بخشی از مقاله
چکیده
قارچهای رشتهای از عوامل مهم زیستی مؤثر در افزایش پایداری ساختمان خاک میباشند. با این وجود عملکرد این قارچها به نوع و میزان سوبسترای مورد نیاز برای رشد آنها نیز بستگی دارد. این مطالعه با هدف بررسی تغییرات رس قابل پراکنش خاک در حضور دو گونه قارچ رشتهای phaseolina Macrophomina، graminearum Fusarium در حضور بقایای آفتابگردان انجام شده است.
تیمارهای قارچی شامل سه تیمار M. phaseolina، F. graminearum و تیمار شاهد - بدون قارچ - و تیمار بقایای آفتابگردان در سه سطح صفر، 2 و 5 درصد بوده است.نتایج نشان داد که بیشترین میزان تنفس میکروبی و کمترین میزان ماده آلی در هر دو تیمار مورد بررسی در تیمار قارچ M. Phaseolina مشاهده شد. حضور دو گونه قارچ مورد مطالعه سبب افزایش پایداری ساختمان خاک و کاهش میزان رس قابل پراکنش خاک نسبت به تیمار شاهد شد. این بهبود پایداری ساختمان خاک در تیمار قارچ M. phaseolina در مقایسه با قارچ F. Graminearum بیشتر بوده است.
مقدمه
ساختمان خاک یکی از ویژگیهای فیزیکی مهم خاک بوده که اهمیت آن بیش از 150 سال پیش شناخته شده است. تشکیل ساختمان خاک ناشی از برهمکنش پیچیدهای از عاملهای فیزیکی، زیستی و شیمیایی در خاک میباشد. عاملهای مؤثر بر تشکیل و پایداری خاکدانهها به دو دسته عاملهای درونی - ویژگیهای ذاتی خاک - و عاملهای بیرونی - ویژگیهای محیطی و جانداران خاک - تقسیم میشوند
رس قابل پراکنش در آب یکی از شاخصهای نشان-دهنده پایداری ساختمان خاک میباشد. هر عاملی که سبب افزایش پایداری خاکدانهها در خاک شود، میتواند مقدار رس قابل پراکنش در آب را کاهش دهد
عاملهای زیستی بسیاری نیز در تشکیل ساختمان خاک مؤثر میباشند. جمعیتهای میکروبی در ارتباط با ریشه گیاه نیز در تشکیل خاکدانها دخالت دارند. عموماً در تشکیل خاکدانههای کوچک باکتریها مهمتر بوده و در تشکیل خاکدانههای بزرگ نقش قارچها از جمله قارچ آربوسکولار میکوریزا پررنگتر میباشد
مجموع این واکنشها باعث تشکیل خاکدانههای با اندازههای متفاوت شده که در دو گروه کلی خاکدانههای ریز 250> - میکرون - و خاکدانههای درشت - 250 < میکرون - طبقهبندی میشوند
قارچها به صورت مستقیم و غیر مستقیم و در طی فرآیندهای مختلف بیوشیمیایی و بیوفیزیکی ساختمان خاک را تحت تأثیر قرار میدهند. اهمیت هیفهای قارچی در تشکیل واحدهای ساختمانی در خاک در دو مقیاس ریز و درشت قابل بررسی میباشد. در مقیاس کوچک رشد هیفهای قارچی در خاک سبب تخریب مکانیکی و آرایش مجدد ذرات خاک در کنار یکدیگر میشود. از سوی دیگر در مقیاس درشتتر شبکه ایجاد شده توسط هیفهای قارچی خاکدانههای خاک را در بر گرفته و سبب افزایش اتصال آنها به یکدیگر و پایداری ساختمانی در خاک میشود
تاکنون مطالعات بسیاری بر روی اثر قارچهای آربوسکولار میکوریزا بر پایداری ساختمان خاک صورت گرفته است در حالی که مطالعات انجام شده بر روی تأثیرات احتمالی سایر قارچهای رشته ای بر مقاومت خاکدانهها ناچیز میباشد.
مقدار و ترکیب بقایای گیاهی اضافهشده توسط گونههای گیاهی نیز میتواند پایداری ساختمان خاک را تحت تأثیر قرار دهد به ویژه این که این بقایا میزبان اختصاصی برخی قارچهای رشته ای در خاک هستند و از این طریق میتوانند عملکرد قارچها و سهم آنها در پایداری ساختمان خاک را تحت تأثیر قرار دهند
یکی از راههای بهبود کیفیت خاک در مناطق خشک و نیمه خشک، افزودن مواد آلی از منابع گوناگون به خاک میباشد. از سوی دیگر هر سال حجم وسیعی از پسماندهای گیاهی تولید میگردد که مدیریت آنها به عنوان نوعی زباله با دشواریهایی همراه می-باشد. با این حال، این پسماندها دارای مقدار زیادی مواد آلی و عناصر غذایی بوده که افزودن آنها به خاک از جنبههای مختلف تغذیهای و فیزیکی میتواند برای خاکها سودمند باشد
اثرات مثبت بازگرداندن بقایای گیاهی به خاک بر ویژگیهای فیزیکی خاک از جمله کاهش چگالی ظاهری خاک، بهبود ساختمان خاک و افزایش تخلخل در پژوهشهای مختلف گزارش شده است
با این وجود عملکرد قارچهای خاک در پایداری ساختمان خاک در حضور این بقایا کمتر مورد توجه قرار گرفته است.
با توجه به مطالب گفته شده این پژوهش با هدف بررسی اثرات متقابل دو گونه قارچ رشته ای Macrophomina phaseolina، graminearum Fusarium و بقایای گیاه آفتابگردان بر میزان رس قابل پراکنش خاک انجام پذیرفته است.
مواد و روشها
این پژوهش در قالب یک آزمایش فاکتوریل در قالبطرح کاملاً تصادفی با دو تیمار گونه قارچ شامل Macrophomina phaseolina، graminearum Fusarium و تیمار شاهد - فاقد قارچ - و مقدار بقایای آفتابگردان در سه سطح صفر، 2 و 5 گرم در 100 گرم خاک در سه تکرار انجام شد.
آماده سازی خاک و انجام آزمایش گلخانهای خاک مورد نیاز با بافت شنی از عمق 0 تا 20 سانتیمتری باغهای منطقه ابرسج واقع در شهرستان شاهرود جمع آوری و پس از هواخشک شدن و عبور از الک 2 میلیمتری، برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آن اندازهگیری شد. بافت خاک به روش هیدرومتر و pH و قابلیت هدایت الکتریکی خاک در عصاره اشباع خاک به وسیله پ -هاش متر مدل 620 و هدایت سنج مدل 644 اندازهگیری شد. همچنین ماده آلی در خاک به روش سوزاندن تر، آهک خاک با روش خنثیسازی با اسیدکلریدریک و تیتراسیون برگشتی با هیدروکسید سدیم اندازهگیری شد - برت، . - 2004 برخی از ویژگیهای خاک مورد مطالعه در جدول 1 ذکر شده است.
جدول -1 برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک مورد مطالعه
اندام هوایی بقایای گیاهی آفتابگردان پس از برداشت محصول از سطح مزارع شاهرود جمع آوری و پس از خشک شدن در آون در دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت، خرد شده و از الک یک میلیمتری عبور داده شد. سپس بقایا به میزان صفر، 2 و 5 گرم در 100 گرمخاک در هر تیمار با خاک مورد استفاده - کوچکتر از 4 میلیمتر - مخلوط شد.
تهیه زادمایه قارچی
از حاشیه فعال پرگنه کشت های سه روزه هر یک از جدایه های قارچی graminearum Fusarium وMacrophomina phaseolina بطور جداگانه یک قرص آگار به ارلنهای حاوی 100 میلی لیتر محیط کشت مایع عصاره سیب زمینی- دکستروز - PDB - منتقل شد. کشت ها به مدت 7 روز در شرایط تاریکی و در دمای 25 درجه سانتیگراد روی شیکر با دور 200 دور در دقیقه نگهداری شدند. سپس سوسپانسیون قارچی فیلتر و محیط مایع باقیمانده حذف شد.
توده میسلیومی وزن گردید و 1/6 گرم از بیوماس قارچی به فالکون استریل 50 میلی لیتری منتقل شد و مقداری محیط تازه PDB به آن اضافه گردید. تیوبها به شدت تکان داده شدند و ورتکس شدند تا سوسپانسیون یکنواختی از میسیلیوم قارچ بدست آید. در پایان حجم نهایی توسط محیط PDB به 80 میلی لیتر رسانده شد و 5 میلی لیتر از سوسپانسیون نهایی قارچ- 1/6 - PDBمیلی گرم در 80 میلی لیتر - به خاک سترون اصافه گردید . - Chau et al.,2012 - پس از اعمال تیمارها، واحدهای آزمایشی به مدت دو ماه در دمای 25 درجه سانتیگراد نگهداری شد و پس از طی زمان مذکور میزان رس قابل پراکنش در خاک، ماده آلی و تنفس میکروبی در خاک اندازهگیری شد.
نتایج و بحث
مواد آلی و تنفس میکروبی پایه خاک نتایج تجزیه واریانس نشان دهنده اثر معنیدار قارچ، مقدار بقایا و اثر متقابل آنها - در سطح 1 درصد - بر میزان کربن آلی خاک بوده است - جدول . - 2 بیشترین مقدار کربن آلی در تیمار شاهد - بدون قارچ - مشاهده شد - جدول - 3 که به دلیل توان تجزیه بقایای گیاهی توسط قارچهای مذکور میباشد . - Yuste et al., 2010 - بیشترین مقدار کربن آلیمربوط به تیمار 5 درصد بقایا بوده است - جدول . - 4به طور میانگین افزودن دو درصد بقایای آفتابگردان باعث افزایش بیش از صد درصد کربن آلی خاک در مقایسه با تیمار صفر بقایای گیاهی شد و افزودن 5 درصد بقایای آفتابگردان، میزان کربن خاک را تقریباچهار برابر در مقایسه با تیمار شاهد افزایش داد
جدول -2 تجزیه واریانس اثرهای اصلی و متقابل قارچ و مقدار بقایا بر کربن آلی ، تنفس میکروبی و رس قابل پراکنش در آب.
جدول -3 مقایسه میانگین اثر قارچ بر میزان کربن آلی، تنفس میکروبی و رس قابل پراکنش در خاک
