بخشی از مقاله
چکیده
سالانه مقادیر زیادی از سورفکتانتهااز طریق آبیاری مزارع وارد اکوسیستم خاک میشود در این تحقیق تأثیر سطوح مختلف سورفکتانت لوریل بنزن سولفونات - LBS - بر فراوانی باکتریهای گرم منفی در یک نمونه خاک بررسی شد . برای این منظور سطوح مختلف LBS شامل 0، 0/025، 0/05، 0/1، 0/5و ا درصد به گلدانهای حاوی 2 کیلوگرم خاک در 3 تکرار اعمال شد و به مدت 90 روز در رطوبت 65 تا 75 درصد ظرفیت مزرعه و دمای 25 درجه سلسیوس انکوباسیون گردید. فراوانی باکتریهای گرم منفی با کشت میکروبی در محیط کشت مخصوص باکتریهای گرم منفی - ائوزین متیلن بلو - و شمارش کلنی به دست آمد.طبق نتایج ، با افزایش غلظت LBS به بیش از 0/05، جمعیت باکتریهای گرم منفی حدود 73 درصد کاهش یافت. همچنین جمعیت باکتریهای گرم منفی در سطوح مختلفLBSدر سطح احتمال یک درصد اختلاف معنیدار داشت.
مقدمه
امروزه آلودگی خاک با آلایندههای آلی به یک موضوع مهم در سراسر جهان تبدیل شده است - زنگ و زو؛. - 2004 سورفکتانتها به دلیل استفاده گسترده در پاککنندهها، فرآیندهای صنعتی و فرمولاسیون آفتکشها به عنوان یکی از آلایندههای معمول خاک در نظر گرفته میشوند - جیا و اویانگ؛. - 2005 آلکیل بنزن سولفونات خطی - LAS - یک سورفکتانت آنیونی با فرمول R ph SO3 میباشد، گروه R یک آلکیل با 10-14 کربن است و گروه فنیل میتواند از طریق کربن نوع دوم به زنجیره R متصل شود و ایزومرهای مختلفی را ایجاد نماید. یکی از پرکاربردترین سورفکتانتهایی که در ساختار پاککنندههای تجاری استفاده میشود لوریل بنزن سولفونات - - LBS است که یک سورفکتانت مصنوعی با زنجیره هیدروکربن 12 کربنه میباشد - یوکسل و همکاران؛. - 2009 مصرف سالانه LAS در سراسر جهان بیش از چند هزار تن در سال است. بنابراین ممکن است این ماده در غلظتهای بسیار بالا در لجن فاضلابها یافت شده و از این طریق وارد اکوسیستم خاک شود.
میکروارگانیسمهای خاک نقش مهمی در فرآیندهای اکوسیستم خاک مانند تجزیه و چرخه عناصر غذایی دارند - بلوم و برور؛ . - 2003 این جوامع میکروبی نسبت به آلایندههایی مانند فلزات سنگین - گیلر و همکاران؛ - 1998 و برخی از آلایندههای آلی - وان بلو همکاران؛ - 2003 بسیار حساس هستند و خیلی سریع نسبت به آلایندههای زیست محیطی واکنش نشان میدهند. بسیاری از باکتریهای مطرح در فرآیندهای زیستی خاک مخصوصاً چرخه عناصر غذایی از نوع گرم منفی هستند مانند Rhizobiumو Azotobacterکه در تثبیت نیتروژن نقش دارند. یا گونههای مختلفPseudomonasوBacillusکه در انحلال ترکیبات کم محلول و تامین سایر عناصر غذائی نقش بسزائی ایفا میکنند.
در مطالعهای اثر تیمارآلکیل بنزن سولفونات - LAS - بر رشد و بقا میکروارگانیسمها نشان داد که باکتریهای گرم مثبت خاک نسبت به باکتریهای گرم منفی به LAS افزوده شده مقاومتر هستند - لی؛. - 1970 در تحقیق ذیگری با استفاده از تکنیک آنالیز الگوهای اسیدچرب فسفولیپیدی غشای سلولی، مشخص شد که سورفکتانتهای کاتیونی باکتریهای گرم منفی را بیشتر از باکتری-های گرم مثبت تحت تأثیر قرار میدهند - سارکار و همکاران؛. - 2009 السگارد و همکاران - - 2001 گزارش کرد هر دو نوع باکتری گرم مثبت و گرم منفی خاک تحت تأثیر LAS قرار میگیرند. در آزمایش دیگری گزارش شد که فقط باکتریهای گرم منفی در شرایط آزمایشگاهی با سورفکتانتهای آنیونی مهار میشوند - جنسن و همکاران؛. - 2001
در تحقیق حاضر تأثیر سورفکتانت لوریل بنزن سولفونات - LBS - که نوعی سورفکتانت آنیونی است بر فراوانی باکتریهای گرم منفی مورد مطالعه قرار گرفت.
مواد و روشها
خاک مورد آزمایش از ایستگاه تحقیقاتی خلعت پوشان تبریز از عمق 0-20 سانتیمتری نمونهبرداری شد . پس از هوا خشک شدن برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی شامل بافت، pH و ECدر عصاره اشباع ، درصد کربنات کلسیم معادل به روش تیتراسیون، درصد ماده آلی به روش والکلی- بلک - جیا و اویانگ؛ - 2005اندازهگیری شد. میزان رطوبت ظرفیت مزرعه - - FC با استفاده از دستگاه صفحه فشار تعیین شد.
مقدار 2 کیلوگرم خاک عبور داده شده از الک چهار میلی متر در هر یک از گلدانهای پلاستیکی ریخته شد، رطوبت خاک به 70 درصد ظرفیت مزرعهای - - FC رسانده شده و به مدت 10 روز در دمای 25 درجه سلسیوس انکوباسیون گردید. مقادیر مختلف محلول سورفکتانت لوریل بنزن سولفونات - LBS - شامل 0، 0/025، 0/05، 0/1، 0/5و 1 درصد وزنی پس از تنظیم pH در 7، در 3 تکرار به خاک اضافه شده و به مدت 90 روز در دمای 25 درجه سلسیوس و رطوبت 65 تا 75 درصد وزنی - معادل -10 کیلوپاسکال - انکوباسیون شد - دیاز راوینا و بت؛. - 1996
برای شمارش جمعیت باکتریهای گرم منفی ، رقتهای10-2 تا 10 -6 از خاک تهیه شدند - علی اصغرزاد؛ - 1385 و سه رقت -4 10، 10-5 و 10 -6 انتخاب شد. برای هر رقت یک پتریدیش - در 3 تکرار - حاوی محیط کشت اختصاصی باکتریهای گرم منفی، ائوزین متیلن بلو1 انتخاب شد. سپس از هر رقت 100 میکرولیتر به محیط کشت اضافه شد و در انکوباتور در دمای 25 درجه سلسیوس نگهداری گردید. برای تهیه محیط کشت اختصاصی ائوزین متیلن بلو از 10 گرم پپتون، 10 گرم لاکتوز، 2 گرم K2HPO4،0/4 گرم ائوزین، 0/065 گرم متیلن بلو و 15 گرم در لیتر آگار بعد از تنظیم pH روی 6/4 تا 7/3 استفاده شد. از رنگهای ائوزین و متیلن بلو برای ممانعت از رشد باکتریهای گرم مثبت استفاده شد، این رنگها همچنین در pHاسیدی با هم ترکیب شده و ایجاد رسوب مینمایند، بنابراین میتوان از وجود آنها به عنوان شاخصی جهت تخمیر لاکتوز و تولید اسید نیز استفاده نمود. شمارش کلنیها 3 روز پس از کشت انجام گرفت.تحقیق حاضر به صورت طرح پایه کاملاً تصادفی با تیمار LBSدر شش سطح 0، 0/025، 0/05، 0/1، 0/5 و 1 درصد با 3 تکرار انجام گردید. تجزیه واریانس دادهها و مقایسه میانگین توسط نرم افزارهای SPSSو MSTATC انجام گرفته و نمودارها به وسیله نرم افزارهایExcelرسم گردید. اولین اثر سورفکتانتها بر میکروارگانیسمهای خاک تخریب دیواره سلولی آنهاست که به دنبال آن میکروب از بین میرود.
ترکیب دیواره سلولی در باکتریهای گرم منفی با باکتریهای گرم مثبت متفاوت است. میزان لیپیدهای موجود در دیواره باکتریهای گرم منفی بیشتر از گرم مثبت است، بنابراین تأثیری که سورفکتانت بر دیواره باکتریهای گرم منفی میگذارد بیشتر خواهد بود. در واقع سورفکتانت، چربی موجود در دیواره سلولی باکتریهای گرم منفی را در خود حل کرده و موجب لیز شدن دیواره سلولی آن و در نهایت مرگ باکتری میشود، پس طبیعی است که با افزایش سطوح LBSاز فراوانی باکتریهای گرم منفی کاسته شود. ویلک - - 1997 بیان کرد که باکتریهای گرم منفی موجود در خاک نسبت به LASاضافه شده به خاک حساستر هستند. نای - 2014 - گزارش کرد جمعیت باکتریهای گرم منفی خاک با افزودن علفکش - گلیفوسیت - حاوی سورفکتانت در تمام طول دوره انکوباسیون کاهش پیدا کرد. در رابطه با تأثیر سورفکتانت بر فراوانی باکتریهای گرم منفی و گرم مثبت نتایج متناقضی گزارش شده است. در تحقیق حاضر اثر منفی سورفکتانت LBSبر باکتریهای گرم منفی کاملاً مشخص است. برای اطمینان بیشتر از نتایج به دست آمده بهتر است از
