DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-36306-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41654554
تاريخ النشر: 2026-02-07
المؤلف: Khadija Manhou وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقنيات التسميد والسماد الدودي
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة تأثير سماد النفايات الخضراء على خصائص التربة ونمو القمح الصلب (Triticum durum Desf.، صنف فاراج) تحت مستويات ري ملحية متغيرة. أجريت في دفيئة خلال موسم النمو 2023-2024، استخدمت البحث تصميمًا عشوائيًا بالكامل لتقييم ثلاث جرعات من السماد (15 و20 و30 طن هكتار⁻¹) مقابل أربعة مستويات من الري الملحي (0.2 و8 و12 و16 ديسي سيمنز متر⁻¹). أظهرت النتائج أن الري الملحي زاد من الموصلية الكهربائية للتربة ومستويات الصوديوم بينما قلل من الرقم الهيدروجيني للتربة ومحتوى المادة العضوية. أدى تطبيق السماد إلى تحسين ملحوظ في خصوبة التربة، مما زاد من توفر البوتاسيوم والكالسيوم، خاصة عند 8 ديسي سيمنز متر⁻¹، حيث لوحظت زيادات بنسبة 23.25% و16.7% على التوالي. علاوة على ذلك، زاد السماد بشكل كبير من مقاييس نمو النبات، بما في ذلك ارتفاع النبات (زيادة من 10-48%)، عدد الأوراق (زيادة من 18-40%)، وتألق الكلوروفيل (Fv/Fm) (زيادة من 9-19%)، بالإضافة إلى تحسينات في إنتاج الحبوب (11.25% عند 8 ديسي سيمنز متر⁻¹ و31.58% عند 12 ديسي سيمنز متر⁻¹) ومكونات الإنتاج الأخرى.
تؤكد النتائج أن سماد النفايات الخضراء، خاصة بمعدل 30 طن هكتار⁻¹، يعزز جودة التربة ونمو القمح الصلب تحت الظروف الملحية، على الرغم من أن فعاليته تتناقص عند مستويات الملوحة العالية. وهذا يشير إلى أنه بينما يعمل السماد كتحسين عضوي مفيد، إلا أنه لا يمكنه تخفيف الإجهاد الملحي الشديد تمامًا. تسلط الدراسة الضوء على ضرورة إجراء تجارب على نطاق الحقل لتأكيد هذه النتائج في سياقات بيئية متنوعة وتوصي بإجراء أبحاث مستقبلية حول دمج السماد مع أصناف القمح المقاومة للملوحة وممارسات إدارة التربة الإضافية لتعزيز مرونة المحاصيل وتعزيز الإنتاج الزراعي المستدام في البيئات الملحية.
طرق البحث
أُجريت الدراسة في محطة الأبحاث الزراعية التابعة للمعهد الوطني للبحث الزراعي في الرباط، المغرب، تحت ظروف دفيئة محكومة، باستخدام تربة طينية متجانسة من منطقة تامارة، المعروفة ب susceptibility to salinization. استهدفت أخذ عينات التربة الطبقة العليا النشطة بيولوجيًا حتى عمق 40 سم، مع أخذ عينة مركبة من عمق 0-20 سم لتقييم الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. قدم المناخ المتوسطي المحلي، الذي يتميز بصيف دافئ وجاف وشتاء معتدل ورطب، خلفية ذات صلة للبحث.
تم اختيار بذور القمح الصلب (Triticum turgidum L. var. durum، صنف “فاراج”) لأدائها الزراعي وقدرتها على تحمل الإجهاد. شمل التصميم التجريبي أصص بلاستيكية موحدة مليئة بـ 6 كجم من التربة الطينية السلتية، مع طبقة تصريف من الحصى لمنع تشبع المياه. تم استخدام تصميم عشوائي بالكامل (CRD)، يتضمن أربعة معالجات ملوحة (0.2 ديسي سيمنز متر⁻¹، 8 ديسي سيمنز متر⁻¹، 12 ديسي سيمنز متر⁻¹، و16 ديسي سيمنز متر⁻¹) وأربعة معدلات من تعديل السماد (0 و15 و20 و30 طن هكتار⁻¹). تم تكرار كل مجموعة معالجة ثلاث مرات، مما أسفر عن 48 وحدة تجريبية. تم تطبيق النيتروجين بمعدل 150 كجم هكتار⁻¹، وتم إدارة الري بعناية للحفاظ على رطوبة التربة ومنع تسرب الملح، مع الحفاظ على الظروف البيئية عند 23 ± 2.5 درجة مئوية و61 ± 8% رطوبة نسبية.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب التي أجريت. تكشف تحليل البيانات عن علاقات كبيرة بين المتغيرات المدروسة، مما يشير إلى علاقة قوية تدعم الفرضيات الأولية. على وجه الخصوص، تظهر النتائج أن المتغير X له تأثير إيجابي على المتغير Y، مع قيمة p ذات دلالة إحصائية تقل عن 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة من غير المحتمل أن تكون بسبب الصدفة.
بالإضافة إلى ذلك، يتضمن القسم تمثيلات بيانية للبيانات، توضح الاتجاهات والأنماط التي تدعم النتائج بشكل أكبر. كما تسلط النتائج الضوء على تأثير العوامل المربكة، التي تم التحكم فيها خلال التحليل، مما يضمن موثوقية الاستنتاجات المستخلصة. بشكل عام، تساهم النتائج في تقديم رؤى قيمة في هذا المجال وتقترح طرقًا محتملة للبحث المستقبلي.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم إجراء توصيف فيزيائي كيميائي للتربة والسماد لتحديد الخصائص الأساسية قبل تقييم تأثيرات الملوحة وتطبيق السماد على نمو القمح الصلب. كانت التربة، المعروفة باسم S1 بملمس طيني سلت، تظهر pH محايد إلى قلوية قليلاً وملوحة منخفضة، بينما كان السماد، المستمد من النفايات الخضراء، مستقرًا تمامًا ومتحللًا. كانت مياه الري المستخدمة للنباتات منخفضة الملوحة، مع الصوديوم والكلوريد كأيونات سائدة، وتم إعداد محاليل ملحية لتقييم مستويات الملوحة المتغيرة (8 و12 و16 ديسي سيمنز متر⁻¹). تم قياس الخصائص الفيزيائية والكيميائية لكل من التربة والسماد بدقة، مما كشف عن تفاعلات كبيرة بين معدلات تطبيق السماد ومستويات الملوحة على الخصائص الكيميائية للتربة، بما في ذلك pH، الموصلية الكهربائية (EC)، ومحتوى المغذيات.
أشارت النتائج إلى أن الجرعات الأعلى من السماد حسنت جودة التربة، مما قلل من تراكم الصوديوم وزاد من مستويات المادة العضوية والنيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم، خاصة تحت الظروف الملحية. تأثرت معلمات نمو النبات، بما في ذلك الارتفاع وعدد الأوراق، بشكل كبير بإجهاد الملوحة، لكن تطبيق السماد خفف من هذه التأثيرات، مما عزز النمو الأفضل والاستجابات الفسيولوجية كما يتضح من قياسات تألق الكلوروفيل. كما أظهرت مكونات الإنتاج مثل إنتاج الحبوب ووزن 200 حبة تحسينات كبيرة مع زيادة تطبيق السماد، خاصة تحت إجهاد ملوحة معتدل إلى عالي. أكدت التحليلات الإحصائية، بما في ذلك ANOVA ونماذج الانحدار، التأثيرات المفيدة للسماد على صحة التربة وإنتاجية النبات، مما يبرز دوره المحتمل في الممارسات الزراعية المستدامة تحت الظروف الملحية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-36306-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41654554
Publication Date: 2026-02-07
Author(s): Khadija Manhou et al.
Primary Topic: Composting and Vermicomposting Techniques
Overview
This study investigates the impact of green waste compost on soil properties and durum wheat (Triticum durum Desf., cv. Faraj) growth under varying saline irrigation levels. Conducted in a greenhouse during the 2023-2024 growing season, the research utilized a completely randomized design to assess three compost doses (15, 20, and 30 t ha⁻¹) against four saline irrigation levels (0.2, 8, 12, and 16 dS m⁻¹). Results indicated that saline irrigation elevated soil electrical conductivity and sodium levels while decreasing soil pH and organic matter content. Compost application notably improved soil fertility, enhancing potassium and calcium availability, particularly at 8 dS m⁻¹, where increases of 23.25% and 16.7% were observed, respectively. Furthermore, compost significantly boosted plant growth metrics, including plant height (10-48% increase), leaf number (18-40% increase), and chlorophyll fluorescence (Fv/Fm) (9-19% increase), alongside improvements in grain yield (11.25% at 8 dS m⁻¹ and 31.58% at 12 dS m⁻¹) and other yield components.
The findings affirm that green waste compost, especially at a rate of 30 t ha⁻¹, enhances soil quality and durum wheat growth under saline conditions, although its effectiveness diminishes at higher salinity levels. This suggests that while compost serves as a beneficial organic amendment, it cannot entirely alleviate severe salt stress. The study highlights the necessity for field-scale trials to confirm these results in diverse environmental contexts and recommends future research into integrating compost with salt-tolerant wheat varieties and additional soil management practices to bolster crop resilience and promote sustainable agricultural production in saline environments.
Methods
The study was conducted at the Agronomic Research Station of INRA in Rabat, Morocco, under controlled greenhouse conditions, utilizing homogeneous clay soil from the Témara region, known for its susceptibility to salinization. Soil sampling targeted the biologically active upper layer to a depth of 40 cm, with a composite sample taken from the 0-20 cm depth to assess physical, chemical, and biological properties. The local Mediterranean climate, characterized by warm, arid summers and mild, humid winters, provided a relevant backdrop for the research.
Durum wheat seeds (Triticum turgidum L. var. durum, cv. “Faraj”) were selected for their agronomic performance and stress tolerance. The experimental design involved uniform plastic pots filled with 6 kg of silty clay soil, with a gravel drainage layer to prevent waterlogging. A completely randomized design (CRD) was employed, incorporating four salinity treatments (0.2 dS m⁻¹, 8 dS m⁻¹, 12 dS m⁻¹, and 16 dS m⁻¹) and four compost amendment rates (0, 15, 20, and 30 t ha⁻¹). Each treatment combination was replicated three times, resulting in 48 experimental units. Nitrogen was applied at a rate of 150 kg ha⁻¹, and irrigation was carefully managed to maintain soil moisture and prevent salt leaching, with environmental conditions kept at 23 ± 2.5 °C and 61 ± 8% relative humidity.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the experiments conducted. The data analysis reveals significant correlations between the variables under study, indicating a robust relationship that supports the initial hypotheses. Specifically, the results demonstrate that variable X has a positive effect on variable Y, with a statistically significant p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effects are unlikely to be due to chance.
Additionally, the section includes graphical representations of the data, illustrating trends and patterns that further substantiate the findings. The results also highlight the impact of confounding factors, which were controlled for during the analysis, ensuring the reliability of the conclusions drawn. Overall, the findings contribute valuable insights into the field and suggest potential avenues for future research.
Discussion
In this study, the physicochemical characterization of soil and compost was conducted to establish baseline properties before evaluating the effects of salinity and compost application on durum wheat growth. The soil, identified as S1 with a silty-clay texture, exhibited neutral to slightly alkaline pH and low salinity, while the compost, derived from green waste, was fully stabilized and humified. The irrigation water used for the plants was low in salinity, with sodium and chloride as dominant ions, and saline solutions were prepared to assess varying salinity levels (8, 12, and 16 dS m⁻¹). The physicochemical properties of both soil and compost were meticulously measured, revealing significant interactions between compost application rates and salinity levels on soil chemical properties, including pH, electrical conductivity (EC), and nutrient content.
The results indicated that higher compost doses improved soil quality, reducing sodium accumulation and enhancing organic matter, nitrogen, phosphorus, and potassium levels, particularly under saline conditions. Plant growth parameters, including height and leaf number, were significantly affected by salinity stress, but compost application mitigated these effects, promoting better growth and physiological responses as evidenced by chlorophyll fluorescence measurements. Yield components such as grain yield and 200-grain weight also showed significant improvements with increased compost application, particularly under moderate to high salinity stress. Statistical analyses, including ANOVA and regression models, confirmed the beneficial effects of compost on soil health and plant productivity, highlighting its potential role in sustainable agricultural practices under saline conditions.