بخشی از مقاله
چکیده
علفکش پاراکوات از پرمصرفترین علفکشهای شیمیایی در دنیا و ایران می باشد که به وفور بر علیه بیماریهای مختلف استفاده میشود. پاراکوات سمی نسبتاً پایدار با نیمهعمر 1000 روز در خاک است، که با ماندگاری و انباشتگی بسیار بالا در خاکها موجب آلودگیهای خطرناک زیست محیطی میگردد. جهت کاهش اثرات مخرب پاراکوات، استفاده از روش پاکسازی زیستی بسیار مورد توجه دانشمندان بوده است. در تحقیق حاضر برای اولین بار در کشور از خاک مناطق مختلف استان آذربایجانشرقی جدایههای مختلف باکتریائی تجزیهکننده پاراکوات در محیطکشت معدنی مایع حاوی 25 ppm و 50 پاراکوات جداسازی شدند. در حضور و عدم حضور منبع کربنی گلوکز - %1w/v - و بعد از 30 روز، پاراکوات باقیمانده با اضافه کردن معرف دیتیونات سدیم حل شده در هیدروکسید سیدیم 1M در طول موج 396nm اندازهگیری شد و از بین جدایههای جمعآوری شده دو جدایه با استفاده از روشهای بیوشیمایی و مولکولی - 16S rRNA - شناسایی شده و S. sp. و A. xylosoxidans نامگذاری گردیدند. این باکتریها به ترتیب در غلظتهای 25 ppm و 50 دارای توان تجزیه زیستی %51/333 ، %47 و %47/4 ، %40/667 پاراکوات در عدم حضور گلوکز%90/533 ، %74/333 و %81/533 ، %70/267 در حضور گلوکز بودند.
کلمات کلیدی: تجزیهزیستی آفتکشها، پاراکوات، آلودگی خاک، کربن سهلالوصول
.1 مقدمه
آفتکش ها طیف گستردهای از ترکیبات شیمیایی هستند که برای از بین بردن موجودات زندهای که سلامت انسانها را تهدید کرده و یا منابع مورد استفاده انسان را مورد حمله قرار میدهند ساخته شدهاند 1]،[3 در ایران آفتکشها مصرف زیادی دارند، زیرا ایران کشوری است که اقتصاد آن بعد از نفت بر پایه فعالیتهای کشاورزی استوار بوده و دارای اراضی تحت کشت قابل توجه، اقلیمهای متفاوت و تنوع و تعدد کشت در هر سال زراعی می-باشد [2]، امااستفاده مکرّر از آفتکشها بیش از چندین سال میتواند اثرات متفاوتی بر جمعیت میکروبی خاک داشته [15] و باعث تغییرات مداوم در ترکیب جامعه میکروبی میشوند 13]،.[19 علفکش پاراکوات از سموم پرمصرف با کاربرد بسیار وسیع جهت کنترل آفات میباشد، این علفکش دارای نیمهعمر بالا در خاک بوده و بهدلیل تشکیل پیوندهای قوی با ذرات خاک، باعث بیتحرکی و ماندگاری طولانی آن در خاک میشود 15]،.[16 تکنیک زیستپالایی با هدف استفاده از میکروارگانیسمها برای تغییر، تخریب یا از بین بردن آلایندههای سمّی یاکاهش سمیّت و آلودگی آلایندهها به موادی غیرخطرناک یا بیخطر میباشد که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است 4]،6،8،12،.[14
.2 مواد و روشها
- 1 تهیه 20 نمونه خاک از شهرهای مختلف با کاربریهای مختلف با سابقه مصرف آفتکشها و تهیه رقتهای 10-2 و 10-3 - با 4 تکرار - از نمونههای خاک تهیه شد.
- 2 غلظت 50mg/L از پاراکوات در محیطکشت معدنی مایع - 6 - - MSM - تهیه شد و یک میلیلیتر از رقتهای 10-2 و 10-3 - با 4 تکرار - به این غلظت اضافه و در شیکر انکوباتور با 120 دور در دقیقه به مدت 4 روز قرار داده شدند.
- 3 سپس غلظت 50 mg/L از پاراکوات در محیطکشت معدنی جامد تهیه شد - با 3 تکرار - و میکروارگانیسمهای رشد یافته از مرحله قبل را بر روی آنها کشت و به مدت 36 ساعت انکوباسیون قرار داده شد.
- 4 در این مرحله از 15 ایزوله انتخابی از مرحله - 3 - سوسپانسیون میکروبی تهیه شد، این سوسپانسیونها جهت تلقیح محیطکشت معدنی مایع با غلظت 25mg/L و 50 در عدم حضور گلوکز - -G - و حضور گلوکز - +G - با غلظت نهایی %1 w/v عبوری از فیلتر استریل جهت انتخاب ایزولههایی با پتانسیل برتر در تجزیه زیستی پاراکوات اضافه شدند و در شیکر انکوباتور با 120 دور در دقیقه به مدت 30 روز قرار داده شدند - با 3 تکرار - .
- 5 جهت کالیبراسیون دستگاه اسپکتروفتومتر، استانداردها از پاراکوات 99/9 درصد با غلظتهای 0 mg/L، 2، 4، 6، 8، 10 تهیه شدند 11]،.[10
- 6 جهت اندازهگیری پاراکوات باقیمانده نمونهها را در لولههای سانتریفیوژ ریخته و به مدت 5 دقیقه با 6000 دور در دقیقه سانتریفیوژ کرده و 10 ml از عصاره شفاف رویی را برداشته و 1 ml از معرف A که شامل 0/1 گرم دی تیونات سدیم حل شده در 10ml از محلول 0/1M هیدروکسید سدیم اضافه و به خوبی مخلوط گردید و مقدار جذب در طول موج 396 nm قرائت شد 10]،[11، شاهدها هم مانند نمونهها اندازهگیری شدند. نمونهها جهت قرار-گیری در محدوده استانداردها رقیقسازی شدند. پاراکوات در محیط قلیایی در حضور دی تیونات سدیم، رادیکال آزاد آبی رنگ تولید میکند - شکل. - 1
- 7 در نهایت از بین 15 ایزوله جداسازی و مورد آزمایش قرار گرفته، دو میکروارگانیسم با توان تجزیهای بالا در حضور و عدم حضور گلوکز با نامهای انتخابی SH1 و SH4 انتخاب شدند و جهت شناسایی ایزولههای انتخابی از خصوصیات مورفولوژیک، تستهای فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و توالییابی 16S rRNA استفاده شد 9]،17،.[18
- 8 و تجزیه آماری دادهها شامل تجزیه واریانس، آزمون نرمال بودن توزیع دادهها و مقایسه میانگینها با نرم افزار MSTATC انجام شد.
.3 نتیجه گیری
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که هر دو باکتری جداسازی و شناسایی شده S. sp . SH1 و A. xylosoxidans SH4 از خاکهای منطقه تبریز قادر به تجزیه پاراکوات میباشند و درصد پاراکوات تجزیه شده را نسبت به تیمار بدون باکتری - شاهد - در عدم حضور گلوکز - -G - و حضور گلوکز - +G - به طور معنیداری افزایش دادند. با این حال پتانسیل تجزیه پاراکوات بین سویههای مورد آزمایش متفاوت بود. درصد تجزیه پاراکوات در غلظتهای 25 ppm و 50 توسط باکتری S. sp . SH1 در - -G - به ترتیب %51/333 ، %47 و در %90/533 - +G - و %74/333 و در باکتری SH4 A.ylosoxidans به ترتیب %47/4 - -G - ، %40/667 و %81/533 - +G - و %70/267 میباشد - شکل. - p < 0/01 - - 2 در محیطکشت معدنی حاوی پاراکوات باکتری S. sp. SH1 نسبت به باکتری A. xylosoxidans SH4 درصد بیشتری از پاراکوات را تجزیه کرده است و توانایی این باکتری در حضور گلوکز هم بیشتر بود. این افزایش در تجزیه نشان دهنده وابسته بودن تجزیه پاراکوات به میکروارگانیسمهای خاک میباشد. گزارشات علت این افزایش تجزیه در حضور گلوکز را به حضور مواد سهلالوصول کربنی با افزایش جمعیت باکتریهای مورد آزمایش نسبت دادهاند. البته مشاهده میشود که در هر دو باکتری در حضور و عدم حضور گلوکز با افزایش غلظت پاراکوات مصرفی از غلظت 25 ppm به 50 توانایی باکتریها در تجزیه کاهش یافته است، که نشاندهنده این میباشد باکتریهای جداسازی شده در غلظتهای ژایینتر از پاراکوات در تجزیه تواناتر میباشند و توانایی بهتری در تجزیه درصد بیشتری از پاراکوات را دارا میباشند. همچنین تجزیه پاراکوات در تیمار بدون باکتری - شاهد - نیز انجام شده است که نشاندهنده تجزیه غیرزیستی میباشد و بهعنوان تجزیه شیمیایی درنظر گرفته شده است .[5]
.12 مراجع
- 1 رخشانی ا.، .1381 اصول سم شناسی کشاورزی. انتشارات فرهنگ جامع.
- 2 کریمی ب.م، .1378 آلایندهای سمی و طبقهبندی آفتکشهای مجاز ایران. فصلنامه علمی محیطزیست، جلد نهم، شماره دوم.
- 3 مسچی م.، .1386 فهرست سموم مجاز کشور: حشرهکش، کنهکش، قارچکش، علفکش، حلزونکش، سوسککش، نماتدکش، فومیگانت - تدخینی - . انتشارات نشر آموزش کشاورزی.
- 4 مینایی تهرانی د.، حرفت منش ع و آذری دهکردی ف، .1384 مطالعه تجزیه زیستی نفت خام سنگین در خاک با مقیاس پایلوت. مجله علوم محیطی، شماره .10 صفحههای 82 تا.71
- 5 هاشمی س.ش.، .1391 جداسازی میکروارگانیسمهای خاکزی تجزیه کننده پاراکوات و بنومیل و توان آنها در تجزیه این آفتکشها. پایاننامه کارشناسی ارشد دانشگاه تبریز، دانشکده کشاورزی.
