زیست شناسی خاک
سال:1398 | دوره:7 | شماره:1 |تعداد مقالات:8

روش خاک ورزی و مدیریت بقایا دو عامل مهم مدیریتی هستند که می توانند ویژگی های محیط و موجودات خاک و تولید زراعی را تحت تأثیر قرار دهند. آزمایشی سه ساله به منظور بررسی اثر خاک ورزی (خاک ورزی رایج، کم خاک ورزی و بی خاک ورزی) و مدیریت بقایای گیاهی گندم (حفظ بقایا و حذف تمام بقایا از سطح خاک) بر فراوانی کرم های خاکی، ماده آلی خاک، نفوذ تجمعی و عملکرد ذرت، به صورت کرت های یک بار خُرد شده با سه تکرار در زرقان فارس اجرا شد. بیشترین عملکرد دانه (14447 کیلوگرم در هکتار) و شاخص برداشت ذرت (82/36 درصد) به ترتیب در کم خاک ورزی و خاکورزی رایج با حفظ بقایای گیاهی حاصل شد. عملیات کم خاک ورزی و حفظ بقایا میزان عملکرد دانه ذرت را نسبت به بی خاک ورزی بیش از 30 درصد افزایش داد. خاک-ورزی رایج و حذف بقایا نسبت به خاک ورزی حفاظتی منجر به کاهش 15 و 12 درصدی ماده آلی خاک در دو عمق صفر-10 و 10-20 سانتی متری شد. با حفظ بقایای گیاهی بیشترین میزان نفوذ تجمعی در کم خاک ورزی و خاک ورزی رایج حاصل شد. بیشترین فراوانی کرم های خاکی در بی خاک ورزی و حفظ بقایا حاصل شد در حالی که خاک ورزی رایج و حذف بقایا نسبت به کم خاک ورزی و بی خاک ورزی فراوانی کرم های خاکی را به ترتیب 5/38 و 50 درصد کاهش داد. به طور کلی در تناوب پیوسته گندم-ذرت جهت حفظ پتانسیل عملکرد ذرت، بهبود حاصلخیزی خاک و افزایش فعالیت کرم های خاکی انجام عملیات کم خاک ورزی و حفظ بقایای ایستاده گیاهی گندم با ارتفاع 30 سانتی متر در سطح خاک قابل توصیه است.

سودوموناس ها گروه مهمی از باکتری های ریزوسفری محرک رشد هستند که به دلیل توزیع گسترده در خاک، توانایی کلونیزاسیون ریزوسفر بسیاری از گیاهان و دارا بودن ویژگی های محرک رشدی متعدد از اهمیت ویژه-ای برخوردار هستند. پژوهش حاضر به منظور شناسایی جدایه های سودوموناس های فلورسنت از ریزوسفر درختان زیتون در باغ های شور استان قزوین و ارزیابی خصوصیات محرک رشدی این جدایه ها از قبیل توانایی تولید سیدروفور، اکسین، سیانید هیدروژن، آنزیم ACC deaminase، قابلیت انحلال فسفر در محیط مایع، تغییرات pH و میزان تحمل غلظت های مختلف نمک (100، 200 و 400 میلی مولار) انجام شد. به این منظور 15 جدایه سودوموناس از42 نمونه خاک ریزوسفری از باغات زیتون استان قزوین جمع آوری گردید. بر اساس نتایج بالاترین مقدار تولید آنزیم ACC deaminase در جدایه های 7Q و 9Q مشاهده شد. بیشترین مقدار تولید اکسین در حضور ppm100 از ال-تریپتوفان مربوط به جدایه 2Q (96/11میکرو گرم بر میلی لیتر بود. انحلال پذیری تری-کلسیم فسفات در محیط مایع در ارتباط با pH همبستگی منفی نشان داد و بالاترین مقدار فسفر حل شده برابر با 35/251 میکروگرم بر میلی لیتر متعلق به جدایه 13Q بود. همچنین 40% جدایه ها قادر به تولید HCN نبودند. از نظر تولید سیدروفور در دوره های زمانی دو، چهار و شش روزه تمامی جدایه ها قادر به رشد و تولید سیدروفور در محیط CAS-Agar بودند. همچنین تمامی جدایه ها به استثنای جدایه های 1Q و 8Q در غلظت های مختلف نمک به خوبی رشد کردند. باتوجهبهنتایجحاصل از این پژوهش و پتانسیل شناسایی شده در این جدایه ها، برخی از این جدایه ها می توانند به عنوان کاندیدا جهت انجام مطالعات ژنومیکس و همچنین افزایش تحمل به شوری گیاهان در باغات شور مورد استفاده قرار گیرند.

آزمایشی گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی به منظور بررسی اثر تیمارهای زیستی (باکتریسودوموناس فلورسنس، باکتری میکروکوکوس یوننانسیس، قارچ کلارودیوگلوموس اتونیکاتوم و قارچ فونلیفورمیس موسه) بر پاسخ های گیاه وتیور در آلودگی نفت خام (0، 2 و 4 درصد وزنی) انجام شد. نتایج نشان داد افزایش سطح آلودگی نفتی وزن خشک اندام هوایی و ریشه و همچنین درصد کلنیزاسیون ریشه را کاهش داد اما تنفس میکروبی و غلظت کل هیدروکربن ها در خاک پس از برداشت را افزایش داد. تلقیح باکتری میکروکوکوس یوننانسیس و قارچ فونلیفورمیس موسه وزن خشک اندام هوایی را افزایش داد، همه تیمارهای بیولوژیکی بجز باکتری سودوموناس فلورسنس افزایش وزن خشک ریشه را موجب گردیدند. مایه زنی قارچ کلارودیوگلوموس اتونیکاتوم باعث افزایش معنی دار غلظت و جذب آهن، و قارچ فونلیفورمیس موسهباعث افزایش معنی دار میانگین غلظت روی و جذب روی و آهن شد. همچنین مایه زنی قارچ باعث افزایش درصد کلنیزاسیون ریشه شدند. از بین ریزجانداران مطالعه شده باکتری میکروکوکوس یوننانسیس و قارچ فونلیفورمیس موسه تنفس میکروبی را افزایش دادند که به نوبه خود مقدارکل هیدروکربن های باقی مانده در خاک پس از برداشت را کاهش داد. نتایج ما نشان داد که از بین ریزجانداران باکتری میکروکوکوس یوننانسیس و قارچ فونلیفورمیس موسه اثرات مطلوب تری در زیست پالایی و مقاومت گیاه به آلودگی نفتی دارند.

در این تحقیق جمعیت دم فنریان راسته Entomobryomorpha در سه اکوسیستم مختلف: زمین زراعی، جنگل بلوط و مراتع سه شهرستان اسلام آباد غرب، پاوه و سرپل ذهاب مورد ارزیابی قرار گرفت. نمونه برداری ماهیانه، از خرداد 1395 تا اردیبهشت 1397 صورت پذیرفت. از هر ایستگاه 10 نمونه خاک به سطح 100 سانتی متر مربع و عمق 13 سانتی متر تهیه و جمعیت دم فنریان شمارش شد. همزمان، دما و رطوبت خاک نیز ثبت گردید. جهت محاسبه مطلوبیت زیستگاه، با استفاده از روش رگرسیون لوجستیک ارتباط بین حضور و عدم حضور گونه و شرایط زیستگاه از نظر رطوبت و دما مقایسه شد. بطور کلی از مجموع 16 گونه شناخته شده، زیستگاه جنگل نسبت به دو زیستگاه دیگر دارای تعداد گونه بیشتری بود (به طور میانگین %2/79 از کل گونه ها). از سوی دیگر در شهرستان اسلام آباد غرب و سرپل ذهاب، بیشترین درصد فراوانی دم فنریان، در جنگل (به ترتیب با 77/60 و 22/69 درصد) بوده و در شهرستان پاوه مرتع (% 19/49) از دو زیستگاه دیگر درصد فراوانی بیشتر داشت. نتایج شمارش ماهیانه و بررسی ارتباط بین حضور و عدم حضور گونه ها بر اساس دما و رطوبت نشان داد فعالیت اکثر گونه ها بین ماه های آبان تا اردیبهشت است. حضور اکثر گونه ها ارتباط مستقیمی با افزایش رطوبت و رابطه عکسی با دمای خاک داشت اما، برخی گونه ها مانندSeira sp. در رطوبت های زیر ده درصد (رطوبت شش درصد مزرعه و هشت درصد مرتع) و دمای بالای خاک (35 تا 40 درجه سلیسیوس) فعالیت داشتند. این امر نشان می دهد علاوه بر دو فاکتور دما و خاک، فاکتورهای دیگری نیز در این امر دخالت دارند.

قارچ های اندوفیت با سازوکارهای مختلف باعث افزایش رشد گیاه و همچنین مقاومت آن به تنش های زنده و غیرزنده می شوند. به این منظور جهت شناسایی قارچ های اندوفیت درخت پسته و ارزیابی ویژگی های محرک رشدی و بیوکنترلی آن ها، از برگ و میوه درختان سالم پسته شهرستان رفسنجان نمونه برداری انجام گرفت. پس از شناسایی ریخت شناسی و مولکولی، فاکتورهای محرک رشدی از قبیل تولید اکسین، سیدروفور، حل کنندگی فسفات معدنی و فعالیت بیوکنترلی این قارچ ها از طریق تولید کیتیناز و سیانید هیدروژن ارزیابی گردید. مقایسه میانگین داده ها نشان داد که بیشترین میزان تولید اکسین در سطح صفر و 50 میلی گرم در لیتر تریپتوفان به ترتیب به میزان 34/19 و 88/32 میلی گرم در لیتر توسطTrichoderma atrovirideTA2-2-1 تولید گردید. بیشترین میزان سیدروفور توسط Quambalaria cyanescens QC11-3-2 تولید شد که نسبت قطر هاله به پرگنه 96/2 بود. تنهاByssochlamys nivea BN1-1-1 قابلیت تولید حل کنندگی فسفات معدنی را داشت که نسبت قطر هاله به پرگنه 1/1 بود. بیشترین فعالیت کیتینازی به ترتیب در جدایه TH5-1-2 Trichoderma harzianum (U/mL 92/2) وT. atroviride TA2-2-1 (U/mL 34/2) مشاهده شد. گونه هایT. atroviride TA2-2-1 و Clonostachys rosea CR2-3-1 قادر به تولید به مقدار زیاد سیانید هیدروژن (درجه 5) بودند.

کادمیم به عنوان یکی از خطرناکترین عناصر برای جانداران شناخته می شود و به دلیل قابلیت دسترسی آسان برای گیاه، یک تهدید بزرگ برای چرخه غذایی محسوب می شود. بمنظور بررسی اثر افزودن کودهای بیولوژیک همچون باکتری محرک رشد گیاه میکروکوکوس یونانیسیس بر شکل های شیمیایی این فلز سنگین در خاک، آزمایشی گلخانه ای بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل دو سطح باکتری (با و بدون مایه زنی باکتری)، چهار سطح کادمیم (شاهد، ١ ٠ ، ٢ ٠ ، و٤ ٠ میلی گرم در کیلوگرم خاک)، و سه سطح رطوبتی مختلف (100، 80، و 65 درصد رطوبت ظرفیت مزرعه) بود. پس از برداشت ذرت، شکل های شیمیایی کادمیم در خاک بررسی گردید. نتایج نشان داد که با افزایش سطوح کادمیم کاربردی، مقادیر شکل های شیمیایی مختلف کادمیم نیز افزایش یافت. مایه زنی باکتری سبب کاهش شکل های تبادلی، کربناتی، آلی، متصل به اکسیدهای آهن و منگنز شد اما شکل باقیمانده با مایه زنی باکتری افزایش یافت و کادمیم به شکل کم محلول تر تبدیل شد. با کاهش رطوبت خاک، در شرایط بدون مایه زنی شکل های آلی و متصل به اکسیدهای آهن بی شکل کاهش و در شرایط مایه زنی شده شکل های متصل به اکسیدهای آهن بی شکل و منگنز افزایش یافت. بیشترین مقدار نسبی کادمیم مربوط به شکل کربناتی و سپس به ترتیب شکل های باقیمانده > متصل به اکسیدهای منگنز > متصل به اکسیدهای آهن بی شکل > آلی > تبادلی بود.

بهره گیری از ریزسازواره های خاکزی می تواند بخشی از اثرات منفی تنش شوری را کاهش دهد. به منظور بررسی اثر شوری، قارچ میکوریزا آربوسکولار و باکتری حل کننده ترکیبات فسفری بر خصوصیات رشدی گیاه دارویی اسفرزه (PlantagoovataForsk. ) دو آزمایش طراحی و اجرا شد. در آزمایش اول به منظور غربال گری گونه مقاوم باکتری حل کننده فسفات در شرایط تنش شوری، 40 باکتری تحت آزمون نیمه کمی توان انحلال فسفات در شرایط شوری محیط کشت قرار گرفتند. برای این ارزیابی میزان نسبی انحلال فسفات، نسبت قطر هاله بر قطر کلنی تعیین گردید. سپس گونه برتر که بالاترین توان حل فسفات معدنی در شوری 60 دسی زیمنس بر متر داشت، انتخاب شد. مقایسه توالی 16S rRNA و آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که سوش جدا شده Pseudomonas fluorescens بود. آزمایش دوم به صورت فاکتوریل سه عاملی در قالب طرح بلوک-های کامل تصادفی با سه تکرار بود. عامل اول سه سطح شوری شامل 5/2، 5 و 10 دسی زیمنس بر متر، عامل دوم قارچ میکوریزا شامل عدم کاربرد قارچ و گونه های Funneliformis mosseae، Rhizophagus intraradices و Glomus fasciculatum و عامل سوم شامل دو سطح عدم کاربرد باکتری و کاربرد باکتری برتر حاصل از آزمایش شناسایی باکتری بود. صفات مورد اندازه گیری شامل وزن خشک ساقه و ریشه، نسبت وزن خشک ریشه به ساقه، پاسخ رشد میکوریزایی و درصد کلونیزاسیون ریشه بود. نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثر متقابل تنش شوری و قارچ میکوریزا بر صفات وزن خشک ساقه و ریشه، نسبت وزن خشک ریشه به ساقه، پاسخ رشد میکوریزایی و درصد کلونیزاسیون ریشه و اثر متقابل تنش شوری، قارچ میکوریزا و باکتری بر وزن خشک ساقه در سطح احتمال 1 درصد معنی دار بود. همچنین اثر متقابل تنش شوری و باکتری بر نسبت وزن خشک ریشه به ساقه در سطح احتمال 5 درصد معنی دار بود. بیشترین وزن خشک ریشه و نسبت وزن خشک ریشه به ساقه در ترکیب تیماری 5/2 دسی زیمنس بر متر و کاربرد قارچ Glomus fasciculatum به میزان 07/1 گرم در گیاه و 29/0 حاصل شد. بیشترین پاسخ رشد میکوریزایی در ترکیب تیماری شوری 10 دسی زیمنس بر متر + قارچ Rhizophagus intraradices به میزان 7/76 درصد بود. مقایسه میانگین اثر متقابل تنش شوری و باکتری نشان داد بیشترین پاسخ رشد میکوریزایی در ترکیب تیماری شوری 10 دسی زیمنس بر متر + کاربرد باکتری Pseudomonas fluorescens به میزان 6/45 درصد بود و بیشترین کلونیزاسیون ریشه در شوری 10 دسی زیمنس بر متر به وسیله قارچ میکوریزا Rhizophagus intraradices به میزان 1/65 درصد حاصل شد. نتایج نشان داد هر چند افزایش شوری توانست مولفه های رشدی گیاه را کاهش دهد، لکن کاربرد همزمان باکتری حل کننده فسفات معدنی و قارچ میکوریزا توانست اثرات منفی تنش شوری را تا حدی جبران نماید. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش می توان کاربرد همزمان باکتریPseudomonas fluorescens و قارچ Rhizophagus intraradices را برای دستیابی به حداکثر تولید گیاه دارویی اسفرزه توصیه نمود.

برای افزایش کارایی و کیفیت کمپوست، غنی سازی عنصری و میکروبی از راهکارهای اساسی است. افزودن باکتری های مفید و محرک رشد گیاهان از جنبه های مختلف زیست محیطی مورد تأیید می باشد. از عوامل مؤثر بر مدت زندمانی باکتری در کمپوست، pH آن می باشد. در این تحقیق کمپوست شهری را با اتوکلاو استریل نموده و به دو بخش شامل الف-کمپوست باpH اولیه (6/5) و ب-کمپوست با pH تنظیم شده در هفت توسط کربنات کلسیم) تقسیم شد. مایه زنی با باکتری Enterobacter cloacae با جمعیت CFU g-1 109 انجام گرفت. رطوبت کمپوست در حدود 40 درصد ظرفیت نگهداری آب تنظیم و نمونه ها در انکوباتور با دمای 26 درجه سلسیوس نگهداری شدند. شمارش جمعیت میکروبی و اندازه گیری pH کمپوست در زمان های 3، 15، 45، 75، 105، 135، 165 و 195روز پس از تلقیح انجام گردید. نتایج شمارش جمعیت میکروبی نشان داد که اثر pH در زنده مانی باکتری در کمپوست معنی دار بود (p<0. 01). 45 روز پس از تلقیح، جمعیت میکروبی در کمپوست باpH تنظیم نشده به حدود CFU g-1 104 تقلیل یافت در حالی که در کمپوست تنظیم شده از نظر pH، این تعداد برابر CFU g-1 109 بود. علیرغم نوسانات جمعیت میکروبی در کمپوست تنظیم نشده، تا 135 روز بعد از تلقیح در هر دو کمپوست جمعیت CFU g-1 107 حاکم بود. تعداد جمعیت باکتری در کمپوست تنظیم شده بعد از 165 روز و کمپوست بدون تنظیم بعد از 140 روز به جمعیت زیر حد استاندارد (CFU g-1 106) رسیدند.