ali akbar safari sinegani
-
هدف این پژوهش بررسی رفتار و پایداری پادزیستی باکتری های کشت پذیر در پی افزایش سه پادزیست پرکاربرد در سه خاک کشاورزی، چراگاه و معدن با اندازه های گوناگون فلزهای سنگین بود.پادزیست های آموکسی سیلین، سفیکسیم و مترونیدازول هریک به اندازه های 100 و 200 میلی گرم در کیلوگرم سه خاک کشاورزی، معدن و چراگاه به کار رفتند و در یک بازه کوتاه مدت (صفر، 1، 3 و 7 روز) فراوانی باکتری ها در کشتگاه های نوترینت آگار و درصد باکتری های پایدار در کشتگاه نوترینت آگار دارای پادزیست (16 میکروگرم آموکسی سیلین، 2 میکروگرم سفیکسیم، 8 میکروگرم جنتامایسین، 16 میکروگرم مترونیدازول و 8 میکروگرم تتراسایکلین در میلی لیتر نوترینت آگار) شمارش و برآورد شد.درصد باکتری های پایدار در برابر پادزیست های سفیکسیم، جنتامایسین و تتراسایکلین در خاک معدن به ویژه چراگاه که آلودگی زیادی به فلزهای سنگین داشتند، بیشتر از خاک کشاورزی بود و تنها درصد باکتری های پایدار در برابر آموکسی سیلین و مترونیدازول در خاک کشاورزی بیش از معدن بود. در خاک چراگاه 100 درصد باکتری ها در برابر پادزیست های آزمون شده به جز تتراسایکلین پایداری داشتند. تیمار خاک ها به آموکسی سیلین باعث افزایش درصد باکتری های پایدار شد که این افزایش به ویژه در خاک کشاورزی در غلظت 200 میلی گرم بر کیلوگرم نمایان تر بود. همین یافته در کاربرد سفیکسیم نیز دیده شد؛ اما در خاک معدن غلظت بالای این پادزیست پیامد کاهشی نشان داد و درصد باکتری های پایدار در دو خاک چراگاه و کشاورزی نزدیک 100 درصد بود و در خاک معدن به کمتر از 20 درصد رسید. درصد باکتری های پایدار در خاک های تیمارشده با مترونیدازول نیز در برابر خاک های تیمارنشده افزایش چشمگیر داشت؛ اما در این تیمار پاسخ باکتری های خاک کشاورزی به غلظت 200 میلی گرم بر کیلوگرم کاهشی بود و خاک معدن چنان پاسخی را نداشت.به طور کلی در همه تیمارها توان باکتری کشی تتراسایکلین و سپس جنتامایسین در غلظت های به کاررفته در کشتگاه در برابر سه پادزیست آموکسی سیلین، سفیکسیم و مترونیدازول بیشتر بود. پایداری پادزیستی باکتری های خاک به آلودگی خاک به فلزهای سنگین و گوناگونی باکتری های خاک، اندوخته ژنتیک و توان جابه جایی ژن های پایداری در میان آنها وابسته است. تنش همزمان آلودگی فلز و پادزیست ها در خاک، با توجه به ویژگی های خاک و پادزیست باعث چیرگی گونه های ویژه و پایدار می شود که می تواند باعث افزایش جابه جایی ژن های پایداری و فراوان شدن آنها شود.
کلید واژگان: درصد پایداری پادزیستی, فلز سنگین, آموکسی سیلین, سفیکسیم, جنتامایسین, مترونیدازول, تتراسایکلینThe purpose of the present study was to investigate the antibiotic resistance of culturable bacteria following the increase of three commonly used antibiotics in three agricultural, rangeland, and mine soils with different amounts of heavy metals. Antibiotics amoxicillin, cefixime, and metronidazole were used in amounts of 100 and 200 mg per kilogram of agricultural, rangeland, and mine soils. Then, in a short time incubation (zero, 1, 3, and 7 days), the abundance of bacteria in nutrient agar medium and the percentage of resistant bacteria in nutrient agar medium with antibiotics (16 µg of amoxicillin, 2 µg of cefixime, 8 µg of gentamicin, 16 µg of metronidazole and 8 µg of tetracycline per milliliter of nutrient agar) were counted and estimated. The percentage of bacteria resistant to cefixime, gentamicin, and tetracycline in mine soil, especially rangeland soil, which had high contamination with heavy metals, was higher than in agricultural soil, and only the percentage of bacteria resistant to amoxicillin and metronidazole was higher in agricultural soil than mine soil. In rangeland soil, 100% of bacteria were resistant to the tested antibiotics except for tetracycline. Treatment of soils with amoxicillin caused an increase in the number of resistant bacteria, which was especially evident in agricultural soils at a concentration of 200 mg.kg-1. The same finding was also seen in the application of cefixime, but in mine soil, the high concentration of this antibiotic showed a decrease, and the percentage of resistant bacteria in both rangeland and agricultural soils was close to 100%, but in mine soil, it reached less than 20%. There was a significant increase in the number of resistant bacteria in the soils treated with metronidazole compared to control soils. But, in this treatment, the response of agricultural soil bacteria to a concentration of 200 mg.kg-1 was decreased, and mine soil did not show such a response. In all treatments, the bactericidal power of tetracycline and then gentamicin in the concentrations used in the culture medium was higher compared to the three antibiotics of amoxicillin, cefixime, and metronidazole. Antibiotic resistance of soil bacteria is dependent on soil contamination with heavy metals and diversity of soil bacteria, genetic pool, and ability to move resistance genes between them. The increase of antibiotics in the soil, depending on the characteristics of the soil and the antibiotic causes the dominance of special and resistant species, which increases the transfer of resistance genes and their abundance in the environment.
Keywords: Antibiotic Resistance Percentage, Heavy Metal, Amoxicillin, Cefixime, Gentamicin, Metronidazole, Tetracycline -
زمینه و هدف
جایگاه های خاکسپاری پسماندهای شهری و بیمارستانی که دارای آلودگی های گوناگون بویژه دارویی هستند، زیستگاه شایسته ای را برای باکتری های پایدار در برابر آلاینده ها فراهم می کنند و بنابراین نخش ویژه ای در ترابری ژن های پایداری دارند. از اینرو، فراوانی ریزجانداران و پایداری پادزیستی باکتری ها در نمونه های خاک و شیرابه جایگاه های خاکسپاری پسماند شهری و بیمارستانی شهر همدان بررسی گردید.
مواد و روش هاویژگی های خاک و شیرابه و همچنین فراوانی ریزجانداران آنها شمارش و آزمون گردید. همچنین درسد باکتری-های پایدار در برابر ده پادزیست پرکاربرد آمپی سیلین، آموکسی سیلین، سفکسیم، جنتامایسین، استرپتومایسین، تتراسایکلین، داکسی سایکلین، کلرامفنیکل، لینکومایسین و مترونیدازول بررسی شد. افزون بر آن پاسخ باکتری های دو خاک دستنخورده و خاکچال پسماند نوین شهری به غلظت های گوناگونی از سه پادزیست آمپی سیلین، جنتامایسین و تتراسایکلین سنجیده شد.
یافته هابالاترین لگاریتم فراوانی قارچ ها، اکتینومیست ها، سودوموناس ها و انتروباکتر ها بترتیب با اندازه 35/5، 28/5، 13/6 و 98/5 در خاکچال نوین پسماند شهری بدست آمد. درسد باکتری های پایدار در برابر هر ده پادزیست در نمونه های خاکچال نوین پسماند شهری بیشتر از جایگاه های دیگر و در خاک دستنخورده کمتر از جایگاه های دیگر بود. این یافته در بررسی پاسخ به دوز پادزیست های آمپی سیلین، جنتامایسین و تتراسایکلین نیز دیده شد و غلظت کشنده این پادزیست ها برای باکتری های خاکچال نوین پسماند شهری به ترتیب 1500، 1000 و 100 ppm بود. ولی برای خاک دستنخورده بسیار کمتر و به ترتیب 10، 18 و 50 ppm بود.
نتیجه گیریروهمرفته، این پژوهش نشان داد که جایگاه های خاکسپاری پسماندهای شهری و بیمارستانی، زیستگاه شایسته ای برای باکتری های پایدار در برابر پادزیست ها فراهم می کند که مایه افزایش ترابری ژن های پایداری در میان باکتری ها می شود. از این دیدگاه باکتری هایی که از راه پسماندها به خاک می رسند، می توانند زیانبارتر هم باشند.
کلید واژگان: پاسخ به دوز, شیرابه, خاکچال, باکتری های پایدار, ژن های پایداریBackground and purposeMunicipal and hospital waste land fills that have various contaminants, especially pharmaceuticals, provide a suitable habitat for resistant bacteria which play a special role in the transfer of resistance genes. Therefore, the abundance of microorganisms and the antibiotic resistance of bacteria in soil and leachate samples of municipal and hospital waste burial sites in Hamedan city were investigated.
Materials and methodsThe characteristics of soil and leachate as well as the abundance of their microorganisms were tested and counted. Also, the percentage of bacteria resistant to ten commonly used antibiotics ampicillin, amoxicillin, cefixime, gentamicin, streptomycin, tetracycline, doxycycline, chloramphenicol, lincomycin and metronidazole was investigated. In addition, the response of bacteria from two virgin soils and new rubbish landfill to different concentrations of three antibiotics, ampicillin, gentamicin and tetracycline, were measured.
ResultsThe log of population of fungi, actinomycetes, pseudomonas, and enterobacters, was the highest in new rubbish landfill. They were 5.35, 5.28, 6.13, and 5.98 respectively. The percentage of bacteria resistant to all ten antibiotics was higher in samples of new rubbish landfill than in other locations and lower in virgin soil than in other locations. These results were also seen in the dose response of ampicillin, gentamicin and tetracycline antibiotics. The inhibitory concentrations of these antibiotics for new rubbish landfill bacteria were 1500, 1000 and 100 mg/l, respectively. But for virgin soil, they were much less (10, 18 and 50 mg/l respectively).
ConclusionIn general, this research showed that municipal and hospital waste landfills provide a suitable habitat for antibiotic-resistant bacteria, which may increase the transfer of resistant genes among soil native bacteria. Therefore, the bacteria that reach the soil through waste can be more harmful.
Keywords: Dose Response, Leachate, Landfill, Resistant bacteria, Resistance genes -
زمینه و هدف
بررسی جایگاه های خاک سپاری پسماند های شهری از دیدگاه توان آلایندگی زیستی آنها بسیار مهند است. پژوهش حاضر با هدف بررسی پایداری باکتری ها در خاک های آلوده در جایگاه خاک سپاری پسماند ها در همدان در برابر فلزهای سنگین انجام شد.
مواد و روش هاویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک ها و همچنین اندازه کل فلزهایی مانند مس، سرب، روی و کادمیوم اندازه گیری شد. همچنین شناسه بار آلودگی (PLI)، میانگین شناسه آلودگی (PIavg) و درجه آلودگی (Cdeg) خاک این جایگاه ها برآورد و بررسی گردید. با اندازه گیری لگاریتم فراوانی ریزجانداران، درصد باکتری های پایدار در برابر فلزهای مس، سرب، کادمیوم و روی در کشتگاه نوترینت آگار (NA) بررسی شد.
یافته هادر میان جایگاه ها، خاک پیرامون لاگون شیرابه بالاترین اندازه کربن آلی، فسفر و پتاسیم را داشت. شناسه های PLI و PIavg برای خاک در جایگاه دست نخورده کمتر از 1 بود. این شناسه ها برای 5 جایگاه خاک سپاری پسماند بیشتر از 1 و آلوده ارزیابی شدند. بالاترین لگاریتم فراوانی قارچ ها، اکتینومیست ها، سودوموناس ها و انتروباکتر ها به ترتیب با اندازه 35/5، 28/5، 13/6 و 98/5 در خاکچال نوین پسماند شهری به دست آمد. درصد باکتری های پایدار در برابر سرب در همه خاک ها 100% ولی در شیرابه پسماندها کمتر بود (64%).
نتیجه گیریرویهمرفته درصد باکتری های پایدار به فلزهای مس، روی و کادمیوم در جایگاه خاک سپاری پسماند نوین شهری بالاتر از جایگاه های دیگر بود که می تواند وابسته به خاک سپاری پسماندهای شهری در خاک باشد.
کلید واژگان: فلزهای سنگین, فروانی ریزجانداران, شناسه بار آلودگی, خاکچالBackground and PurposeThe biological pollution of landfill sites for urban waste is a crucial concern. This study aims to investigate the resistance of bacteria in contaminated soils at waste burial sites against heavy metals in Hamadan.
Materials and methodsThe physical and chemical characteristics of soils were examined, and the total amounts of metals such as copper, lead, zinc, and cadmium were measured. Additionally, pollution load index (PLI), average pollution index (PIavg), and pollution degree (Cdeg) were estimated and analyzed. Furthermore, the percentage of stable bacteria resistant to copper, lead, cadmium, and zinc in the NA culture medium was studied by measuring the logarithm of microorganism abundance
ResultsAmong the mentioned sites, the soil surrounding the leachate lagoon exhibited the highest levels of organic carbon, available phosphorus, and potassium. The PLI and PIavg indices for virgin soil were below one, indicating that this soil was not polluted. However, these indices were above one for the other five sites, indicating pollution. The intensity of soil pollution in these sites exceeded the permissible limit. The logarithm of population for fungi, actinomycetes, pseudomonas, and enterobacters was highest in the new rubbish landfill, with values of 5.35, 5.28, 6.13, and 5.98, respectively. The percentage of bacteria resistant to lead was 100% in all sampled soils, but in the leachate, it was lower than 64%.
ConclusionOverall, the percentages of bacteria resistant to copper, zinc, and cadmium in the new rubbish landfill site were higher compared to other sites, which may be attributed to the landfilling of urban waste in the soil.
Keywords: Heavy metals, Microbial number, Pollution load index, Landfill -
هدف ازاین پژوهش بررسی پیامد سه پادزیست پرکاربرد آموکسی سیلین، سفیکسیم و مترونیدازول بر ویژگی های زیستی چون تنفس پایه و برانگیخته، و شمار همه باکتری ها درخاک های آلوده و ناآلوده به فلزهای سنگین است. آزمایش با طرح کامل تصادفی به گونه فاکتوریل با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای این پژوهش، خاک در سه گونه (خاک آلوده معدن، خاک چراگاه نزدیک معدن و خاک ناآلوده کشاورزی)، پادزیست در هفت تیمار (گواه بدون پادزیست، آموکسی سیلین، سفیکسیم و مترونیدازول هریک به اندازه 100و200میلی گرم درکیلوگرم خاک خشک) و زمان در سه بازه (گرماگذاری کوتاه مدت (صفر تا7 روز)، میان مدت (15و 30روز) و بلندمدت (60و90روز)) بودند. یافته های این پژوهش نشان داد که دربازه زمانی میان مدت، کاربرد 200میلی گرم در کیلوگرم ازپادزیست های آموکسی سیلین در خاک کشاورزی و مترونیدازول در خاک معدن، به دنبال هم بیش ترین (4958/8) و کم ترین (4594/4) لگاریتم فراوانی همه باکتری های خاک را نشان دادند. خاک چراگاه در گرماگذاری کوتاه مدت بیش ترین اندازه تنفس پایه (1066/0میلی گرم دی اکسیدکربن در گرم خاک خشک در روز) و خاک کشاورزی در هر دو بازه زمانی بلند مدت (0144/0) و میان مدت (0172/0) کم ترین اندازه تنفس پایه را داشت. کاربرد 100میلی گرم مترونیدازول در کیلوگرم خاک چراگاه دربازه زمانی کوتاه مدت بیش ترین اندازه تنفس برانگیخته خاک (0251/0 میلی گرم دی اکسیدکربن در گرم خاک خشک در ساعت) و کاربرد 100میلی گرم آموکسی سیلین در کیلوگرم خاک کشاورزی دربازه زمانی میان مدت کم ترین تنفس برانگیخته خاک (0027/0) را نشان داد. به بیان دیگر می توان گفت خاک کشاورزی بیش ترین فراوانی باکتری ها و خاک معدن بیش ترین اندازه تنفس برانگیخته را نشان داد. خاک چراگاه بیش ترین اندازه تنفس پایه را داشت و با خاک کشاورزی در فراوانی باکتری ها و خاک معدن در اندازه تنفس برانگیخته ناهمانندی معنی داری نداشت. خاک معدن کم ترین فراوانی باکتری ها و خاک کشاورزی کم ترین اندازه تنفس پایه و برانگیخته را نشان داد. کاربرد مترونیدازول بیش ترین اندازه تنفس پایه و برانگیخته، و کم ترین فراوانی باکتری ها را در پی داشت. کاربرد آموکسی سیلین و سفیکسیم به دنبال هم بیش ترین فراوانی باکتری ها و کم ترین اندازه تنفس برانگیخته رانشان داد. گرماگذاری دربازه زمانی کوتاه مدت بیش ترین اندازه های تنفس پایه و برانگیخته راداشت. بیش ترین فراوانی باکتری ها و کم ترین اندازه تنفس برانگیخته در زمان میان مدت دیده شد. بازه زمانی بلندمدت کم ترین فراوانی باکتری ها و کم ترین اندازه ی تنفس پایه را نشان داد.
کلید واژگان: پادزیست, تنفس پایه و برانگیخته, شمارباکتری هاThis study aimed to investigate the effect of Amoxicillin, Cefixime, and Metronidazole on some biological properties such as basal respiration, substrate-induced respiration, and bacterial abundance in uncontaminated and heavy metal-contaminated soils. The experiment has performed with a completely randomized factorial design with three replications. Factors include three soil types (heavy metal contaminated mine soil, rangeland soil near mine, and agricultural soil), seven antibiotic treatments (control, Amoxicillin, Cefixime, and Metronidazole, each one 100 and 200 mg per kg of dry soil) and three incubation times: short-time (zero-7 days), medium-time (15 and 30 days) and long-time (60 and 90 days)). The results showed that in the medium time, the application of 200 mg.kg-1 of antibiotics amoxicillin in agricultural soil and metronidazole in mine soil, resulted in the highest (8.4958) and lowest (4.4594) logarithm of the abundance of all soil bacteria. Rangeland soil had the highest basal respiration amount (0.1066 mg CO2. g-1dry soil. day-1) in short-time incubation, and agricultural soil had the lowest basal respiration amount in both long-time (0.0144) and medium-time (0.0172). The use of 100 mg of metronidazole per kg of rangeland soil in the short time resulted in the highest amount of substrate-induced respiration (0.0251 mg CO2. g-1 dry soil. h-1) and the use of 100 mg of amoxicillin per kg of agricultural soil in the medium incubation time resulted in the lowest substrate-induced respiration (0.0027). It seems that agricultural soil showed the highest abundance of bacteria and mine soil showed the highest amount of substrate-induced respiration. Rangeland soil had the highest amount of basal respiration and there was no significant difference with agricultural soil in the abundance of bacteria and mine soil in the amount of substrate induced respiration. Mine soil showed the lowest abundance of bacteria and agricultural soil showed the lowest amount of basal and substrate induced respiration. The application of metronidazole resulted in the highest amount of basal and substrate induced respiration, and the lowest abundance of bacteria. The application of amoxicillin and Cefixime showed the highest abundance of bacteria and the lowest amount of substrate induced respiration, respectively. Incubation in a short time had the highest amount of basal and substrate induced respiration. The highest abundance of bacteria and the lowest amount of substrate induced respiration were observed in the medium time. The long-time incubation showed the lowest abundance of bacteria and the lowest basal respiration amount.
Keywords: Antibiotic, Bacterial Abundance, Basal, Substrate Induced Respiration -
نگهداری و حفظ جنگل های دست کاشت در سرزمین های خشک و نیمه خشک وابسته به بررسی ویژگی های خاک است، زیرا این جنگل ها به مرور زمان ویژگی های خاک را تغییر داده و مطالعه این تغییرات موجب افزایش آگاهی و حفظ جنگل ها می شود. پژوهش کنونی با هدف بررسی پیامدهای خوب و بد این توده های گیاهی جنگلی بر کیفیت زیستی خاک انجام شد. دو نوع جنگل (سوزنی برگ و پهن برگ) که بر روی یک چشم انداز با درجه و جهت شیب یکسان بود انتخاب شدند. 5 تیمار (زمین کشاورزی، زمین بکر، گونه اقاقیا، سرو نقره ای و درخت کاج) انتخاب شده و در 3 تکرار از لایه صفر تا 5 سانتی متر در دو بخش سایه انداز و دور از سایه انداز درخت به گونه تصادفی نمونه گیری مرکب از خاک انجام شد. نتایج تجزیه وتحلیل ویژگی های زیستی خاک نشان داد که بالاترین مقادیر ویژگی های تنفس خاک و مقدار ماده آلی مصرف شده (89/12 میلی گرم بر کیلوگرم)، تنفس برانگیخته (97/753 میلی گرم بر کیلوگرم)، کربن زیست توده میکروبی (04/1 میکروگرم کربن بر گرم کربن زیست توده میکروبی در روز)، فعالیت های آنزیمی و تنفس قارچی در سوزنی برگان اندازه گیری شد. اگرچه مقدار این ویژگی ها در پهن برگان نیز قابل توجه بود اما دارای تفاوت معنی داری بودند. همچنین بالاترین مقادیر کسر متابولیکی (04/1 و 99/0 میکروگرم کربن بر گرم کربن زیست توده میکروبی در روز) و تنفس باکتریایی (به ترتیب 6/0 و 78/0 میلی گرم دی اکسید کربن بر گرم خاک) در پوشش های کشاورزی و چراگاه مشاهده شد. نتایج نشان داد که در منطقه بیستون جنگل کاری با گونه های پهن برگ و به خصوص سوزنی برگ باعث بهبود کیفیت خاک نسبت به پوشش های کشاورزی و چراگاه شده است که می تواند وابسته به انباشتگی لاش برگ فراوان و خاستگاه کربن آلی برای ریزجانداران در این پوشش ها باشد.
کلید واژگان: تنفس باکتریایی, تنفس قارچی, زیست توده میکروبی, فعالیت آنزیم, ماده آلیIntroductionThe maintenance of planted forests in arid and semi-arid lands is important. Soil formation in forest ecosystems is different with different tree species. Tree species have a direct and indirect effect on soil organisms. Forest ecosystems change their species composition and abundance of microorganisms, and consequently their biogeochemical cycles. The accumulation of vegetation biomass and the improvement of soil fertility can play a significant role in soil restoration.
Materials and MethodsIn order to investigate the biological characteristics of the soil from 5 treatments, including agricultural (dry farming and relatively poor lands that are usually cultivated barley and wheat and have low productivity), pasture (pastures with minimal vegetation and high slopes that are affected by overgrazing have been changed to barren lands), forest with Acacia type (under and outside the crown), forest with the Cupressus arizonica type (under and outside the crown) and forest with the Pinus brutia type (under and outside the crown) randomly. Sampling was done in 3 repetitions from the 0 to 5 cm layer. The statistical sampling design of this research was completely random, in which, according to the type of afforested species, two types of coniferous forest stands (including Cupressus arizonica and Pinus brutia) and one broadleaf stand (Acacia species) were selected. Also, the area under the crown trees and outside the crown trees was also investigated. Soil samples were sampled with sterile equipment and crushed through a 4-mm sieve. Fresh and moist soil was kept at 4 °C temperature for soil biological tests. Microbial biomass carbon, soil basal respiration (197 days), substrate-induced respiration, and metabolic quotient were measured. Streptomycin sulfate was used to measure fungal respiration and cycloheximide was used to measure bacterial respiration. The activities of urease, acid, and alkaline phosphatase enzymes were determined. After measuring the biological properties of the soil, the normality of the data was checked by the Anderson–Darling test, and the homogeneity of the variance of the treatments was checked by using Levene's test. Analysis of data variance was done using One-Way ANOVA and average data comparison was done using Duncan's test at 5 and 1% probability levels (SAS 9.4 and SPSS 26).
Results and DiscussionThe results of soil biological characteristics analysis showed that the highest values of soil respiration and amount of consumed organic matter, substrate-induced respiration, microbial biomass carbon, enzyme activities, and fungal respiration were measured in conifers. Although the amount of these features was also significant in broadleaf trees, they had significant differences. In this study, the high soil respiration rate in coniferous covers compared to broadleaf can be due to the high organic carbon content of the soil in this cover. According to the results of substrate-induced respiration in different coatings, likely the activity of microorganisms involved in the decomposition of organic matter in the studied habitats had a significant difference; Therefore, different coatings can affect the population of soil microorganisms as the main source of decomposition and emission of carbon dioxide by changing the quantity and quality of organic matter and other factors. Also, the highest values of metabolic quotient and bacterial respiration were observed in agricultural and pasture covers. A higher metabolic quotient in these covers indicates a decrease in the efficiency of the use of leaf litter by the soil microbial community. In general, the metabolic quotient in the bacterial community is higher than the fungal community; Therefore, it seems that the predominance of the bacterial population in agricultural and pasture cover has caused this index to increase, although plowing and cultivation, and disturbance of these covers have caused stress to this bacterial community and as a result increased the metabolic quotient deficit in these covers.
ConclusionThe results of this research showed that the type of planted tree species causes significant changes in the biological characteristics of the soil. The current research shows that the forest, whether coniferous or broadleaf, had the highest values of enzyme activities, basal respiration, substrate-induced respiration, microbial biomass carbon, and the lowest values of metabolic quotient compared to agricultural and pasture covers. Afforestation increases biological activity and possibly the number and diversity of microorganisms, and improves soil characteristics in the long term. In agriculture and pasture land, due to the destruction of soil and aggregates by agricultural activities such as plowing or excessive livestock grazing, the amount of organic carbon and the activity of microorganisms decreases, and with the decrease of other soil characteristics, the quality of the soil decreases over time. From this research, it can be concluded that the planting of forest species in the soils of degraded areas in the long term can increase soil organic carbon due to high-quality leaf litter, and as a result, increase permeability and soil moisture. Increasing soil organic carbon increases the activity of microorganisms, and in the long term, it will improve various soil characteristics. Planting forest plants in the natural areas of the country, which were destroyed due to the change of use to agriculture and indiscriminate cultivation and finally abandoned, can improve the characteristics of the soil and, as a result, establish the native vegetation of the region, and increase the permeability of water in the soil, the risk of soil erosion, floods, etc. reduce.
Keywords: Bacterial respiration, Enzyme Activity, Fungal respiration, Microbial biomass, Organic matter -
ECOPERSIA, Volume:10 Issue: 4, Autumn 2022, PP 267 -283Aims
The purpose was to specify the impacts of amoxicillin, cefixime, and metronidazole on sunray cultivar of green bean (Phaseolus vulgaris L .) growth and some of its metabolites, which were cultured in soils with various quantities of heavy metals.
Materials & MethodsFor evaluation of the effects of the antibiotics (i.e., Amoxicillin, Cefixime, and Metronidazole) on plant growth, the Antibiotics were tested in 2 doses of 100 and 200 mg.kg-1 soil, and zero for the control. After 42 days fresh and dry weights of green bean shoots and roots were analyzed, and before harvesting the quantity of Chlorophyll (Chl) a, Chl b, Carotenoid (Car), Flavonoids, Phenol, and Antioxidant activity in P. vulgaris leaves were measured.
FindingsGreen bean treated with Amoxicillin (200 mg.kg-1) produced the highest root dry weight in mine soil (42.91% increase compared to control) while it treated with cefixime (200 mg.kg-1) produced the highest shoot dry weight at rangeland soil (19.21% increase compared to control). The quantity of Flavonoids (18.91%), Phenol (19.70%), Chl a (37.72%), and total Chl (37.40%) in the leaves of the plant with 200 mg.kg-1 Metronidazole reduced in compared to their controls. The results showed that antioxidant activity in green bean tissues was enhanced in mine soil compared to agricultural and rangeland soils (37.76% and 18.43% respectively).
ConclusionThough soil contamination with heavy metals and the usage of metronidazole had stressful results on green beans, these were not additive or synergetic. Residues of Antibiotics often enter agricultural soils through animal manure, so it is suggested to use at least decomposed manure to control their stressful effects and the arrival of Antibiotics into the food chain.
Keywords: amoxicillin, antioxidant, cefixime, contaminated mine soil, metronidazole, phaseolus vulgaris growth -
برای بررسی پیامد کاربرد زغال گرمایی و زغال گرمابی فرآوری شده از مانده های گیاه سیب زمینی بر شناسه های رشد گیاه لوبیا، اندازه کلروفیل و میکوریزایی شدن ریشه در تنش خشکی، پژوهشی با طرح اسپلیت پلات با سه تکرار در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا در سال 1396 انجام شد. کرت اصلی تنش خشکی با دو تیمار و کرت فرعی چهار تیمار بهساز از مانده های گیاه سیب زمینی بود. کاربرد تنش خشکی و بهساز های گوناگون بر شناسه های رشدی گیاه، اندازه کلروفیل و میکوریزایی شدن ریشه پیامد چشم گیر داشت. تنش خشکی مایه کاهش وزن خشک اندام هوایی و ریشه به ترتیب به اندازه 8/39 و 1/46 درصدشد، هم چنین اندازه کلروفیل a (6/52 درصد)، کلروفیل b (58 درصد)، کلروفیل کل (52/54 درصد) کاهش پیدا کرد. اگرچه گره زایی ریزوبیوم ها در تنش خشکی کاهش یافت، اما درصد میکوریزایی شدن ریشه ها 2/19 درصد افزایش یافت. کاربرد بیوچار مایه افزایش همزیستی گیاه لوبیا با قارچ های میکوریزی شد که در آن میکوریزایی شدن ریشه 34/11 درصد و فراوانی اسپورهای آن ها در خاک 5/50 درصد افزایش یافت. رشد گیاه و سبزینه آن در خاک تیمارشده با مانده های خام بیش ترین بود و مایه افزایش وزن خشک اندام هوایی (8/49 درصد) و اندازه کلروفیل a و b (54/3 و 8/36 درصد) شد. یافته های این پژوهش نشان داد که از میان تیمار های تهیه شده از اندام هوایی سیب زمینی بهترین عملکرد مربوط به کاربرد بیوچار آن بود که این تیمار توانست اثرات منفی تنش خشکی بر گیاه لوبیا را کاهش دهد.کلید واژگان: بیوچار, کلروفیل, گره زایی, همزیستی, هیدروچارA study was conducted as split plot layout with three replications at the research greenhouse of Bu-Ali Sina University, Hamedan in 2017 in order to investigate the consequences of using biochar and hydrochar, produced from potato plant residue on bean plant growth indices, chlorophyll content, and root mycorrhizal symbiosis in drought stress. The main plot and subplots in this study have been two drought levels and four amendment treatments, respectively. The study shows that the drought stress and the application amendments in various forms have had significant effects on plant growth indices, chlorophyll content, and root mycorrhizal colonization. Drought stress reduces root and shoot dry weights up to 39.8, 46.1%, leaf chlorophyll a (Chl a) content up to 52.6%, chlorophyll b (Chl b) content up to 58%, and total chlorophyll up to 54.52%. Although the number of rhizobium nodule on the root of plant decreases in drought stress, the rate of root mycorrhiza rises by 19.2% in drought stress. The use of biochar increased the mycorrhizal symbiotic indices significantly. It increases root colonization 11.34% and Glomeromycota spore number 50.5% in soil. The application of raw residue in soil has had the most positive effects on the plant growth indices and the leaf chlorophyll contents, leading to increased shoot dry weights (49.8%) and chlorophyll a, b and total contents (3.54%, 36.8%, and 14.5% respectively). The findings of this study show that among the treatments, the best plant growth index has been obtained in the use of potato biochar, which reduces the harmful effects of drought stress on the bean plant.Keywords: Biochar, Chlorophyll, Hydrochar, Mycorrhizal symbiosis, Nodulation
-
سابقه و هدف
سیب زمینی پنجمین فراورده ی کشاورزی جهان هست که خاستگاه کربوهیدرات، پروتیین و اسیدهای آمینه ضروری برای آدمی است. نهاده های کشاورزی کارایی ویژه ای در افزایش رشد و عملکرد سیب زمینی دارند. ولی گاهی کاربرد بی رویه ی کودهای شیمیایی دشواری های زیستی و بهداشتی فراوانی را به دنبال دارد. ریزجانداران سودمند خاک می توانند کارایی ویژه ای در بهبود رشد گیاه، برداشت فراورده های کشاورزی و در پی آن کاهش هزینه های آن داشته باشند. چگونگی (کیفیت) خاک، افزون بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی، پیوند نزدیکی با ویژگی های زیستی آن دارد. این پژوهش با هدف بررسی کاربرد 10 سویه باکتری گشاینده ی (حل کننده) پتاسیم، فسفر و آهن و کود زیستی پتابارور بر شاخص های رشد سیب زمینی رقم جیلی و فراورده ی بهداشتی تر آن انجام گردید.
مواد و روش هااین پژوهش در سال 1398 در گلخانه ی مرکز تحقیقات کشاورزی همدان با طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارها 10 جدایه باکتری شناسایی شده ی حل کننده پتاسیم، فسفر و آهن ، یک کودزیستی پتابارور و یک تیمار گواه (شاهد) آزمایش (بدون کود زیستی یا باکتری) بود. ویژگی های اندازه گیری شده، وزن تر غده، تعداد غده، کارکرد بیولوژیک، ارتفاع بوته، وزن خشک ریشه، وزن خشک اندام هوایی، درصد ماده خشک، غلظت فسفر، پتاسیم، آهن و روی در ریشه، اندام هوایی، غده و خاک بود.
یافته هانتایج نشان داد که کاربرد باکتری های حل کننده پتاسیم، فسفر و آهن به گونه ی معنی داری موجب افزایش ویژگی های رشد گیاه سیب زمینی و همچنین افزایش جذب عناصر فسفر، پتاسیم، آهن و روی در گیاه شد. در این پژوهش کاراترین باکتری، سودوموناس فردریک برجینسکی بود که در بیشترشاخص های رشد گیاه و جذب عناصر توانمندتر از سایر باکتری ها بود. وزن خشک ریشه در تیمار با این باکتری 66/16 گرم بر گلدان شد که در برابر شاهد آزمایش 92/103 درصد افزایش نشان داد. بیشترین افزایش وزن خشک اندام هوایی درتیمار با این باکتری 47 گرم بر گلدان شد که افزایش 88 درصدی نسبت به شاهد آزمایش نشان داد. درمایه-زنی با این باکتری غلظت روی در ریشه، غلظت فسفر، پتاسیم، آهن و روی در اندام هوایی، به ترتیب 034/0، 666/6، 16/333، 460/0، 041/0 میلی گرم بر گرم بود که تفاوت معنی دار با شاهد آزمایش و سایر تیمارها داشت. ناکارامدترین باکتری ها در این پژوهش، باکتری های بریوندیموناسویسکولاریس و انتروباکتر لویدجی بودند.
نتیجه گیرییافته های این پژوهش نشان داد که کاربرد باکتری های حل کننده پتاسیم به عنوان کود زیستی توانایی بهبود رشد گیاه و افزایش کارکرد آن را دارد و می توان گفت کاربرد کودهای زیستی در کنار کودهای شیمیایی می تواند در کاهش آلودگی های زیست محیطی و کاهش هزینه ها سودمند باشد.
کلید واژگان: واژه های کلیدی: کود زیستی, کارکرد سیب زمینی, باکتری های حل کننده پتاسیم, پتابارورBackground and purposePotato is the fifth agricultural crop in the world that is an origin of carbohydrates, proteins and essential amino acids for humans. Agricultural inputs have special performance in increasing the quality and quantity of potatoes. But, the excessive use of chemical fertilizers sometimes leads to many health and biological problems. Useful soil microorganisms can have special efficiency in improving plant growth, harvesting agricultural products and subsequently reducing its costs. In addition to physical and chemical properties, soil condition is closely related to its biological properties. The aim of this study was to investigate the application of 10 strains of potassium, phosphorus and iron solubilizing bacteria on the growth parameters of Geely potato cultivar and to produce Geely’s healthier product.
Materials and methodsThe research was done in the greenhouse of Hamadan Agricultural Research Center in 1398. It was conducted in a completely randomized design with three replications. The treatments included 10 identified potassium, phosphorus and iron solubilizing bacteria, 1 Potabarvar biofertilizer and 1 control treatment (without any biofertilizer and bacteria). The measured traits were tuber wet weight, number of tubers, biological production, plant height, root dry weight, shoot dry weight, dry matter percentage, concentrations of phosphorus, potassium, iron and zinc in roots, shoots, tubers and soil.
ResultsThe results showed that the application of potassium, phosphorus and iron solubilizing bacteria increased the growth parameters of the potato plants, the uptake of phosphorus, potassium, iron and zinc by potatoes significantly. The most efficient bacterium in this study was Pseudomonas frederiksbergensis that was more potent than other bacteria for most plant growth parameters and nutrient uptake . For this treatment, root dry weight was obtained 17.66 g/pot, which was 103.92% higher than the control. By the treatment with this bacterium, the maximum shoot dry weight was 47 g/pot which was 88% higher than the control. The concentrations of zinc in roots, and phosphorus, potassium, iron and zinc in shoots, that were obtained from inoculation with Pseudomonas frederiksbergensis, were 0.034, 6.666, 333.16, 460, 0.041, 3.86, 24.20 mg/kg, respectively; These values showed significant differences with the control and other treatments. In this study, Enterobacter ludwigii and Brevundimonas vesicularis were the most inefficient bacteria.
ConclusionThe results of the study showed that application of potassium solubilizing bacteria as biofertilizers can improve plant growth and increase its performance. It can be said that the use of biofertilizers along with chemical fertilizers might be helpful to reduce environmental pollution and to decrease costs.
Keywords: Biofertilizer, Potabarvar, Potassium solubilizing bacteria, Potato performance -
پس از نیتروژن، فسفر پرکاربردترین عنصر برای رشد زایشی و رویشی گیاه بوده و در فرآیندهای زیستی جانداران کارایی ویژه دارد. هر چند فراوانی فسفر در خاک ها بالا بوده ولی ریخت فراهم آن برای گیاه بسیار ناچیز است. بنابراین بهره گیری از شیوه های زیستی برای افزایش زیست فراهمی آن بسیار سودمند است. در این پژوهش از 15 جدایه قارچ های درون زی میکوریزمانند، برای افزایش گشایش فسفر از کانی فسفریت (پنج گرم بر لیتر) در دو کشتگاه بهبود یافته پیکووسکایا با دو اندازه از خاستگاه کربن (گلوکز یک و هفت درصد) در چهار زمان و در سه تکرار استفاده شد. بررسی داده ها نشان داد که رهاسازی فسفر و کلسیم با کاهش pH کشتگاه آبکی همراه بوده و قارچ ها کارکرد بیش تری در کشتگاه دارای گلوکز هفت درصد داشته اند. هر 15 جدایه ی قارچ ها توان رهاسازی فسفر را داشته اند ولی بیش ترین اندازه رهاسازی فسفر به ترتیب با گونه هایAspergillus terreus ،Aspergillus calidoustus ، Alternaria consortialis و Alternaria botrytis در غلظت هفت درصد گلوکز به دست آمد که به ترتیب در روز سی ام نمونه برداری برابر 56/339، 19/334، 61/335 و 67/334 میلی گرم بر لیتر بود. هم چنین بیش ترین اندازه کلسیم آزادشده در کشتگاه با گلوکز هفت درصد در تیمارهای Aspergillus terreus و Aspergillus calidoustus به ترتیب 36/423 و 36/403 میلی گرم بر لیتر به دست آمد. ولی بیش ترین رسانندگی الکتریکی در کشتگاه با هفت درصدگلوکز نیز در کشت Alternaria botrytis به دست آمد که در روز سی ام برابر با 01/3 دسی زیمنس بر متر بود. در کشت همه قارچ ها اندازه کلسیم محلول و رسانندگی الکتریکی کشتگاه در بازه 30 روزه روند افزایشی داشت. کم ترین اندازه فسفر درون هیف قارچ ها در کشتگاه هفت درصد به ترتیب در تیمارهای consortialis Alternariaو GiberllathapsinaوAlternariabotrytis بود. این پژوهش نشان از شیوه های گوناگون قارچ های کارای میکوریزمانند و درون زی در گشایش کانی ها و افزایش زیست فراهمی عناصر خوراکی گیاه در خاک داشته که می توانند در ساخت کودهای زیستی استفاده شوند.کلید واژگان: فسفر کانی, قارچ های اندوفیت, کودهای بیولوژیک, میکوریزمانندPhosphorus is the most widely used element for plant growth and development after nitrogen. Although the phosphorus content is high in soils, its bioavailability for plants is very low. Therefore, using biological methods to increase its bioavailability is very beneficial. In this study, 15 isolates of plant endophytic mycorrhiza-like fungi were used to increase phosphorus bioavailability in two soil phosphorite (5 g.L-1) modified Pikovskaya culture media with two concentrations of organic carbon (1% and 7% glucose) in three replications and sampled in four times. Analysis of the data showed that the release of phosphorus and calcium was associated with the reduction in pH of culture media. All fungi have the ability to release phosphorus and the ability of fungi was significantly higher in the 7% glucose concentration. The highest amount of solubilized phosphorus was obtained with inoculation of Aspergillus terreus, Aspergillus calidoustus, and Alternaria botrytis in the modified Pikovskaya culture medium with 7% glucose. The solubilized P concentration in 30th day of incubation was equal to 339.56, 334.19 and 334.64 mg L-1 respectively. Also, the highest amount of the dissolved calcium in the medium with 7% glucose in Aspergillus terreus and Aspergillus calidoustus treatments was 423.36 and 403.36 mg L-1 respectively. However, the highest electrical conductivity in the medium with 7% glucose was obtained in the cultivation of Alternaria botrytis, which was equal to 3.01 dS m-1 in 30th day of incubation. The amount of the dissolved calcium and the electrical conductivity increased continuously over a period of time for thirty days. This may dependent on the pH reduction and mineral P solubilization by fungi. The analysis of biomass P in fungal hyphae showed that the fungi with lower ability in P release in solution had higher biomass P. The highest pH and biomass P was measured in the Penicilium sp. culture medium with the lowest EC and solubilized Ca. The lowest amount biomass P in 7% glucose in Alternaria botrytis, Giberlla thapsina and Alternaria consortialis treatments. This study revealed that mycorrhiza-like fungi had different methods in release of phosphorus from minerals and increase of P bioavailability in soil that can be used in the production of biofertilizers.Keywords: Biological fertilizers, Endophytic mycorrhiza-like fungi, Phosphorus mineral
-
در این پژوهش پیامد شیوه های گوناگون کاربرد پادزیست های پرکاربرد در کشاورزی (جنتامایسین، اکسی تتراسایکلین و پنی سیلین) در میزان های گوناگون بر شناسه های رشد اندام هوایی و ریشه ای گیاه نخود (Cicer arientum L.)، و شمار گره ریزوبیومی و فراوانی همه باکتری ها، همه قارچ ها و باکتری های روده ای در خاک پیرامون ریشه گیاه پس از 60- روز رشد در گلخانه با طرح اسپلیت-پلات ارزیابی شد. کاربرد پادزیست ها، حتی جنتامایسین مایه افزایش وزن خشک اندام هوایی گیاه در برابر گواه شد و کم ترین میزان برابر 98/0 گرم در گلدان در تیمار بدون پادزیست دیده شد. وزن خشک ریشه در کاربرد پنی سیلین به ویژه در میزان بالا بیش ترین بود (1/1 گرم در گلدان) و در کاربرد جنتامایسین به ویژه به شیوه بذرمال کم ترین (48/0 گرم در گلدان) بود. به طورکلی، کاربرد پادزیست ها مایه کاهش نسبت وزن خشک ریشه به اندام هوایی در برابر گواه آزمایش شد. کاربرد همه پادزیست ها در برابر گواه مایه افزایش شمار باکتری های خاک گلدان پس از 60 روز شد. افزایش میزان کاربرد پادزیست های جنتامایسین و پنی سیلین شمار گره ریشه نخود را به دنبال هم به میزان 8/78 و 7/59 درصد کاهش داد. کاربرد پادزیست ها به گونه بذرمال بیش ترین پیامد بد بر شناسه های رشدی گیاه نخود و هم چنین شمار گره های ریزوبیومی در ریشه گیاه داشت. به طورکلی، پیامدهای پادزیست ها بر فراوانی ریزجانداران خاک و رشد گیاه به گونه پادزیست و شیوه کاربرد آن بستگی دارد.کلید واژگان: اکسی تتراسایکلین, بذرمال, برگپاشی, پنی سیلین, جنتامایسین, ریزجانداران خاکThe present study evaluates the effect of various application methods of mostly applied antibiotics in agriculture (gentamicin, oxytetracycline, penicillin) at different concentrations on root and shoot growth indices and number of rhizobial nodules of chickpea plant and the count of total bacteria, fungi, and coliforms in the soil around the plant root after a growth period of 60 days in greenhouse as a split-plot design. Application of antibiotics, even gentamicin, raises plant shoot dry weight, compared to the control, with the lowest weight of 0.98 g/pot observed in the control (without antibiotic). Root dry weight in penicillin-applied treatments, especially at higher concentrations has been the highest (1.1 g/pot), and the lowest in gentamicin-applied treatments, especially when applied as seed coating (0.48 g/pot). In total, antibiotic application decreases the root to shoot ratio compared to the control. Application of all antibiotics increase soil bacterial count in the pots after 60 days in comparison with the control. Also, increasing the concentration of gentamicin and penicillin, decreases plant root nodule number by 78.8% and 59.7%, respectively. Overall, the effect of antibiotics on soil microbial count and plant growth depends on antibiotic type and application method.Keywords: Foliar Application, gentamicin, Oxytetracycline, Penicillin, seed coating, soil microorganisms
-
سابقه و هدف:
نزدیک 98 درصد پتاسیم خاک به ریخت کانی هایی است که برای گیاهان فراهم نمی باشد. از سوی دیگر، کاربرد پیوسته ی کودهای شیمیایی دارای پیامدهای ناخواسته برای زیستگاه های گوناگون است. ریزجانداران اسیدزا می توانند سیلیکات های کانی دارای پتاسیم را دگرگون کرده و پتاسیم فراهم برای گیاهان رها کنند. این پژوهش با هدف جداسازی و شناسایی باکتری های گشاینده ی پتاسیم ، فسفر و آهن از خاک پیرامون ریشه های سیب زمینی از کانی های آن ها (سیلیکات های پتاسیم، تری کلسیم فسفات و هماتیت) با هدف ساخت کود زیستی از باکتری های افزاینده رشد گیاه انجام شد.
مواد وروش هاباکتری های گشاینده ی پتاسیم از خاک پیرامون ریشه های سیب زمینی جداسازی شدند. جدایه ها برای بررسی توان رها سازی پتاسیم از سه کانی بیوتیت، موسکویت و فلدسپات پتاسیم به گونه کیفی با کشت نقطه ای و بر پایه پیدایش هاله روشن ، و یا دگرش رنگ کشتگاه الکساندروف ، گزینش شدند. سپس برای برآورد توان کمی جدایه ها در رها سازی پتاسیم، آن ها در کشتگاه آبکی الکساندروف کشت شد. برای بررسی توان گشایش کانی تری کلسیم فسفات جدایه ها همانند بالا ولی از کشتگاه پیکوفسکیا بهره گیری شد. برای ارزیابی توان گشایش آهن نیز از کشتگاه پیکوفسکیای بهبود یافته با کانی هماتیت بهره گیری شد. این پژوهش برای رهاسازی پتاسیم به گونه آزمایش فاکتوریل با طرح کاملا تصادفی انجام شد که در آن گونه کانی بکار رفته در سه سطح (موسکویت، بیوتیت و فلدسپات پتاسیم) فاکتور نخست و 30 جدایه باکتری فاکتور دوم بود. برای رهاسازی فسفر و آهن طرح کاملا تصادفی بود و تنها توان 30 جدایه با کاربرد یک کانی(تری کلسیم فسفات یا هماتیت) آزمون شد. آنالیزهای آماری با نرم افزار SAS انجام شد. جدایه ها، با بهره گیری از روش های ریخت شناسی، آزمون بیوشیمیایی و مولکولی بررسی و شناسایی شدند. سپس 10 جدایه برتر شناسایی شده و آزمون های توان، افزایندگی رشد گیاه در آنها آزمون شد.
یافته هااز 30 جدایه با توان رهاسازی پتاسیم، فسفر و آهن، 10 جدایه ی برتر جداسازی و شناسایی گردیدند. بررسی های فلیم فتومتری نشان داد که پتاسیم رها شده با جدایه ها در کشتگاه دارای بیوتیت میان 18/647 میلی گرم بر کیلوگرم در کشت شاهد تا 16/5416 میلی گرم بر کیلوگرم در کشت جدایه 10 و در کشتگاه دارای موسکویت دار میان68/148میلی گرم بر کیلوگرم در جدایه شماره 21 تا 36/2026 میلی گرم بر کیلوگرم در جدایه شماره 10 و در کشتگاه دارای فلدسپات پتاسیم میان 76/132 در کشت جدایه 7 تا 88/534 میلی گرم بر کیلو گرم در کشت جدایه 19 بود. اندازه فسفر گشوده شده از کانی تری کلسیم فسفات میان 85/3582 میلی گرم بر کیلوگرم در کشت شاهد تا 42/37011 میلی گرم بر کیلوگرم در کشت جدایه 25 بود. اندازه آهن گشوده شده از کانی هماتیت میان 830 میلی گرم بر کیلوگرم در کشت جدایه 33 تا 66/2661 میلی گرم بر کیلوگرم در کشت جدایه 4 بود. رهاسازی پتاسیم در این پژوهش از کانی بیوتیت بیشترین اندازه و از کانی فلدسپات پتاسیم کمترین اندازه را داشت. بررسی pH کشتگاه نشان داد که همبستگی بالایی میان اسیدزایی باکتری و توان آنها در گشایش کانی ها است.
نتیجه گیری10 جدایه ی برتر از باکتری های گشاینده ی پتاسیم، فسفر و آهن از خاک پیرامون ریشه های سیب زمینی جداسازی و شناسایی شدند و از میان آن ها باکتری های شماره 2 و 10 که با نام های Acinetobacter pittii و Pseudomonas frederiksbergensis شناسایی شدند. این جدایه ها افزون بر توان بالای گشایندگی پتاسیم، فسفر و آهن در دیگر ویژگی های باکتری های PGPR مانند: ساخت اکسین، سایدروفور، مهار قارچ های بیماریزای سیب زمینی نیز توانا بودند. بهره گیری از این باکتری های جداشده در ساخت کودهای زیستی برای افزایش زیست فراهمی پتاسیم، فسفر و آهن برای گیاه و بهبود رشد و بازدهی گیاهان کشاورزی به ویژه سیب زمینی پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: باکتری های, گشاینده ی, پتاسیم, کود زیستیBackground and ObjectivesAbout 98 % of the soil's potassium is in the form of minerals that are not available to plants. On the other hand, the continues use of fertilizers has unintended consequences for different habitats. Acid producing microorganisms can transform silicate minerals that contain potassium and release available potassium for plants. The aim of this study was to isolate and identify potassium, phosphorus and iron solubilizing bacteria from the minerals of these elements (potassium silicate, tricalcium phosphate, and hematite) from the soil around potato roots in order to make biofertilizers from plant growth-promoting bacteria.
Materials and MethodsPotassium solubilizing bacteria were isolated from the soil around potato roots. The isolates were tested and selected in terms of their ability to release potassium from three minerals (biotite, muscovite, and feldspar potassium) qualitatively by spot cultivation based on the emergence of the halo (Halo method) or changing the color of Aleksandrov medium. Then, to estimate the ability of the isolates for releasing potassium, they were cultured in Aleksandrov liquid medium. To investigate the ability for solubilizing t minerals,ricalcium phosphate the isolates were cultured in the same way as described above, but in the Pikovskaya medium. To investigate the ability for solubilizing iron, the modified Pikovskaya medium with hematite mineral was used. This study was performed by a completely randomized factorial design, in which, the minerals used in three levels (muscovite, biotite and feldspar potassium) were the first factor and 30 bacterial isolates were the second factor to release potassium. To analyze the release of phosphorus and iron, a completely randomized design was used and only the ability of 30 isolates for solubilizing of one mineral (tricalcium phosphate or hematite) was tested separately. Statistical analysis was performed with SAS software. Isolates were examined and identified using morphological, biochemical and molecular tests. Then, 10 superior isolates were identified and the plant growth promoting ability tests were performed on them.
ResultsAmong 30 isolates, 10 top isolates were separated and identified for potassium, phosphorus and iron releasing ability. Flame photometric studies showed that the amount of potassium released by the isolates in the medium containing biotite was 647.18 mg/kg from control to 5416.16 mg/kg from number 10, in the medium containing muscovite was 148.68mg/kg from number21 to 2026.36 mg/kg from number 10, and in the medium containing potassium feldspar was 132.76 from number 7 to 534.88 mg/kg from number 19. The amount of phosphorus released by the isolates was 3582.85 mg/kg from control to 37011.42 mg/kg from number 25 and the amount of iron was 830.00 mg/kg from number 33 to 2661.66 mg/kg from number 4. In this study the released potassium from biotite and feldspar minerals by bacterial isolates was the highest and the lowest one, respectively. There was a high correlation between bacterial acid production and solubilizing minerals ability.
Conclusion10 top isolates were separated and identified from the soil around potato roots based on evaluating potassium, phosphorus and iron releasing ability. In addition to being potent for releasing potassium, these isolates were also capable of producing auxin and siderophores, and also inhibiting pathogenic fungi (which are characteristics of PGPR bacteria). It is suggested to utilize these isolated bacteria in the production of biofertilizers to increase the bioavailability of potassium, phosphorus and iron for plants and to improve the growth and productivity of crops, especially potatoes.
Keywords: Potassium, Solubilizing, Bacteria, Biofertilizer -
مقدمه و هدف
پادزیست های دامپزشکی از راه کاربرد در دامپروری و کودهای جانوری به زمین های کشاورزی می رسند که این زمین ها می توانند خاستگاه پخش آن در زیستگاه های آبی و خاک باشد. در پی افزایش کاربرد پادزیست ها در کشور ، هدف پژوهش کنونی شناخت و ارزیابی پیامد رها شدن پادزیست های پرکاربرد در خاک (با و بدون بهسازهای آلی و کانی)، بر کارایی آنزیم های برون یاخته ای فسفاتاز قلیایی و اوره آز و شناسه های پایداری و بازگشت پذیری آنها و همچنین شناسه چگونگی زیستی خاک در یک بازه زمانی 90-روزه بوده است.
مواد و روش ها:
در این پژوهش پیامد رها شدن پادزیست های پرکاربرد در خاک (جنتامایسین، اکسی تتراسایکلین و پنی سیلین) در اندازه های گوناگون (50، 100 و 200 میلی گرم بر کیلوگرم خاک خشک) با و بدون بهسازهای آلی و کانی (کود گاوی، بیوچار و نانوزیولیت) بر کارایی آنزیم های فسفاتاز قلیایی و اوره آز خاک و شناسه های پایداری و بازگشت پذیری آنها و همچنین شناسه چگونگی کارایی آنزیم های خاک در سه بازه زمانی 7-1، 30-7 و 90-30 روز در زمان گرماگذاری 90-روزه با طرح اسپلیت-فاکتوریل ارزیابی شد.
یافته ها:
در خاک بدون بهساز، کاربرد پادزیست جنتامایسین با اندازه 200 میلی گرم بر کیلوگرم مایه کاهش 9/68 درصدی کارایی آنزیم فسفاتاز قلیایی در برابر گواه (شاهد بدون کاربرد پادزیست) گردید، ولی اندازه کاهش کارایی آنزیم در خاک با دارای اکسی تتراسایکلین با اندازه 200 میلی گرم بر کیلوگرم و در تیمارهای گواه (بدون بهساز)، کاربرد بهساز کود گاوی، بیوچار و نانوزیولیت در برابر خاک بدون آن به ترتیب 5/17، 8/13، 5/17 و 16 درصد بود. کارایی آنزیم اوره آز در بازه زمانی 90-30 روز روند افزایشی داشته و بیشترین اندازه کارایی آنزیم در زمان انکوباسیون 90-روز اندازه گیری شد. برپایه یافته ها، پاسخ دهی آنزیم ها ناهمانند بود، به گونه ای که پادزیست پنی سیلین و اکسی تتراسایکلین پیامد بد چندانی بر کارایی آنزیم فسفاتاز قلیایی خاک نداشتند. از سوی دیگر جنتامایسین و اکسی تتراسایکلین در همه اندازه های بکاررفته پیامد چشم گیری بر کارایی آنزیم اوره آز خاک داشتند. با نگر به پاسخدهی بالای فسفاتاز قلیایی به پادزیست جنتامایسین، کاربرد بهسازها کارایی چندانی در بهبود شناسه پایداری این آنزیم در خاک های با کاربرد جنتامایسین نداشت و به همین ترتیب کاربرد بهسازها کارایی چندانی در بهبود شناسه پایداری آنزیم اوره آز در خاک های با کاربرد اکسی تتراسایکلین نداشت. یافته ها نشان می-دهند که با افزایش اندازه کاربرد پادزیست ها از اندازه بازگشت پذیری کارایی آنزیم ها کاسته شد و بیشترین بازگشت پذیری کارایی در اندازه کاربرد 50 میلی گرم بر کیلوگرم دیده شد. همچنین آنزیم اوریاز بیشترین بازگشت پذیری کارایی را در تیمارهای پنی سیلین و سپس جنتامایسین و در پایان در اکسی تتراسایکلین داشت.
نتیجه گیریاین پژوهش نشان داد که کاربرد بهسازها، بویژه کود گاوی و زغال زیستی آن، ویژگی خاک را بهبود بخشیده و توان پایداری ریزجانداران را در برابر پادزیست ها، هتا در اندازه های بالا را افزایش داد. پاسخدهی آنزیم ها ناهمانند بود، به گونه ای که پادزیست اکسی تتراسایکلین پیامد بد چندانی بر کارایی آنزیم فسفاتاز قلیایی خاک نداشت ولی پادزیست پنی سیلین پیامد چشم گیری بر کارایی آنزیم اوره آز خاک نداشت. روهم رفته این پژوهش نشان داد که کاربرد بهسازها می تواند از پیامد زهری پادزیست ها کاسته و مایه افزایش شناسه-های پایداری و بازگشت پذیری کارایی آنزیم های خاک و بهبود چگونگی کارایی آنزیم ها در خاک های تیمار شده با پادزیست گردد.
کلید واژگان: چگونگی خاک, فرآیندهای زیستی, پایداری پادزیستی, بیوچار, نانوزئولیتBackground and objectivesVeterinary antibiotics enter into agricultural soils through application in animal husbandry and manures where these soils could be the source of dissemination of antibiotics in soil and water habitats. Owing to increasing antibiotic applications in our country, the aim of present study was to understanding and evaluating the consequences of mostly applied antibiotics in soil (with and without organic and mineral conditioners) on extracellular enzymes activity, alkaline phosphatase and urease, and their resistance and resilience indices as well as mean soil enzyme activity, in a 90-day incubation period.
Materials and MethodsIn the present study, the impact of releasing mostly applied antibiotics in soil (control (without antibiotic), gentamicin, oxytetracycline and penicillin) at different concentrations (50, 100 and 200 mg/kg dry soil) with and without organic and mineral conditioners (manure, biochar and nano-zeolite) on efficiency of soil alkaline phosphatase and urease enzymes and their resistance and resilience indices as well as enzymes efficiency index at 1-7, 7-30 and 30-90 days of a 90-day incubation as split-factorial design in which soil conditioners were as main plots and antibiotics and their concentrations were secondary plots.
ResultsIn treatments without conditioner application, gentamicin at 200 mg/kg concentration caused 68.9 percent decrease in alkaline phosphatase efficiency compared to control (without antibiotic), however, decreasing enzyme activity in soil treated by 200 mg/kg oxytetracycline at control (without conditioner), application of manure, biochar and nano-zeolite compared to control (without antibiotic) was 17.5, 13.8, 17.5 and 16 percent, respectively. Urease enzyme efficiency at 30-90 days had an increasing trend and the highest enzyme activity recorded at this time period. Based on the results, measured enzymes had different responses, so that penicillin and oxytetracycline had not such a considerable impact of soil alkaline phosphatase activity. While, gentamicin and oxytetracycline at all applied concentrations, had significantly negative impact on soil urease activity. Considering the great responsivene of alkaline phosphatase to gentamicin antibiotic, application of soil conditioners had no significant efficiency in improving resistance of this enzyme in gentamicin treated soils. also, application of soil conditioners had no significant impact on increasing resistance index of urease enzyme in oxytetracycline applied soils. results show that increasing application amout of antibiotics caused decrease in soil enzymes activity and highest enzymes resilience observed in 50 mg/kg antibiotic concentration. Also results showed that urease enzyme had the highest resilience indec in penicillin application treatments followed by gentamicin and then oxytetracycline treatments.
ConclusionPresent study showed that application of conditioners, especially manure and its biochar improved soil properties and increased soil microorganisms’ resistance against antibiotics, even at higher concentrations. There was difference among responsiveness of studied enzymes, so that oxytetracycline had no significant impact on soil alkaline phosphatase activity, penicillin had no considerable effect on soil urease activity. Totally, the present study showed that application of soil conditioners could alleviate toxic impacts of antibiotics and result in increase in resistance and resilience indices of soil enzymes and improved enzymes activity and efficiency in antibiotic-treated soils.
Keywords: Soil quality, biological processes, Antibiotic resistance, Biochar, nano-zeolite -
فلزهای سنگین برای جانداران، به ویژه انسان، جانوران، گیاهان و ریز جانداران زیان آور می باشند. هدف از این پژوهش ارزیابی پیامد آلودگی خاک و گیاه بر فراوانی باکتری های درونزی یا اندوفیت گیاهان در دو جایگاه آلوده و نا آلوده بود. در آغاز از خاک های معدن سرب و زمین های کشاورزی پیرامون آن و همچنین از اندام های هوایی 8 گیاه رشد یافته در خاک های یادشده نمونه برداری شد. غلظت سرب، روی و کادمیوم در خاک و برگ گیاهان گرد آوری شده اندازه گیری و شمارش باکتری های درونزی کشت پذیر انجام شد. نتایج نشان داد که غلظت فلزهای سنگین در نمونه های برداشت شده از خاک معدن به اندازه چشم گیری بیش از خاک زمین کشاورزی بود. توان گیاهان در جذب فلزها بسیار ناهمانند بود و غلظت سرب به ترتیب در گیاهان پونه بالاترین و پیچک پایین ترین و غلظت روی در گیاهان شکرتیغال بالاترین و فرفیون پایین ترین اندازه بود. شمارش باکتری ها نشان داد که فراوانی باکتری ها در خاک ها و گیاهان رشد یافته در خاک های نا آلوده به فلزهای سنگین کم و در برابر آن ها در خاک ها و گیاهان رشد یافته در خاک های آلوده به اندازه چشم گیری کمتر است. در میان گیاهان رشد یافته در خاک های آلوده میانگین لگاریتم فراوانی باکتری ها کشت پذیر بر NA در گیاه زلف پیر بیشترین و باکتری های کشت پذیر بر EMB در گیاه پیچک بیشترین بود. روی هم رفته این پژوهش نشان داد که فراوانی و گوناگونی باکتری های درونزی بسیار وابسته به خاک و نیز گونه گیاهی بود و این یافته ها در برنامه ریزی و شناخت رفتار باکتری ها در بوم سازه ها بسیار سودمند می تواند باشد.
کلید واژگان: باکتری های اندوفیت, آلودگی خاک, کشتگاه, گیاه پونهHeavy metals are harmful to living cells, especially humans, animals, plants and microorganisms. The purpose of this study was evaluate the effect of soil and plant contamination on the abundance of endogenous bacteria or plants endophyte in two contaminated and non- contaminated soils. At the beginning, it was sampled from lead mining soils, the agricultural land around it and also from the aerial parts of the 8 plants grown in the soils mentioned. The concentrations of lead, zinc and cadmium were measured in the soil and leaves of the collected plants and counting of cultivated endogenous bacteria were performed. Investigation of soil and plant contamination showed that the concentration of heavy metals in samples taken from the mine soil is remarkably larger than the soil of agricultural land. The ability of plants to absorb metals was very different and the highest concentration of lead was observed in Mentha pulegium and the lowest was in convolvulus arvensis and the highest zinc concentrations was in Echinops echinatus and the lowest was in Euphorbia seguieriana Neck. The bacterial count showed that the abundance of bacteria in soils and plants grown in uncontaminated soils to heavy metals was low and against them in soils and plants grown in contaminated soils is considerably lower. Among the plants grown in contaminated soils, the average logarithm abundance of the bacteria cultivated on NA were the highest in the Senecio vulgaris and the cultivated bacteria on EMB were the most in the convolvulus arvensis.
Keywords: Soil Pollution, endophyte bacteria, Medium, Mentha pulegium -
کمبود مواد آلی در مزارع نیشکر جنوب خوزستان، استفاده از کودهای آلی را اجتناب ناپذیر کرده است. فیلتر کیک یک ماده آلی و از تولیدات جانبی کارخانه های نیشکر بوده و اخیرا به عنوان یک کود آلی بالقوه مورد توجه است. به منظور بررسی تاثیر فیلترکیک بر برخی از شاخص های کیفیت خاک، مطالعه ای در سال 1393 در مزارع شرکت کشت و صنعت هفت تپه خوزستان، در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تیمار و سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل زمین کشت نشده (بایر)، مزرعه نیشکر بدون فیلتر کیک و مزرعه نیشکر با فیلتر کیک (100 تن در هکتار، در دو سال پیاپی) می باشد. جرم مخصوص ظاهری، تخلخل، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها و میانگین هندسی قطر خاکدانه ها در عمق 0 تا 30 سانتی متری و کربن آلی، کربن فعال، ازت کل، فسفر زیست فراهم، پتاسیم زیست فراهم، فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی، تنفس پایه و تنفس برانگیخته در عمق های 0 تا 30 و 30 تا 60 سانتی متری در تیمارها مقایسه شدند. کاربرد فیلتر کیک باعث افزایش میزان کربن آلی (1/4 برابر)، فسفر زیست فراهم (4/7 برابر)، تنفس پایه (5/1 برابر) و تنفس برانگیخته (9/1 برابر)، آنزیم فسفاتاز (6/1 برابر)، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (8/2 برابر)، میانگین هندسی قطر خاکدانه ها (2/1 برابر) و کاهش وزن مخصوص ظاهری (84/0)، نسبت به تیمار بدون فیلتر کیک شد (001/0 > p). اثرات متقابل تیمارهای کودی و عمق نمونه برداری تنها بر روی کربن فعال و نیتروژن معنی دار بود و روی بقیه شاخص ها اختلاف معنی داری نشان نداد. بیشترین مقدار پتاسیم زیست فراهم را تیمار بایر (157میلی گرم بر کیلوگرم) داشت که با تیمار فیلتر کیک (135میلی گرم بر کیلوگرم) در یک گروه آماری قرار گرفتند. در مقابل، کاربرد فیلترکیک افزایش معنی داری در اندازه تخلخل کل خاک نسبت به تیمار بدون فیلتر کیک ایجاد نکرد. در کل، کاربرد کوتاه مدت فیلتر کیک در کشت نیشکر تاثیر مثبتی در بهبود کیفیت خاک داشت.کلید واژگان: بهساز آلی, کربن آلی, فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیاییThe application of organic amendments is vital for poor soils of sugarcane fields in south Khuzestan. Recently, filter cake which is a byproduct of sugarcane factories rich in nutrients has received attention as a potential organic amendment. Therefore, an experiment was conducted to study the effects of sugarcane filter cake on selected soil quality indices at Haft Tape agro-industrial complex in 2014. The experiment was carried out in a randomized complete block design with three treatments including: 1- uncultivated, 2- sugarcane field with 100 kg ha-1 filter cake application for two continuous years, and 3- sugarcane field without filter cake (control), and three replications. Soil bulk density (BD), porosity (Pt), mean weight diameter (MWD) and geometric mean diameter (GMD) of water stable aggregates were determined in surface layer (0-30 cm). Moreover, the same properties as well as total organic carbon (TOC), active carbon (AC), total nitrogen (TN), available phosphorus (P) and available potassium (K), basal (BR) and induced (IR) microbial respiration, and alkaline phosphatase enzyme activity (PE) were compared in surface (0-30 cm) and subsurface (30-60 cm) of different treatments. Filter cake application resulted in significant increase in TOC (4.1 folds), P (7.4 folds), BR (1.5 folds), IR (1.9 folds), PA (1.6 folds), MWD (2.8 folds) and GMD (1.2 folds), as well as a significant decrease in BD (0.84 folds) compared to the control. The interactions of treatments and soil depth were exclusively significant for AC and TN. Available K was highest in uncultivated field (157 mg kg-1) with no significant disparity compared to filter cake treatment (135 mg kg-1). Furthermore, no significant improvement was detected in soil total porosity with filter cake application. The results suggest that short-term application of sugarcane filter is beneficial for soil quality improvement.Keywords: Organic amendment, Organic carbon, alkaline phosphatase enzyme activity
-
Survival of enteropathogenic bacteria in soil is a key factor to control waterborne diseases. The significance of zeolite nanoparticles in comparison with natural size particles on the survival of Escherichia coli in soil was studied in sterile and unsterile conditions. The experimental mixtures prepared by adding zeolite and nanozeolite at levels of 0, 5, 15% w/w to a loam textural soil to obtain 100 gr mixtures. Mixtures inoculated by a nalidixic acid resistance Escherichia coli (E.coli NAR) at a rate of 106 cells gr-1 soil. Results showed that in the unsterile soils, adding 5% zeolite had no significant effect on the survival of bacteria in soil and 15% nanozeolite reduced bacteria survival in soil especially at initial days of inoculation (about 3 log-unit). While adding 15% zeolite and 5% nanozeolite had a significantly positive effect on bacteria's time need to reach the detection limit (td). Sterilization of soil mixtures significantly enhanced bacteria survival in all treatments. The highest value of td obtained in sterile soil amended with 15% zeolite (46 days). In sterile mixtures adding nanozeolite caused an increasing in bacteria population at initial days after inoculation (about 1-1.5 log-units). Decreasing in the size of natural zeolite particles to nanoscale had a negative effect on survival of the studied bacterium in unsterile mixtures and E.coli NAR survived more in zeolite amended mixtures. While this negative effect was not observed in sterile soil. These results clearly showed that competition is the main factor that controls enteropathogenic bacteria's survival in soil.
Keywords: Escherichia coli, Nanozeolite, Zeolite, Weibull survival model -
مطالعه شاخص های زیستی کیفیت خاک اهمیت و کاربرد زیادی در ارزیابی پایداری اکولوژیک بوم نظام های زراعی دارند. این آزمایش، با هدف بررسی تاثیر چهار ساله ی روش های مختلف خاک ورزی (بدون خاک ورزی، خاک ورزی حداقل و خاک ورزی مرسوم) در شرایط حضور و عدم حضور گیاه پوششی کلزا بر برخی شاخص های کیفیت خاک و عملکرد آفتابگردان در منطقه دستجرد همدان اجرا شد؛ آزمایش با آرایش فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. تمامی ویژگی های مورد بررسی شامل کربن آلی، فراهمی فسفر، تنفس میکروبی، فعالیت آنزیم فسفاتاز، فعالیت آنزیم پروتئاز و عملکرد دانه آفتابگردان به طور معنی داری (در سطح 1 درصد) تحت تاثیر تیمارهای خاک ورزی و گیاه پوششی قرار گرفتند، برهمکنش خاک ورزی و گیاه پوششی برای کربن آلی و آنزیم فسفاتاز در سطح 1 درصد معنی دار شد، اما برای دیگر شاخص-های مورد مطالعه معنی دار نبود. در تیمار خاک ورزی حداقل+گیاه پوششی میزان کربن آلی 5/2 و تنفس میکروبی 5/1 برابر نسبت به تیمار خاک ورزی مرسوم+بدون گیاه پوششی (شاهد) افزایش داشت؛ این افزایش برای سایر شاخص ها نیز مشاهده شد (فسفر فراهم 80 درصد، فعالیت آنزیم فسفاتاز 59 درصد، آنزیم پروتئاز 84 درصد و عملکرد دانه آفتابگردان 34 درصد). بعد از تیمار خاک ورزی حداقل+گیاه پوششی، در تیمار بدون خاک ورزی+گیاه پوششی بیش ترین مقدار شاخص های کیفیت خاک و عملکرد دانه اندازه گیری شد. اعمال تیمارهای خاک ورزی حداقل و کشت گیاه پوششی کلزا موجب افزایش ذخایر مواد آلی، فعالیت زیستی خاک و عملکرد دانه آفتابگردان گردید.کلید واژگان: کیفیت خاک, خاک ورزی, گیاه پوششی, فعالیت آنزیمی, تنفس میکروبیAssessing biological indicators of soil quality is crucial to evaluation of ecological sustainability of agroecosystem. This study aimed at assessing the effects of four years of different tillage practices (no tillage, minimum tillage and conventional tillage) with and without canola cover crop on selected biological indicators of soil quality and sunflower yield in Dastjerd, Hamedan; A randomized complete block design with factorial arrangement and three replications was conducted. All the measured properties, including soil organic carbon, available P, basal microbial respiration, protease and phosphatase activity and sunflower seed yield were significantly (PKeywords: soil quality, Tillage, Cover crop, Enzyme activity, Microbial respiration
-
مقدمهحشره کش های ارگانوفسفره نظیر کلروپیروفوس و دیازینون به طور گسترده ای برای کنترل حشرات خانگی، کشاورزی و امور دامپزشکی به کار می رود. این ترکیبات یک تهدید برای سلامتی عمومی و محیط زیست به شمار می روند. از طرف دیگر نرخ تجزیه پایینی دارند و بنابراین می توانند برای مدت طولانی در خاک باقی بمانند. یکی از مهمترین فاکتور هایی که سرنوشت آفت کش های ارگانوفسفره را در خاک و آب تعیین می کند تجزیه زیستی است. مواد و روش ها: دو باکتری تجزیه کننده دیازینون و کلروپیروفوس از خاک های آلوده به آفت کش ها جدا سازی شد. گونه های باکتری های جدا شده با استفاده 16S RNA ریبوزومی و آنالیز متیله کردن اسید های چرب شناسایی شدند.نتایجهمبستگی مثبتی بین رشد میکروبی و تجزیه دو ارگانوفسفات مشاهده شد. به طور متوسط گونه باکتری 1 و 2 به ترتیب 27/88 و 45/82 درصد از غلظت اولیه دیازینون و 07/81 و 35/88 درصد از غلظت ابتدایی کلروپیروفوس را در محیط کشت نمکی در طول 20 روز گرما گرماگذاری تجزیه کردند. گونه های باکتری های جداسازی شده با عنوانAcinetobacter وPseudomonasspشناسایی شدند. بالاترین میزان تجزیه دیازینون توسط باکتری Acinetobacter و بالاترین مقدار تجزیه کلروپیروفوس توسط Pseudomonas در محیط های کشت نمکی مشاهده شد. بحث و نتیجه گیری: جدایه های خالص باکتری ها از این دو سم به عنوان منبع کربن استفاده کردند. این باکتری ها بیشتر ترکیبات سمی را در طول 20 روز تجزیه کردند. بنابراین باکتری های جداسازی شده پتانسیل زیست پالایی را در خاک های آلوده به دیازینون و کلروپیروفوس دارند.کلید واژگان: تجزیه میکروبی, زیست پالایی, کلروپیروفوس, دیازینونIntroductionThe organophosphate insecticides such as chlorpyrifos and diazinon have been widely used to control insects in home, agriculture, and veterinary. These compounds are a threat to public health and the environment; on the other hand, they have low degradation rate and therefore can be stable for a long time in soil. A major factor determining the fate of organophosphate insecticides in soil and water is biodegradation.Materials and methodsTwo diazinon and chlorpyrifos degrading bacterial strains were isolated from pesticides contaminated soils. The isolated bacterial strains were identified by 16S ribosomal RNA gene and fatty acid methyl ester analysis.ResultsStrong correlation was seen between microbial growth and the two organophosphates degradation. On average, bacterial strain 1 and 2 degraded 88.27% and 82.45% of initial applied diazinon in medium and degraded 81.07% and 88.35 % of initial applied chlorpyrifos during 20 days, respectively. The isolated bacterial strains were identified as Acinetobacter and Pseudomonas sp. The highest diazinon degradation were found by Acinetobacter and the highest chlorpyrifos degradation were found by Pseudomonas when cultivated in the mineral salt medium. Discussion and conclusion: The identified pure bacterial strains utilized chlorpyrifos and diazinon as a source of carbon. They were able to degrade most of the parental molecule in 20 days. Therefore, the isolated bacterial strains may have the potential for use in the bioremediation of diazinon and chlorpyrifos-contaminated soils.Keywords: Bacterial Degradation, Bioremediation, Chlorpyrifos, Diazinon
-
در بومسازه های پر تنش همزیستی قارچ-ریشه پیامدهای خوبی بر رشد گیاه به همراه دارد. هدف از این پژوهش پیامد کاربرد قارچ های اندوفیت دیواره تاریک ، در برابر دو قارچ مایکوریز( گلوموس موسه آو گلوموس اینترارادیسز ) و پیریفورموسپورا ایندیکا بر گیاه اسپناج در حالت بی تنش و با تنش (گنجایش زراعی (FC ) و 50 درصد FC) بود. این پژوهش در گلخانه دانشگاه بوعلی سینا همدان در سال 95-1394 انجام شد. پس از مایه زنی گیاه اسپناج و سپری شدن دوره ی رشد رویشی در گلخانه (شش هفته)، گیاهان برداشت شدند و درصد همزیستی با ریشه، وزن تر و خشک، اندازه ی سبزینه و جذب برخی عناصر کم نیاز و پرنیاز بررسی شد. یافته های این پژوهش نشان داد که قارچ های مایه زنی شده به خوبی توانستند با ریشه های گیاه اسپناج همزیستی داشته باشد. بیشترین وزن تر با مایه زنی قارچ مایکوریز موسه آ(20 گرم بر گیاه) و بیشترین وزن خشک(1/4 گرم بر گیاه)، سبزینه(7/2 میلی گرم بر گرم وزن خشک برگ) و نسبت پتاسیم به سدیم (4/8 ) با مایه زنی قارچ دیواره تاریک کروولاریا به دست آمد، ولی اندازه ی فسفر در گیاهان مایه زنی شده با مایکوریز اینترارادیسز( 2/311 میلی گرم فسفر در 100 گرم وزن خشک گیاه) بیشتر از دیگر تیمارها بود. روهمرفته این پژوهش نشان داد که همزیستی قارچ های دیواره تاریک با گیاه اسپناج به اندازه ی همزیستی با مایکوریزا و قارچ پی.ایندیکا سودمند بود.کلید واژگان: پتاسیم, سالسولا, قارچ درونزی, ملانین, همزیستیIn highly stressed ecosystems, symbiosis between plants and has beneficial effects on plant growth. The objective of this study was the effects of two dark septate endophyt fungi against mycorrhizal (Glomus mussea and Glomus interaradices) and Piriformospora indica on Spinach growth in without and with drough stress (Field Capacity (FC) and 50% FC). This study was done at Bu- Ali sina university of Hamedan greenhouse (2015-2016). The percentage of root colonization, wet and dry weights, contents of chlorophyll and some of micro- and macronutrients have been analysed in some adult treated plants after six weeks. The colonization results showed that all studied fungi can effectively enter into spinach roots. Inoculation with Glomus mussea increased the wet weight (20 g/plant) of the plants. Also, some morphophysiological and physological properties such as dry weight (4.1 g/plant), chlorophyll content (2.7 mg/gwd) and potassium to sodium ratio (8.4) were increased when plants inoculated with Curvularia specifera. However, high phosphorus content (311.2 mg/100gwd) measured in plants that was inoculated with Glomus interaradices. Generally, this study shows dark septate endophyte could be benefical in grwoth of spinach as much as mycorrhizal and Piriformospora indica symbiosis.Keywords: Endophytic fungi, Melanin, Potassium, Salsola, Symbiosis
-
به منظور بررسی اثر میان مدت سیستم های مختلف خاک ورزی و گیاه پوششی خلر بر کیفیت خاک و علمکرد کدو، آزمایشی در قالب فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در یک دوره ی چهار ساله (1393-1390) در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه بوعلی سینا همدان اجرا گردید. فاکتور خاک ورزی در سه سطح شامل NT: بدون خاک ورزی (کاشت مستقیم بذر در زمین زراعی)، MT: خاک ورزی کمینه (شخم با چیزل + دیسک) و CT: خاک ورزی مرسوم (شخم با گاوآهن برگردان دار + دیسک)؛ و فاکتور گیاه پوششی در دو سطح شامل C1: گیاه پوششی لگوم (خلر) و C0: بدون گیاه پوششی بودند. نتایج نشان داد شاخص های کربن آلی کل، کربن فعال، تنفس پایه، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD)، کربن خاکدانه ای، جرم مخصوص ظاهری، تخلخل و همچنین عملکرد دانه کدو به طور معنی داری تحت تاثیر گیاه پوششی و خاک ورزی قرار گرفتند. مقدار کربن آلی خاک از 4/0 درصد در تیمار CT-C0 به حدود 7/0 درصد در تیمار NT-C1 افزایش داشت. در اکثر شاخص ها، بین خاک ورزی کمینه و بی خاک ورزی تفاوت معنی داری مشاهده نشد، مثلا بیشترین مقدار MWD (14/2 میلی متر) در تیمار NT-C1 مشاهده شد که با تیمار MT-C1 (56/1 میلی متر) تفاوت معنی داری نداشت؛ کم ترین مقدار این شاخص (48/0 میلی متر) در CT-C0 به دست آمد. همچنین بیشترین عملکرد دانه کدو تخمه کاغذی (g/m2 0/142) در تیمار MT-C1 به دست آمد که تفاوت معنی داری با تیمار NT-C1 نداشت و کمترین عملکرد دانه کدو (g/m2 3/115) در تیمار خاک ورزی مرسوم بدون گیاه پوششی مشاهده شد، اما با تیمارهای NT-C0، MT-C0 و CT-C1 در یک گروه آماری قرار گرفت. در نهایت، تیمار MT-C1 از نظر بهبود عملکرد گیاه و خصوصیات مختلف کیفیت خاک بهتر از تیمارهای دیگر بود اما تفاوت معنی داری با NT-C1 نداشت، به همین دلیل تیمارهای خاک ورزی های حفاظتی همراه با گیاه پوششی خلر به عنوان مناسب ترین رویکرد مدیریتی در بهبود خصوصیات کیفیت خاک و عملکرد گیاهی معرفی می شوند.کلید واژگان: بخش های کربن آلی, خاک ورزی حفاظتی, کشاورزی پایدار, همدانIntroductionSoil is a finite natural resource and non-renewable under agricultural production without implementation of sustainable management practices. Ecological sustainability of agroecosystems can be comparatively assessed by soil quality evaluation, which in turn is assessed by soil quality indices. Soil quality is the general term used to refer to the continued capacity of soil to function as a vital living system, within ecosystem and land-use boundaries, to sustain biological productivity, maintain the quality of air and water environments, and promote plant, animal, and human health. Conservation tillage and use of cover crops are some of the sustainable agriculture practices that can improve the soil quality by adding organic matter and nutrients, and by acting as scavengers to trap leftover nutrients that otherwise might leach out. Cover crops are used as ground cover, mulches, green manure, nurse crops, smother crops, and forage and food for animals or humans. Given the significant role of tillage practices and crop residue management in soil quality improvement and crop production, a four-year field experiment was conducted to determine selected soil quality indices and Cucurbitapepo yield under different tillage and legume cover crop managements in Hamadan.Materials And MethodsA four-year field experiment (2011-2014) was carried out at Bu-Ali Sina University experimental field in Dastjerd, Hamadan, as a factorial experiment in randomized complete block design with three replications. The area is located at 37 km of Hamadan, on 35◦ 01' N latitude and 48◦ 31' E langitude with 330 mm annual rainfall and 1690 m altitude. The treatments consisted of three levels of tillage practices (NT: no-till (direct seeding), MT: minimum tillage (chisel plowing disk) and CT: conventional tillage (moldboard plowing disk)) and two levels of cover cropping (C1: with legume cover crop (lathyrus sativus) and C0: without cover crop). These treatments were applied for four consecutive years in a way that lathyrus sativus as cover crop were planted in late winter for each year and returned to the soil surface with a trowel when 30% of the field was flowered. One week later, and prior to the cultivation of main crop, the mentioned tillage treatments were implemented. In the fourth year of the project,Cucurbita pepo was planted as the main crop. Soil and plant (Cucurbita pepo) were sampled early autumn (2014) and were analyzed for soil organic carbon, soil active carbon, macro and micro-aggregate carbon, mean weighted diameter of water stable aggregates, soil bulk density, basal microbial respiration and grain yield. Obtained data were analyzed using statistical software SAS 9.4 and the means were compared using LSD multiple range test at 5 percent level.Results And DiscussionThe results revealed that total organic carbon, active carbon, aggregate carbon, mean weighted diameter of water stable aggregates, bulk density, porosity and basal respiration were significantly affected by cover crop and tillage system so that the highest amount of these indicators were obtained in no-tillage system with cover crop treatment (NT-C1) and the lowest amounts were observed in the conventional tillage without cover crop (CT-C0). For instance, mean soil organic carbon increased from 0.4 percent in CT-C0 to about 0.7 percent in NT-C1. For majority of soil quality indices, no significant difference was observed between minimum and no-till; moreover, the application of cover crop in conventional tillage improved some aspects of soil quality. For instance, MWD was the highest (2.14 mm) in NT-C1, and was not significantly different with that of MT-C1 treatment. On the contrary, this index was significantly the lowest (0.48 mm) in CT-C0. The C. pepo grain yield was also significantly affected by tillage system, cover crop and their interactions. The highest grain yield (142.1 g.m¬-2) was obtained in MT-C1 treatment, which did not show significant difference with NT-C1 treatment. The lowest C. pepo grain yield (115.3 g.m¬-2) was observed in conventional tillage without cover crop (CT-C0) treatment, but it was in a same statistical group with NT-C0, MT-C0 and CT-C1 treatments. Cover crop increased organic carbon, active carbon, porosity, bulk density, microbial biomass activity and MWD by enhancing soil organic matter, probably; conservation tillage on its part further improved these effects by preventing the rapid decomposition of organic matter by reduced soil destruction, which eventually increased soil organic carbon, active carbon and production of stable aggregates.ConclusionsGenerally, after four years of applying different tillage practices and cover cropping, it was demonstrated that the integrated management of the conservation tillage (either no-tillage or minimum tillage) with legume cover cropping was the most appropriate management in the semi-arid region of Hamadan in view of selected soil quality indices and crop yield improvements.Keywords: Conservation tillage, Hamadan, Organic carbon fractions, Sustainable agriculture
-
نشریه زیست شناسی میکروبی، پیاپی 25 (بهار 1397)، صص 109 -125مقدمهباکتری های حل کننده فسفر با استفاده از سازوکارهایی به حل فسفات معدنی کمک و بخشی از فسفر محلول را در زیتوده خود جذب و بخش دیگر را در فاز محلول رها می کنند.
مواد و روشها: در پژوهش حاضر، توانایی حل فسفات 24 جدایه باکتری از جنس های ازتوباکتر، سودوموناس، ریزوبیوم، بیجرینکیا، کلبسیلا، اگروباکتریوم، اسفینگوموناس، میکروباکتریوم، اکروموباکتر و سیتروباکتر با بهره گیری از دو کانی تری کلسیم فسفات و سنگ فسفات در کشتگاه اسپربر مایع بررسی شد. این آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار انجام و سپس فسفر روشناور، فسفر زیتوده میکروبی و همه فسفر رهاشده از کانی ها اندازه گیری شدند.نتایجیافته ها نشان دادند که جدایه ها توانایی بیشتری برای انحلال فسفر از تری کلسیم فسفات در مقایسه با سنگ فسفات دارند. با کاهش اسیدیته، میزان فسفر حل شده افزایش (**775/0- r=) یافت و افزایش انحلال فسفر با افزایش رسانایی الکتریکی (**789/0r=) همراه بود. بیشترین میزان فسفر در بخش روشناور در کشت جنس های سودوموناس، ازتوباکتر و اگروباکتریوم دیده شد و بیشترین میزان فسفر زیتوده میکروبی را جدایه های اگروباکتریوم و سیتروباکتر داشتند. به هر حال، همه فسفر رهاشده از کانی ها (فسفر روشناور و زیتوده) در کشت اگروباکتریوم و سیتروباکتر (به ترتیب 4/527 و 8/460 میلی گرم بر لیتر) بیشتر بود. بیشترین درصد جذب زیستی (فسفر زیتوده به فسفر افزوده شده در کشتگاه) به ترتیب در کشت جدایه های Klebsiella sp. 4A-1 (44/44 درصد) و Agrobacterium sp. 22SP-1 (33/42 درصد) و بیشترین نسبت فسفر روشناور به فسفر زیتوده در کشت جدایه Pseudomonas sp. 35SP-2 و 47A1-3 Klebsiella sp. به ترتیب با اندازه های 13/3 و 91/2 در کشتگاه دارای تری کلسیم فسفات به دست آمد.
بحث و نتیجه گیری: در بیشتر پژوهش ها، بخش فسفر رهاشده بررسی و از فسفر زیتوده باکتری چشم پوشی می شود؛ فسفر زیتوده باکتری دوباره کانی می شود و در دسترس قرار می گیرد. نتایج پژوهش حاضر نشان دادند که بیشتر فسفر در زیتوده میکروبی قرار دارد.کلید واژگان: باکتری های حل کننده فسفات, تری کلسیم فسفات, سنگ فسفات, فسفر زیتوده میکروبی, فسفر روشناورIntroductionPhosphate solubilizing bacteria play roles in phosphate solubilizing from mineral sources. These bacteria with different mechanisms make it soluble, some parts of solubilized P were absorbed in their biomass and the other parts, released in the soluble form which can be used by other organisms.Materials And MethodsIn this study, 24 bacterial isolates belonged to different genera such as Azotobacter, Pseudomonas, Rhizobium, Beijerinckia, Klebsiella, Agrobacterium, Alcaligenes, Sphingomnas, Microbacterium and Citrobacter were examined to determine solubilized P from two sources of phosphate (TCP and RP) in Sperber medium. This research was carried out in a complementary random design with three replications. At the end of incubation time, solubilized P in supernatant, amount of P in biomass and total solubilized P were measured.ResultsThe results showed that isolates are efficient in solubilizing P from TCP than RP. By decreasing pH, solubilized P was increased (r=0.775, pDiscussion andConclusionIn most researches, solubilized P which is present in supernatant takes more attention but phosphorus in biomass is ignored which can be mineralized and available with a delay. This study showed that most parts of solubilized P were measured in microbial biomass. Hence, attention to this criterion could help us to select efficient PSB.Keywords: Phosphate solubilizing bacteria, Tricalcium phosphate, Rock phosphate, Phosphorus in biomass, Phosphorus in supernatant -
مقدمهفعالیت های کشاورزی یکی از راه های افزایش و پراکنش مقاومت پادزیستی در باکتری های بیماری زای انسانی هستند. از آنجا که پادزیست های گروه بتالاکتام بیشترین درصد پادزیست های استفاده شده در اکثر کشورها هستند، سنجش فراوانی ژن های بتالاکتاماز یکی از ملاک های بررسی گسترش مقاومت پادزیستی باکتری ها است. بنابراین در پژوهش حاضر، فراوانی باکتری های کشت پذیر دارای ژن bla-TEMدر خاک های با کاربری گوناگون آزمون شد.
مواد و روشها: تعداد 44 باکتری گرم مثبت و 34 باکتری گرم منفی از خاک های کشاورزی، چراگاه و معدن روی کشتگاه آگار مغذی جدا و برای ردیابی ژن bla-TEM با PCR بررسی شدند. سپس، توان مقاومت باکتری های bla+ به پادزیست ها با روش پخشیدگی دیسک با 7 دیسک آموکسی سیلین، آمپی سیلین، استرپتومایسین، ونکومایسین، تتراسایکلین، داکسی سایکلین و جنتامایسین بررسی شد. در پایان، 5 جدایه bla+ شناسایی شدند که به بیش از یک پادزیست مقاوم بودند. نتایجبیشترین فراوانی ژن های بتالاکتاماز در باکتری های گرم منفی و گرم مثبت چراگاه ها دیده شد. در کاربری های کشاورزی و معدن نیز درصد زیادی جدایه bla+ یافت شد که بسیاری از آنها از دید فنوتیپی نیز به آموکسی سیلین و آمپی سیلین مقاوم بودند. تعداد 5 جدایه دارای ژن بتالاکتاماز با مقاومت چندگانه به پادزیست ها شناسایی شدند که باکتری های جنس آمینوباکتر، اکروموباکتر، باسیلوس، بروی باسیلوس و برووندیموناس بودند.
بحث و نتیجه گیری: زیادبودن شمار باکتری های دارای ژن های بتالاکتاماز در همه کاربری ها ممکن است به دلیل کارکردهای دیگر این ژن ها مانند دفع ترکیبات سمی نظیر فلزهای سنگین از زیستگاه آلوده باشد. حساسیت فنوتیپی برخی جدایه ها که ژن های مقاومت به آموکسی سیلین کلاولانیک اسید در آنها شناسایی شد، به درجه های گوناگون مقاومت ژن ها در برابر پادزیست ها وابسته است. برخی باکتری های شناسایی شده از جنس های بیماری زا بودند و وجود این باکتری ها در خاک ها و سرایت آنها به گیاه موجب آسیب به سلامت گیاه می شود. همچنین فراوانی باکتری های دارای ژن های بتالاکتاماز در خاک های کشاوررزی، ناکارامدی روزافزون پادزیست های بتالاکتام را نشان داد.کلید واژگان: ژن بتالاکتاماز, مقاومت پادزیستی, خاک های معدنIntroductionGrowing evidence exists that agriculture affects antibiotic resistance in human pathogens. Beta-lactam antibiotics are the most commonly used antimicrobial agents in many countries. The abundance of beta-lactamase encoding genes can be used as an indicator of antibiotic resistance in the environment. So, to determine the beta-lactamase resistance genes, the abundance of culturable bacteria having bla-TEM genesin the soils under different land uses wasexamined.Materials And Methods44 Gram-positive and 34 Gram-negative bacteria plated on nutrient agar were isolated from agricultural, pasture and mining soils and selected to study the presence of TEM-class gene using PCR amplification. Antibiotic sensitivity test of bla-TEM諊╪솫 done adopting the Kirby-Bauer disk diffusion method and antibiotic discs used were: ampicillin, amoxicillin, vancomicin, streptomycin, tetracycline and gentamicin. Finally, five multi-drug resistant and bla-TEM isolates were identified using universal primers.ResultsThe highest level of beta-lactamase genes was observed in the Gram-positive and Gram-negative isolates from the pasture soils. In the agricultural and mining soils, a high abundance of bla-TEM isolateswasfound which also showed resistance to beta-lactam antibiotics. The identified multi-drug resistant and bla-TEM isolates were from these genera: Achromobacter, Bacillus, Brevibacillus, Aminobacter and Brevundimonas.
Discussion andConclusionThe high number of bla-TEM bacteria in all the soils may be attributed to the other important feature of bla genes which is their capability to extrude toxic compounds like heavy metals in contaminated environments. Sensitivity of some bla-TEM bacteria to beta-lactam antibiotics was interesting. This result shows that bla-TEM genes confer resistance to beta-lactamase inhibitors in a different degree. Some of the identified isolates were pathogen. These pathogens in soils can transfer to plants and human which induce health problems. A high abundance of bla-TEM bacteria in the agricultural soil indicates the inefficiency of beta-lactam antibiotics.Keywords: Beta-lactamase gene, Antibiotic resistance, Mine soils -
به منظور بررسی تاثیر کودهای شیمیایی، زیستی و آلی و سطوح آبیاری بر برخی شاخص های رشد و عملکرد آفتابگردان، آزمایشی در سال 1394 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا، به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. تیمارها شامل دو سطح آبیاری بهینه و کم آبیاری (به ترتیب آبیاری پس از 60 و 120 میلی متر تبخیر تجمعی از تشتک تبخیر کلاس A) به عنوان کرت های اصلی و تیمارهای کودی شامل:1- عدم کاربرد کود (شاهد)، 2- کاربرد 100 درصد کود شیمیایی پیشنهاد شده (NP)، 3- ورمی کمپوست، 4- فسفونیتروکارا، 5- ورمی کمپوست+ فسفونیتروکارا، 6- ورمی کمپوست+ 50% کود شیمیایی پیشنهاد شده، 7- فسفو نیتروکارا+ 50% کود شیمیایی پیشنهاد شده، 8- ورمی کمپوست+ فسفونیتروکارا+ 50% کود شیمیایی پیشنهاد شده 9- 50% کود شیمیایی پیشنهاد شده به عنوان کرت های فرعی بود. کم آبیاری تمامی صفات مورد بررسی را به طور معنی داری کاهش داد. شاخص های رشد، غلظت کلروفیل و کاروتنوئید، عملکرد بیولوژیک، عملکرد و اجزای عملکرد دانه، روغن و پروتئین تحت تاثیر تیمارهای کودی در مقایسه با شاهد بدون مصرف کود، افزایش نشان دادند. عموما، در شرایط آبیاری بهینه حداکثر میزان صفات مذکور، در تیمار کاربرد کامل کود شیمیایی به دست آمد. اما در تنش کم آبیاری کودهای زیستی و آلی به ویژه تیمارهای ورمی کمپوست+ 50% کود شیمیایی و فسفونیتروکارا+ 50% کود شیمیایی از جایگاه بهتری نسبت به کاربرد کامل کود شیمیایی برخوردار بودند. به طور کلی، از مقایسه سطوح مختلف کودی می توان چنین نتیجه گیری کرد که کودهای زیستی و آلی در کنار مقادیر کاهش یافته کودهای شیمیایی می توانند نیازهای تغذیه ای آفتابگردان را به ویژه در شرایط کم آبیاری تامین نمایند.کلید واژگان: آفتابگردان, فسفونیتروکارا, کاروتنوئید, کلروفیل, ورمی کمپوستThe effect of chemical, biological and organic fertilizers and irrigation treatment on some growth indices and yield of sunflower (Helianthus annuus (L.) Var. Euroflour) were studied by a split-plot experiment based on randomized complete block design with three replications at Research Farm of Bu-Ali Sina University in 2015. Main plots consisted of two irrigation levels: optimum irrigation and deficit irrigation stress (irrigation after 60 and 120 mm evaporation from evaporation pan, class A, respectively) and sub-plots included of fertilizer treatments: 1- control (no fertilizer application), 2- full recommended dose of chemical fertilizers (NP), 3- vermicompost, 4- phospho-nitro kara, 5- vermicompost phospho nitro kara, 6- vermicompost ½ chemical fertilizers, 7- phospho nitro kara ½ chemical fertilizers, 8- vermicompost phospho nitro kara ½ chemical fertilizers, 9- ½ chemical fertilizers. Deficit irrigation reduced all traits, significantly. Growth indices, chlorophyll and carotenoid content, biological yield, seed, oil and protein yield increased as effected by fertilizer treatments. Generally, in optimum irrigation, maximum amount of mentioned traits were achieved in full dose of chemical fertilizers. But, in deficit irrigation treatment, biological and organic fertilizers, especially treatments of vermicompost ½ chemical fertilizers and phospho nitro kara ½ chemical fertilizers had the better rating than the full application of chemical fertilizers. In general, by comparing the studied fertilizers it could be concluded that bio and organic fertilizers with reduced doses of chemical fertilizers could provide sunflower nutritional needs, especially in deficit irrigation conditions.Keywords: Carotenoid, Chlorophyll, Phospho Nitro Kara, Sunflower, Vermicompost
-
کربن آلی خاک در اثر فرآیندهای چرخه ای نظیر ورود بقایای گیاهی و نوع پوشش گیاهی مستقر در آن دائما در تغییر است. به منظور بررسی تآثیر پوشش های گیاهی مختلف بر بخش های کربن آلی خاک، پنج تیپ گیاهی مرتعی شامل گندمیان، گون-بروموس، گون-جارو، گون-درمنه و گون-فرفیون در زیرحوضه های شاهد و حفاظت شده ی حوضه گنبد، و یک تیپ زراعی (گندم دیم)، در شرایط محیطی مشابه از نظر اقلیم کلان، مواد مادری و جهت شیب در همدان مطالعه شد. کربن آلی کل، ذخیره کربن، ذخیره کربن اصلاح شده با شن، کربن فعال، کربن فعال اصلاح شده با کربن، کربوهیدرات، کربوهیدرات اصلاح شده با کربن، تنفس پایه و تنفس پایه اصلاح شده با کربن در دو فصل پاییز و بهار در لایه خاک سطحی (15-0 سانتی متر) اندازه گیری شد. کربن آلی، ذخیره کربن، کربوهیدرات و تنفس پایه در تیپ های گون-بروموس و گون-درمنه به طور معنی داری بیشتر از دیگر تیپ ها بودند و کمترین مقدار این شاخص ها در تیپ های گندمیان و گندم دیم مشاهده شد. بیشترین و کمترین مقدار کربن فعال به ترتیب در تیپ گون-بروموس و تیپ گندم دیم (به ترتیب 7/711 و 6/262 میلی گرم بر کیلوگرم) مشاهده شد. کربوهیدرات اصلاح شده در تیپ گون-فرفیون به طور معنی داری کمتر از همه تیپ ها بود. اثر فصل بر تمام شاخص ها، به غیر از کربن فعال اصلاح شده، کربوهیدرات و تنفس پایه معنی دار بود. مقدار کربوهیدرات اصلاح شده بر خلاف دیگر شاخص ها، به طور معنی داری در فصل پاییز بیشتر از فصل بهار بود. در کل، نوع پوشش گیاهی و مدیریت زمین بیشترین تاثیر را بر شاخص های ذخیره کربن، کربن فعال و کربوهیدرات نشان داد.کلید واژگان: تنفس پایه, تیپ گیاهی, کربن فعال, کربوهیدرات, کیفیت خاکIntroductionSoil organic matter is influenced strongly by vegetation cover and management, therefore it is proposed as the main indicator of soil quality and health. The changes in soil organic matter status occur much more rapidly in the labile pools than in organic C. Thus, labile pools can be used as early indicators of changes in total organic matter that will become more obvious in the longer term here. In addition, the labile fraction has a disproportionately large effect on nutrient-supplying capacity and structural stability of soils. Land management as well as soil and environmental conditions lead to the deployment of different plant communities in rangeland ecosystems, which in turn may have different effects on soil quality indicators. The main objective of this research was to investigate the influence of different vegetation covers on the quantity and quality of soil organic carbon fractions in Gonbad experimental watershed, Hamadan. Moreover, the seasonal changes of selected soil carbon fractions were investigated.Materials And MethodsPaired Gonbad watershed in Hamedan consists of two sub-basins: in control sub-basin no grazing management is applied, while in protected sub-basin, grazing has been restricted to a very short period in late autumn since 2002. Average annual precipitation and average annual temperature in the area are 304.4 mm and 9.5 °C, respectively (5). The soil cover of the watershed consists of TypicCalcixerepts, TypicHaploxerepts and Lithic Xerorthents (9). Five different vegetation typesof which, grasses (G), Astragalus-Bromus (A-B), Astragalus-Artemisia (A-A), Astragalus-Lactuca (A-L) in protected sub-basin, and Astragalus-Euphorbia (A-E) in control sub-basin, were selected. In addition, a formerly cultivated hilly land outside the watershed, now under rainfed wheat farming (RW) was selected as a non-pasture vegetation type. All of the six vegetation types were similar in terms of soil parent materials and slope aspect.. Soil and plant sampling were conducted in mid-autumn 2012 (a), and late spring 2013 (s). Three plots (1*1 m2) were studied in each vegetation type. Total organic carbon (TOC), carbon stock (CS), carbon stock normalized with sand(CS/Sa), active carbon (AC), normalized active carbon (AC/TOC), soil carbohydrates (Ch), normalized carbohydrates (Ch/TOC), basal respiration (BR) and normalized basal respiration (BR/TOC) were measured in surface soils (0-15 cm). A factorial experimental design with two factors, vegetation type (6 levels) and time (2 levels), was conducted. Prior to statistical analysis, data were normalized, if required.Results And DiscussionTOC and CS contentswere significantly different between vegetation types. A-B and A-A had highest canopy cover, litter cover and species diversity. Species diversity in the rangeland ecosystems has direct effect on fodder production and soil organic carbon content. A-E site, despite its low TOC content, hadhigher CS/Sa (51.9 Mg/ha) due to higher amount of clay content, compared to A-A (43.1Mg/ha) with higher TOC content. The amount of AC andAC/TOC in different vegetation types is proportional to the amount of TOC, CS, total canopy, and the canopy and production of herbaceous species. AC content was significantly highest in A-B (711.7 mg/kg), and lowest in RW site(262.6 mg/kg). A-B site is rich in grass species with high amounts of readily decomposable root residues and exudates. The variation of carbohydrate contents in different vegetation types wasvery similar to that of total organic carbon, in that A-B and A-A exhibited the highest (5843 and 5258 mg/kg, respectively) and RW showed the lowest (1937 mg/kg) carbohydrate contents. The woody, not easily decomposible litters in A-A explainedthe high content of Ch/TOC (38.12%) in this site; low rate of humification entails increased soil carbohydrates. Ch/TOC was significantly lower in A-E than other covers. The highest BR andBR/TOC, were observed in A-B and A-A sites, mainly due to the high canopy cover, species richness,and soil organic matter. The lowest BR andBR/TOC were observed in A-E.Thesoil texture in this site was clay.The recirculation of organic matter in fine-textured soils is low because of organic materials protection from microbial decomposition. Total organic matter and labile organic carbon inputs werelower in A-L, A-E and G sites; this may explain the reduction of microbial activity in these vegetation types. Except for AC/TOC, Ch, and BR, seasonal changes of all other indicators were significant. Unlike other indicators, the content of Ch/TOC was significantly higher in autumn than spring.ConclusionVegetation types had significant effects on selected soil quality indicators, so that A-A and A-B sites exhibited the highest soil quality, mainly because of higher vegetation cover, litter, and plant diversity. RW, followed by A-E site, demonstrated the lowest soil quality due to the tillage practices and low plant residue inputs in the first case, and overgrazing of vegetation cover and litter in the second. Total soil organic carbon and active carbon were significantly higher in spring compared to autumn. Seasonal changes of basal microbial respiration and carbohydrates were not statistically significant.Keywords: Active carbon, Basal respiration, Carbohydrate, Soil quality, Vegetation type
-
مقدمهبررسی همزیستی میان قارچ های میکوریزی آربوسکولار و گیاهان دارویی بسیار مهم است. آگاهی درباره همزیستی گونه های گیاهان دارویی با قارچ های میکوریزی آربوسکولار در سرزمین های نیمه خشک ایران بسیار اندک است. این آگاهی می تواند دانش ما را درباره زیست شناسی و بوم شناسی این گونه گیاهان افزایش دهد.
مواد و روشها: برای بررسی همزیستی آریوسکولار میکوریزا در 48 گونه گیاهی دارویی (از 9 خانواده گیاهی) از رنگ آمیزی ریشه بهره گیری شد. خاک پیرامون ریشه هر یک از آن ها جداگانه برداشت شد و ویژگی هایی از آن که می تواند بر همزیستی میکوریزی آربوسکولار نقش داشته باشد، آزمایش شد. همچنین همبستگی ویژگی های گوناگون خاک که بر همزیستی میان گیاهان و قارچ های میکوریزی آربوسکولار و اسپورزایی آنها نقش دارند، بررسی شد.نتایجدر میان گیاهان بررسی شده گیاهان شاهی، کلم، شببو، خاکشیر، چغندر، اسپناج، پنیرک، قیچ لوبیایی و باباآدم بدون همزیستی میکوریز آربوسکولی در ریشه خود بودند. کلونیزاسیون ریشه و فراوانی اسپور در خاک پیرامون ریشه گیاهان خانواده های گوناگون ناهمانند بود، به گونه ای که در گیاهان چند ساله کمی بیشتر از گیاهان یک ساله بود. از میان ویژگی های گوناگون خاک، دانه بندی و فسفر فراهم آن بر پیدایش همزیستی و همچنین، بر فراوانی اسپورها در خاک پیامد نمایان تری داشتند.
بحث و نتیجه گیری: اگرچه همانند دیگر پژوهش ها، در بسیاری از گیاهان دارویی خانواده شببو همزیستی میکوریزی دیده نشد، ولی در میان گیاهان این خانواده گونه هایی یافت شد که دارای این همزیستی بودند. در گیاهان دارویی بررسی شده وابستگی فراوانی اسپور قارچ های میکوریزی به ویژگی های خاک بسیار بیشتر از وابستگی درصد میکوریزی شدن ریشه گیاه به ویژگی های خاک بود. افزایش درصد میکوریزی شدن ریشه گیاهان دارویی و فراوانی اسپور قارچ های میکوریزی با کاهش درصد رس و فسفر فراهم و با افزایش درصد شن خاک نشان می دهد که گیاهان برای رشد کردن در خاک های کم بارور و زیستگاه های دشوار بیشتر به این همزیستی وابسته هستند.کلید واژگان: آربوسکولار میکوریزا, کلونیزاسیون ریشه, گیاهان دارویی, ویژگی های خاکIntroductionThe study of symbiotic relationship between arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and medicinal plants is very important. Information about the symbiosis of medicinal plant species with AMF in the semi-arid regions of Iran is rare. This information allows increasing knowledge of the biology and ecology of these plant species.Materials And MethodsThe existence of AM symbiosis in 48 medicinal plant species (belonging to 9 families) was studied by root staining. Soil around the root of each species was sampled and analyzed for all soil properties which may be interrelated to AM symbiosis. The importance of different soil properties in AMF and plant biological relationship and the dependency of root colonization and spore formation by AMF on soil properties were statistically analyzed.ResultsAmong them Lepidium sativum, Brassica oleracea, Cheiranthus cheiri, Beta vulgaris, Spinacia oleracea, Malva sylvestris, Zygophyllum fabago, Arctium Lappa have not been colonized by AM fungi. Colonization and spore density of perennial plants were slightly higher than those of annual plants and were varied among different plant families. Soil texture and available phosphorous were the most important soil properties affecting fungal root colonization and spore numbers.
Discussion andConclusionAlthough in accordance with other researches, most of the medicinal plants from Brassicaceae family had no mycorrhizal symbiosis, a few of them had this type of symbiosis. Dependency of spore formation by AM fungi on soil properties was higher than dependency of root colonization percentage on soil properties. Increasing root colonization and spore numbers with increasing the percentage of sand and decreasing the percentage of clay and available phosphorous in soils show that plants are more depended on mycorrhizal symbiosis in hard environments and less productive soils.Keywords: Arbuscular mycorrhiza, Medicinal plants, Soil properties, Root colonization -
یکی از روش هایی که برای جداسازی فلزهای سنگین از زیستگاه های آبی استفاده می شود، جذب زیستی است. هدف این پژوهش، ارزیابی پیامد هوموسی شدن و توانایی ریزجانداران کاه گندم در جذب و نگهداری سرب از محیط های آبی بود. برای دستیابی به این هدف، کاه گندم در دمای آزمایشگاه و رطوبت 70 درصد برای هوموسی شدن نگهداری شد و در هر یک از روزهای 1، 20 و 60 ، نمونه هایی از آن برداشت شد و برخی از ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آن ها بررسی شد. سپس دو زیر نمونه سترون و ناسترون از آن آماده شد و همدماهای جذب سرب بر هر یک از مانده های نمونه برداری شده سترون و ناسترون با کاربرد غلظت های گوناگونی از سرب در محلول 001/0 نرمال نیترات سدیم در pH برابر 6 بررسی شد. از میان همدماهای جذب لانگمیر، فروندلیچ و تمکین تنها مدل تمکین بر داده های جذب سرب خوب برازش نشد. بیشترین گنجایش جذب سرب 36/63 و 41/108 میلی گرم بر گرم به ترتیب در نمونه کاه گندم تازه- سترون شده و کاه گندم هوموسی شده ناسترون براورد شد. درصد جذب سرب در بالاترین غلظت به کار رفته آن در نمونه های ناسترون کاه گندم در روزهای انکوباسیون 1، 20 و 60 به ترتیب برابر 21/32، 43 و 96/60 درصد بود. با پیشرفت هوموسی شدن کاه گندم ضریب های Kl ، n و Kf نیز افزایش یافت. همه فراسنجه های جذب سرب در کاه گندم ناسترون به اندازه چشمگیری بیشتر از نمونه های سترون شده بود و این نشان می دهد که ریزجانداران کاه توانایی بالایی در جذب سرب از محیط آبی دارند.کلید واژگان: کاه گندم, هوموسی شدن, سترون سازی, جذب زیستی سرب, همدماBiosorption is one of the methods used for the separation of heavy metals from aquatic environments. The objective of this study was to investigate wheat straw humification and the capability of its microorganisms for the biosorption of Pb from aqueous solutions. Wheat straw (3 solution (0.001 N) with different Pb concentrations at pH 6. Among the Langmuir, Freundlich, and Temkine models, only the latter failed to fit Pb adsorption data. The highest sorption capacities (qmax) were obtained by the Langmuir model for the humified and unsterile sample (108.41 mg g‒1) and the lowest was obtained for the fresh and sterile sample (63.36 mg g‒1). Lead adsorption increased significantly with incubation time and its highest values were recorded with unsterile straw samples taken on days 1, 20, and 60 which were equal to 32.21, 43, and 60.96%, respectively, for the highest Pb concentration. The Langmuir constant (Kl) and Freundlich constants (Kf and n) were significantly higher for the more humified wheat straw samples compared to those for raw straw. All the adsorption parameters recorded higher values with the unsterile wheat straw compared to the sterile one, indicating the ability of the microorganisms to adsorb Pb from aqueous solutions.Keywords: Wheat Straw, Humification, Sterilization, Lead Biosorption, Isotherm
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.