizer Research. 3: 37-62.
  23. Chaoui, H. I., Zibilske, L. M., and Ohno, T. 2003. Effects of earthworm casts and compost on soil microbial activity and plant nutrient availability. Soil Biology and Biochemistry. 35: 295-302.
  24. Eghball, B., Ginting, D., and Gilley, J. E. 2004. Residual effect of manure and compost application on maize roduction and soil properties. Agronomy Journal. 96: 442-447.
  25. Erhart, E., Hartl, W., and Putz, B. 2005. Biowaste compost affects yield, nitrogen supply during the vegetation period and crop quality of agricultural crops. European Journal of Agronomy. 23: 305–314.
  26. Giusquiani, P. L., Arcchini, C. M., and Businelli, M.1988. Chemical properties of soils amended with compost of urban waste. Plant and Soil Journal. 109: 73-73.
  27. Hemmat, A., Aghilinategh, N., Rezainejad, Y., and Sadeghi, M. 2010. Long-term impacts of municipal solid waste compost, sewage sludge and farmyard manure application on organic carbon, bulk density and consistency limits of a calcareous soil in central Iran. Journal of Soil and Tillage Research. 108: 43–50.
  28. Hargreaves, J. C., Adl, M. S., and Warman, P. R.2008. A review of the use of composted municipal solid waste in agriculture. Journal ofAgriculture, Ecosystems and Environment.123: 1-14.
  29. Kabil, E. M., Faize, M., Makroum, K., Assobhei, O., Rafrafi, M., Loizidou, M., and Aajjane, A. 2015. Effect of Compost Made with Sludge and Organic Residues on Soil and Sugar Beet Crop in Morocco. Jornal of Agronomy. 14 (4): 264-271.
  30. Laboski, C.A.M., and Lamb, J. A. 2003. Change in soil test phosphorous concentration after application of manure of fertilizer. Soil Science Society of America Journal. 67:544-554.
  31. Li, B. Y., Zhou, D. M., Cang, L., Zhang, H. L., Fan, X. H., and Qin, S.W. 2007. Soil micronutrient availability to crops as affected by long-term inorganic and organic fertilizer applications. Journal of Soil and Tillage Research. 96: 166–173.
  32. McLean, E. 1982. Soil pH and lime requirement. Methods of Soil Analysis- Part2. Chemical and Microbiological properties. Agronomy Monograph, 9.2, pp. 199-224.
  33. Olsen, S. R., Cole, C. V., Watanabe, F. S., and Dean, L. A. 1954. Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. U. S. Department of Agriculture Circular, pp: 939.
  34. Ortiz, O., and Alkaniz, J. M. 2006. Bioaccumulation of heavy metals in Dactylis glomerata L. growing in a calcareous soil amended with sewage sludge. Journal of Bioresource Technology. 97: 545-552.
  35. Page, A.L., Miller, R. H., and Keeneyy, D. R. 1982. Methods of Soil Analysis, Part 2, Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy, Inc.Soil Science of America, Inc. Madison, Wisconsin. USA.
  36. Ramadass, K., and Palaniyandi, S. 2007. Effect of enriched municipal solid waste compost application on soil available macronutrients in the rice field. Archives of Agronomy and Soil Science. 53(5): 497-506.
  37. Reinefeld, E., Emmerich, A., Baumgarten, G., Winner, C., and Beiss, U. 1974. Zur voraussage des melassezuckers aus rubenanalysen. Zucker. 27: 2-15.
  38. Ryan, J., Estefan, G., and Rashid, A. 2007. Soil and Plant Aanalysis Laboratory Manual, Icarda, 172p.
  39. Quin, B. F., and Wood, P. H. 1976. Rapid manual determination of sulfur and phosphorous in plant material. Communications in Soil Science Plant Analaysis. 7(4): 415-425.
  40. Sharma, R. K., Agrawal, M., and Marshall, F. M. 2006. Heavy metal contamination in vegetables grown in wastewater irrigated areas of Varanasi, India. Bulletin Environmental Contamination and Toxicology. 77: 312–318.
  41. Sharpley, A. N., McDowell, R. W., and Kleinman, P. J. A. 2004. Amounts, forms, and solubility of phosphorus in soils receiving manure. Soil Science Society of America Journal. 68: 2048- 2057.
  42. Yadvinder, S., Ladha, B. S., Khind, J. K., Gupta, C. S., Meelu, R. K., and Pasuquin, O.P. 2004. Long-term effects of organic inputs on yield and soil fertility in rice–wheat rotation. Soil Science Society of America Journal. 68(3):845-853.
  43. Walkley, A., and 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.
  44. Warman, P. R., Burnham, J. C., and Eaton, L. J.2009. Effects of repeated applications of municipal solid waste compost and fertilizers to three low bush blueberry fields. Journal of Scientia Horticulturae. 122: 393–398.
Iranian Journal of Soil Research
Volume 34, Issue 1
July 2020
Pages 47-60

Files

Share

How to cite

Statistics