پتانسیل باکتری های مولد آنزیم اوره آز در تثبیت زیستی و جلوگیری از فرسایش خاک

خاک یکی از باارزش ترین منابع طبیعی محسوب می شود و وجود حیات بر سطح کره زمین علاوه بر آب و هوا به وجود خاک بستگی دارد. پایداری خاک، عامل مهمی در سلامت سیستم خاک بوده و پیش نیاز انجام فرایندهایی مانند چرخه عناصر در خاک است. فرسایش خاک یک مشکل و تهدید جدی در مناطق مختلف دنیا محسوب می شود، بنابراین حفاظت و جلوگیری از فرسایش خاک به عنوان یک منبع طبیعی تجدیدناپذیر از اولویت بالایی بر خوردار است. برای جلوگیری از فرسایش خاک روش های متعدد فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی وجود دارد که با توجه به گران بودن و اثرهای زیانبار محیط زیستی آنها، امروزه توجه زیادی به روش های زیستی دوستدار محیط زیست می شود. در این مطالعه پتانسیل باکتری های مولد آنزیم اوره آز در تثبیت زیستی و جلوگیری از فرسایش خاک بررسی شد.

نمونه های خاک سطحی از منطقه بازفت در استان چهارمحال و بختیاری جمع آوری و به آزمایشگاه منتقل شدند. از روش کشت انتخابی و غنی سازی برای جدا کردن باکتری های مولد اوره آز در محیط کشت تجاری افتراقی اوره آگار بیس استفاده شد. فعالیت آنزیم اوره آز در باکتری های جدا شده با روش تغییر در هدایت الکتریکی بررسی و سه باکتری که بالاترین فعالیت آنزیمی را داشتند انتخاب و در مراحل بعدی از آنها استفاده شد. برای شناسایی باکتری های انتخاب شده از روشColony PCR و پرایمرهای یونیورسال f14 و r1492استفاده گردید. میزان مقاومت فشاری و برشی خاک، 14 روز پس از تلقیح باکتری های منتخب با استفاده از پنترومتر جیبی و توروین اندازه گیری شد. پس از تعیین سرعت آستانه، خاک های تلقیح شده در معرض تونل باد قرار گرفته و میزان هدررفت خاک در سرعت های مختلف باد (3/17، 09/22 و 20/27 متر بر ثانیه) اندازه گیری شد.

باکتری های مولد آنزیم اوره آز با تغییر رنگ محیط کشت از زرد کم رنگ به صورتی تشخیص داده شدند. نتایج نشان داد که خاک های این منطقه پتانسیل بالایی از نظر حضور باکتری های مولد اوره آز دارند. سه گونه منتخب براساس روش مولکولی تحت عنوان Bacillus thuringiensis، Bacillus sp. و Exiguobacterium sp. شناسایی شدند. در خاک های تلقیح شده با باکتری های منتخب، مقاومت فشاری و برشی خاک در مقایسه با کنترل افزایش یافت. گونه های .Bacillua sp (RIFR-U7) و Exiguobacterium sp. (RIFR-U10) به ترتیب باعث بالاترین مقاومت فشاری (kg/cm2 241/±0 56/1) و برشی (kg/cm2 18/66±0/2) شدند. سرعت آستانه برای نمونه کنترل m/s 19/12تعیین شد. اندازه گیری هدررفت خاک در خاک های تیمار شده با باکتری های منتخب در سرعت های مختلف منجر به کاهش هدررفت خاک در مقایسه با خاک های کنترل شد. نتایج نشان داد که سویه .Bacillus sp (RIFR-U7) بالاترین کارایی را در جلوگیری از هدررفت خاک داشت.

افزایش مقاومت فشاری و برشی در خاک های تیمار شده نشان داد که این باکتری ها جزء تثبیت کننده های متوسط تا خوب برای افزایش مقاومت فشاری و بسیار خوب برای افزایش مقاومت برشی قابل ارزیابی هستند. بررسی نتایج تونل باد نشان داد که تلقیح گونه Bacillua sp. (RIFR-U7) در مقایسه با دو باکتری دیگر می تواند مقاومت بیشتری در برابر فرسایش بادی داشته باشد. در مجموع، بنظر می رسد که براساس اینکه چه خصوصیتی از خاک بهبود یابد و یا هدف مقاومت در برابر چه نوع فرسایشی است، از گونه های مختلف و یا ترکیبی از آنها باید استفاده کرد.