بخشی از مقاله
چکیده
امروزه همزیستی میکوریزا به عنوان یکی از میکروارگانیسمهای مفید دامنه فعالیت خود را در صنایع مختلف گسترش داده است. برای مثال آنها میتوانند جایگزین خوبی برای کودهای شیمیایی به خصوص کودهای فسفری در آیندهای نه چندان دور باشند. در این میان نقش آنزیمهای فسفاتاز در تبدیل فسفر نامحلول به فسفر قابل جذب برای گیاه بسیار با اهمیت است.
به همین منظور تحقیقی جهت بررسی میزان فعالیت آنزیم اسید فسفاتاز در دو فصل بهار و پاییز در قسمت ریزوسفر گونه زبان گنجشک انجام شد. بدین منظور، از عمق 0 -15 سانتیمتری خاک نمونهبرداری شد. آنزیم اسید فسفاتاز با استفاده از سوبسترا و با اسپکتروفتومتر سنجش شد. نتایج نشان داد که میزان آنزیم اسید فسفاتاز در فصل بهار کمتر از فصل پاییز بوده است. این افزایش فعالیت ناشی از رشد ریشهها و دیگر گیاهان موجود در عرصه و ترشح آنزیمها طی فصل رویشی بوده که منجر به افزایش فعالیت اسید فسفاتاز شده است.
مقدمه
زبان گنجشک Fraxinus rotundifolia، گونهای متعلق به تیرهی Oleaceae است. گونهی Fraxinus rotundifolia در حوزه رویشی زاگرس دارای سه زیر گونه میباشد، که از جمله گونههای ارتفاع پسند در حوزه رویشی زاگرس محسوب میگردد. در حال حاضر بشر با دخالتهای غیر متعارف خود نظیر استفاده بیش از حد از منابع طبیعی صدمات شدیدی به محیط زیست تحمیل کرده است. جنگل های زاگرس به دلیل دخالت بی رویه انسانی و عدم امکان ادامه حیات گونههای جنگلی و مرتعی رو به نابودی است.
نابودی جنگلهای زاگرس باعث نوسانات شدید دمایی و بارش در فلات ایران خواهد شد و باعث آسیب جدی به چرخه زندگی در بخش وسیعی از فلات ایران میشود. دخالتها و استفاده بیش از حد این جنگلها آنها را با خطر جدی کاهش لایههای خاک و فرسایش خاک روبه رو کرده است، خاک یکی از عوامل مؤثر در تعادل اکوسیستم میباشد که فرآیندهای بیولوژیکی و بیوشیمیایی بیشماری بخصوص در سطح میکرو در آن جریان دارد.
در تمامی این فرآیندها آنزیمها، نقش اساسی را ایفا میکنند حضور آنها در چرخههای مختلف خاک سبب آزاد شدن و در دسترس قرارگرفتن عناصر مورد نیاز گیاهان میشود . از این رو سنجش برخی از این آنزیمها میتواند شاخص و معیار مهمی برای ارزیابی توان بیولوژیکی خاک و به تبع آن سنجش اکوسیستم باشد
خاک محل تقاطع، تماس و تأثیر عوامل مهم اکولوژی سطح خارجی زمین است که از میان ویژگیهای مختلف آن میتوان به فعالیت آنزیمهای خاک اشاره کرد که به اثرهای تخریبی انسان و طبیعت حساس بوده و اندازهگیری فعالیتهای گروهی از آنها میتواند ارزیابی معتبری از پاسخ متابولیکی خاکها به روشهای مدیریتی، تغییرات آب و هوایی، تنشهای محیطی و همچنین چرخههای غذایی خاک را فراهم کند
فعالیت آنزیمهای خاک به علت رابطه نزدیک با بیولوژی خاک، سهولت در اندازهگیری و پاسخ سریع به تغییرات شاخص مناسب برای تعیین کیفیت خاک است. مطالعات طولانی مدت نشان داده که مدیریتهای خاک مانند حاصلخیز کردن از طریق کود حیوانی ، مدیریت شهری و مدیریت های روستایی می باشند. از پاسخهای فعالیتهای آنزیمی خاک به مدیریت خاک برای مقایسه سیستمهای کشاورزی استفاده میشود. فعالیت آنزیمها شاخص بسیار با ارزشی است که واکنش سریع شاخصهای بیولوژی به تغییرات محیطی میباشد. در واقع ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی که به طور عمده برای کیفیت خاک اندازهگیری میشوند
در بلند مدت واکنش نشان داده و در مقایسه، مشخصات خاک بر پایه فعالیت های بیولوژی و بیوشیمی مانند آنزیمهای خاک و جمعیت نماتدها به تغییرات کوچک واکنش داده و اطلاعات دقیقی در مورد کیفیت خاک نشان میدهند21 ]،19،.[17 توافقی برای یافتن استانداردهای کیفی خاک انجام نشده است. هیچ ترکیب و یا عامل جداگانه بیولوژی و فیزیکی و یا شیمیایی در واکنشهای مربوط برای کیفیت خاک دیده نشده است
از آنجا که در پاسخ به تغییرات روی داده برای خاک، فعالیت میکروبی که شامل فعالیت آنزیمی نیز میباشد در مقایسه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی حساستر میباشد. بیشتر دانشمندان مشخصات بیوشیمیایی را به عنوان شاخصهای مرتبط با کیفیت خاک در نظر گرفتهاند
بررسی فعالیت آنزیمهای خاک روش متداولی است که به طور گسترده برای سنجش فرآیندهایی که در چرخههای مواد غذایی خاک روی میدهد استفاده میشود. آنزیمها کاتالیزور واکنشهای بیولوژی خاص و معینی میباشند که این واکنشها تحت تأثیر عواملی چون اسیدیته، دما و حضور و عدم حضور بازدارنده[5 ] آب و هوا، رفتارهای ترمیمی و اصلاحی، تکنیکهای زراعت و نوع محصول و مشخصات خاکی هستند. فرآیندهای مربوط به تجزیه مواد آلی از طریق هیدرولازها بررسی میشوند زیرا آنها نشان دهنده تغییرات مواد ایجاد شده توسط سلولهای زنده میباشد. [6 ] به طور کلی به دست آوردن یک دید کلی از خاک از روی فعالیت یک آنزیم مشکل است. از این رو اندازه گیری چندین آنزیم همزمان برای ارزیابی کیفیت خاک مناسب خواهد بود.
فسفاتازها از آنزیمهای کلیدی در چرخه ی فسفر خاکها هستند و فعالیت فسفاتازها یک شاخص مناسب برای تعیین قابلیت معدنی شدن فسفر آلی و فعالیتهای زیستی خاک است. فسفاتازهای خاک خارج سلولی بوده و توسط ریشهی گیاهان و میکروارگانیسمها ترشح میشوند
اسید فسفاتاز از ریشه گیاهان نشأت میگیرد و هیدرولیز پیوندهای استر بین فسفات و ترکیبات کربن در مواد آلی را به فسفر در دسترس در اکوسیستم کاتالیز میکنند. تولید فسفاتاز زمانی افزایش مییابد که نیاز به فسفر توسط اکوسیستم جنگل افزایش یافته باشد. بنابراین نقش مهمی در حفظ و کنترل چرخه فسفر در اکوسیستمهای جنگلی بازی میکنند. اسید فسفاتاز به دلیل حد مطلوب pH آن در خاک های جنگلی اسیدی عموما" غالب است. فعالیت آن میتواند اطلاعات مفیدی را در مورد پتانسیل معدنی شدن فسفر آلی و فعالیت بیولوژیکی خاک فراهم نماید. هدف این تحقیق بررسی تاثیر فصل بر روی فعالیت آنزیم اسید فسفاتاز در ریزوسفر گونه زبان گنجشک در منطقه چهارطاق شهرستان اردل می باشد.
مواد و روش ها
منطقه مورد مطالعه
این پژوهش در رویشگاهی در چهارطاق اردل در استان چهار محال و بختیاری انجام شد. این منطقه با عرض شمالی و طول شرقی و ارتفاع 2400 متر از سطح دریا که بیش از 30 سال از قرق آن توسط اداره کل منابع طبیعی استان چهار محال و بختیاری میگذرد. در شهرستان اردل در مجاورت روستای چهارطاق واقع شده که در 100 کیلومتری جنوب غربی مرکز استان قرار گرفته است. میانگین بارندگی سالیانه منطقه معادل 530/15 میلیمتر، کمینه دمای مطلق -19/5 و بیشینه آن 35 درجه سانتیگراد است. تعداد روزهای خشک از اوایل خرداد تا اواسط مهر است.
روش تحقیق نمونه برداری از خاک و ریشه ها
نمونهبرداری در دو فصل بهار و پاییز انجام شد. پنج درخت سالم و شاداب از گونه زبان گنجشک انتخاب و از فراریشه آنها به صورت کاملاً تصادفی نمونه برداشت شد. نمونههای خاک به همراه ریشه در عمق 15-0 سانتی متری هر درخت، تهیه میشود. نمونه ها در کیسه های نایلونی و در داخل یخدان به آزمایشگاه منتقل و در یخچال نگهداری شدند. قبل از انجام سنجش ها، هر نمونه خاک از الک 2 میلی متری رد شد.
سنجش فعالیت آنزیم های فسفاتاز
فسفاتازها در محیط بافری سوبسترای خود پارا-نیتروفنیل فسفات را در دمای 37 درجهی سانتیگراد به پارا نیتروفنل تبدیل میکنند. این محصول توسط هیدروکسید سدیم استخراج شده ومیزان جذب رنگ بدست آمده از آن در طول موج 400 نانومتر و به کمک اسپکتروفتومتر اندازهگیری میشود
