تاثیر کاربرد کیتوسان بر جمعیت برخی گروه های میکروبی و شناسه های اکوفیزیولوژیک در یک خاک آلوده به سرب

Abstract

سابقه و هدف: آلودگی خاک‌های کشاورزی به فلزهای سنگین یکی از چالش‌های مهم در سراسر جهان است. جامعۀ زندۀ خاک و به دنبال آن فرآیندهایی که توسط این ریزجانداران کنترل می‌شود، از تنش فلزهای سنگین متاثر می‌شوند. هدف از این پژوهش ارزیابی تأثیر کاربرد سطوح کیتوسان و آلودگی خاک به سرب بر فعالیت زیستی خاک بود.مواد و روش‌ها: به منظور بررسی اثرات سطوح مختلف سرب (بدون آلودگی (Pb0)، 250 (Pb250) و 500 (Pb500) میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک) و کیتوسان (بدون کاربرد کیتوسان (Ch0)، 6/0 % (Ch0.6) و 2/1 % (Ch1.2)) بر غلظت سرب قابل جذب (سرب قابل استخراج با DTPA) و برخی ویژگی‌های زیستی خاک آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی انجام شد. در ظروف پلاستیکی سطوح مختلف سرب و کیتوسان به400 گرم خاک در سه تکرار افزوده شد و خاک‌ها در رطوبت70% ظرفیت زراعی به مدت 45 روز خوابانده شدند. پس از پایان دوره خوابانیدن افزون بر تعیین غلظت سرب قابل استخراج با DTPA، جمعیت گروه‌های میکروبی مانند باکتری‌های هتروتروف، قارچ‌ها، باکتری‌های سازنده اسپور و اکتینومیست‌ها تعیین شد و کربن و نیتروژن زیتوده میکروبی، تنفس پایه و تنفس برانگیخته برآورد گردید. همین‌طور برخی شناسه‌های اکوفیزیولوژیک شامل ضریب متابولیک (qCO2)، ضریب تنفس میکروبی (QR) و نسبت کربن به نیتروژن زیتوده میکروبی MBC:MBN)) بررسی شد. یافته‌ها: کاربرد تیمار Pb250 اثر معنی‌داری بر جمعیت گروه‌های میکروبی بررسی شده در مقایسه با شاهد نشان نداد. کاربرد تیمار Pb500 بطور معنی‌داری سبب کاهش جمعیت اکتینومیست‌ها و جمعیت باکتری‌های سازنده اسپور گردید ولی اثر معنی‌داری بر نسبت جمعیت قارچ به باکتری نداشت (p ≤ 0.05). تنفس پایه و برانگیخته، کربن و نیتروژن زیتوده میکروبی در تیمار Pb500 بطور معنی-داری کاهش یافت. تیمار Pb500 ضریب متابولیک، ضریب تنفس میکروبی و نسبت MBC:MBN را افزایش داد. کاربرد کیتوسان در هر دو سطح سبب کاهش غلظت سرب قابل جذب در خاک گردید بطوریکه کاربرد تیمار 2/1 % کیتوسان زیست ‌فرآهمی سرب را به میزان 42% در تیمار Pb250 و به میزان 12% در تیمار Pb500 کاهش داد. کاربرد کیتوسان تنفس پایه را بویژه در تیمار Pb500 افزایش داد و سبب کاهش qCO2 گردید (p ≤ 0.05).نتیجه‌گیری: می‌توان گفت که کاربرد کیتوسان در سطوح پایین آلودگی از نظر کاهش درصد زیست فرآهمی سرب کارآمدتر بود. همچنین به نظر می‌رسد بخشی از آثار مثبت کاربرد این پلیمر زیستی بر ویژگی‌های زیستی خاک ناشی از تجزیه زیستی آن در خاک مورد مطالعه بوده ‌است. بطور کلی نتایج نشان دهنده اهمیت کاربرد کیتوسان به عنوان یک جاذب زیست تجزیه‌پذیر برای کاهش غلظت سرب قابل جذب در خاک و پتانسیل آن برای تقویت فعالیت زیستی در خاک آلوده به سرب می‌باشد.

Keywords

• پلیمر زیستی
• فلزات سنگین
• ساختار جامعه میکروبی
• نسبت کربن به نیتروژن بیوماس میکروبی