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

سابقه و هدف: آلودگی خاک های کشاورزی به فلزهای سنگین یکی از چالش های مهم در سراسر جهان است. جامعه زنده خاک و به دنبال آن فرآیندهایی که توسط این ریزجانداران کنترل می شود، از تنش فلزهای سنگین متاثر می شوند. هدف از این پژوهش ارزیابی تاثیر کاربرد سطوح کیتوسان و آلودگی خاک به سرب بر فعالیت زیستی خاک بود.مواد و روش ها: به منظور بررسی اثرات سطوح مختلف سرب (بدون آلودگی (Pb۰)، ۲۵۰ (Pb۲۵۰) و ۵۰۰ (Pb۵۰۰) میلی گرم بر کیلوگرم خاک) و کیتوسان (بدون کاربرد کیتوسان (Ch۰)، ۶/۰ % (Ch۰.۶) و ۲/۱ % (Ch۱.۲)) بر غلظت سرب قابل جذب (سرب قابل استخراج با DTPA) و برخی ویژگی های زیستی خاک آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی انجام شد. در ظروف پلاستیکی سطوح مختلف سرب و کیتوسان به۴۰۰ گرم خاک در سه تکرار افزوده شد و خاک ها در رطوبت۷۰% ظرفیت زراعی به مدت ۴۵ روز خوابانده شدند. پس از پایان دوره خوابانیدن افزون بر تعیین غلظت سرب قابل استخراج با DTPA، جمعیت گروه های میکروبی مانند باکتری های هتروتروف، قارچ ها، باکتری های سازنده اسپور و اکتینومیست ها تعیین شد و کربن و نیتروژن زیتوده میکروبی، تنفس پایه و تنفس برانگیخته برآورد گردید. همین طور برخی شناسه های اکوفیزیولوژیک شامل ضریب متابولیک (qCO۲)، ضریب تنفس میکروبی (QR) و نسبت کربن به نیتروژن زیتوده میکروبی MBC:MBN)) بررسی شد. یافته ها: کاربرد تیمار Pb۲۵۰ اثر معنی داری بر جمعیت گروه های میکروبی بررسی شده در مقایسه با شاهد نشان نداد. کاربرد تیمار Pb۵۰۰ بطور معنی داری سبب کاهش جمعیت اکتینومیست ها و جمعیت باکتری های سازنده اسپور گردید ولی اثر معنی داری بر نسبت جمعیت قارچ به باکتری نداشت (p ≤ ۰.۰۵). تنفس پایه و برانگیخته، کربن و نیتروژن زیتوده میکروبی در تیمار Pb۵۰۰ بطور معنی-داری کاهش یافت. تیمار Pb۵۰۰ 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 ۲/۱ % کیتوسان زیست فرآهمی سرب را به میزان ۴۲% در تیمار Pb۲۵۰ و به میزان ۱۲% در تیمار Pb۵۰۰ کاهش داد. کاربرد کیتوسان تنفس پایه را بویژه در تیمار Pb۵۰۰ افزایش داد و سبب کاهش qCO۲ گردید (p ≤ ۰.۰۵).نتیجه گیری: می توان گفت که کاربرد کیتوسان در سطوح پایین آلودگی از نظر کاهش درصد زیست فرآهمی سرب کارآمدتر بود. همچنین به نظر می رسد بخشی از آثار مثبت کاربرد این پلیمر زیستی بر ویژگی های 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 تجزیه پذیر برای کاهش غلظت سرب قابل جذب در خاک و پتانسیل آن برای تقویت فعالیت زیستی در خاک آلوده به سرب می باشد.

Keywords:

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