بخشی از مقاله
مقدمه
از میان کارکردهای ریزجانداران در خاک، کارآیی آنزیمها به ویژه آنزیمهای درون یاختهای به دگرگونیهای خاک از راه طبیعی یا انسانی بسیار پاسخ دهنده و به دگرگونی ویژگیهای گوناگون اکوسیستمها به تندی پاسخ میدهند. در این میان اندازهگیری کارآیی آنزیم دهیدروژناز همانند شناسهای از کارآیی همهی ریزجانداران خاک از اهمیت ویژهای برخوردار است. از سویی بررسی دگرگونی جایگاهی و زمانی1 در ویژگیهای خاک یکی از ویژگیهای کلیدی خاک در شناخت آن به شمار میرود
درک این دگرگونیها و سرچشمه آنها ما را در شیوه بهرهوری بهتر از زمینها و خاکها یاری میدهد. برای نمونه آگاهی از وابستگی جایگاهی آنزیمها در خاک، ما را از کارآیی آنزیم در هر جایگه از خاک یک میدان و کارکرد اکولوژیکی آنها و در پایان در بررسی کیفی ویژگیهای خاک یاری میرساند
تجزیه و تحلیل ساختار دگرگونی جایگاهی2 با بهرهگیری از واریوگرام که از ابزارهای پایهای علم زمینآمار است، انجام میگیرد. بهگونه فشرده زمینآمار توانایی مدلسازی ساختار جایگاهی یک ویژگی یا گروهی از ویژگیها را به کمک واریوگرام، میانیآبی و برآورد الگوی پراکنش جایگاهی متغیرها و آماده کردن نقشههای هم ارز متغیرها را دارا است. اگر فرض شود که به اندازه N - h - زوج نمونه برداشت شود، واریوگرام سنجشگر میانگین ناهمانندی دادهها بوده و در دو جایگاه x و x+h ، که تابعی از دوری میان آنها - h - است، بهگونه زیر برآورد خواهد شد.
در این پژوهش کارآیی آنزیم دهیدروژناز و دگرگونی جایگاهی آن در کاربری آبی در دشت قروه کردستان با بهره گیری از علم زمین آمار بررسی شد، که نمایانگر چگونگی دگرگونی کیفیت خاک زمین های این منطقه است.
مواد و روشها
سرزمین بررسی شده در گسترهای نزدیک به 36 کیلومتر مربع با کشت آبی در جنوبشرقی استان کردستان و در بخش پایانی شمالشرقی دشت قروه جای گرفته است. با نگاه به سیمای سرزمین، به شمار 54 نمونه خاک رویین 0-25 - سانتیمتری - ، به ریخت بختانه بهگونهای برداشته شدند، که همه سرزمین را بهگونهی یکنواختی پوشش دهد. نمونهها پس از برداشت بیدرنگ به آزمایشگاه برده شدند، پس از آمادهسازی، ویژگیهایی از خاک مانند بافتخاک، pH، EC، درصد کربنات کلسیم معادل، همه کربن آلی، همه نیتروژن، پتاسیم فراهم و فسفر فراهم بر پایه روشهای استاندارد در کتاب روشهای آنالیز خاک - کلوت، - 1986، و آنزیم دهیدروژنآز بر پایه روش اصلاح شده تالمان - 1968 - آزمایش شدند. آنالیز آماری دادهها با بهرهگیری از نرم افزارهای EXCEL و MINITAB15، واریوگرافی با برنامه رایانهای VARIOWIN 2.2 و میانیآبی به روش کریجینگ بلوکی، به ابعاد 2 در 2 با بهرهگیری از نرم افزار GS+, version5، انجام شد.
نتایج و بحث
فراسنجههای3 آماری ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک و کارآیی آنزیم دهیدروژناز به ترتیب در جدولهای 1 و 2 آمده است. در این پژوهش اندازه pH از 7/6 تا 8/3 - با میانگین، - 8/0 و رسانایی الکتریکی از 0/21 تا 0/87 - با میانگین، - 0/47 dS m-1 بود. رویهمرفته در بیشتر جایگاههای نمونهبرداری شده بافت غالب خاک، لوم تا لومی رسی شنی بود. اندازه مواد قلیایی خنثی شونده معادل کربناتکلسیم در دامنه گستردهای از 10/5% تا 44/8% با میانگین 22/2% دگرگون شد. ماده آلی از 0/68 تا 1/60 - با میانگین، - 1/12 و همه نیتروژن خاک از 0/05 تا 0/12 - با میانگین، - 0/08 درصد دگرگون شدند. اندازه فسفر و پتاسیم فراهم به ترتیب از 16/0 تا 79/2 - با میانگین - 41/3 و 46/6 تا 193/4 - با میانگین، - 108/7 میلیگرم در کیلوگرم خاک دگرگون شدند. همچنین کارآیی آنزیم دهیدروژنآز از 42/3 تا 243/5 با میانگین J T .P.F g-1 soil h-1 93/0 دگرگون شد.
فراسنجههای واریوگرام و معیارهای کنترل اعتبار کریجینگ برای کارآیی آنزیم دهیدروژناز در جدول 3 آمده است. بر پایه دستهبندی ژانگ و همکاران - 2007 - آنزیم دهیدروژناز در این پژوهش دارای ضریب دگرگونی میانهای - CV=51/1% - بود.
آزمون نرمالیته دادهها با آزمون کولموگروف-اسمیرونوف4 انجام شد و آزمون آماری نشان داد که دادههای آنزیم یاد شده از توزیع نرمال پیروی نمیکنند، با توجه به اینکه هنگام نرمال بودن دادهها، برآوردهای زمینآماری با دقت بیشتری همراه خواهند بود - محمدی، - 1385، بنابراین دادها به کمک لگاریتم طبیعی نرمال شدند. همچنین همسانگردی کارآیی آنزیم یاد شده با بهرهگیری از تغییرنمای رویهای بررسی شد، و پس از آگاهی از همسانگرد بودن آن، شایستهترین واریوگرام تجربی همه سویه که یک مدل کروی بود، بر آن برازش داده شد
1. ضریب همبستگی برابر است با اثر قطعهای بخش بر همه واریانس و همه واریانس= اثرقطعهای+ آستانه.
2. میانگین خطای برآورد، .3 ریشه میانگین مربعات خطا و .4 انحراف استاندارد عمومی
این بررسی نشان داد که کارایی آنزیم دهیدروژنآز در میدان بررسی شده دارای دامنه تأثیر چشمگیر 1680 - متر - ، اثر قطعهای ناچیز - 0/03 - و ضریب همبستگی کمتر از - 15/9% - 25% است، که نشانگر یک وابستگی جایگاهی5 خوب در مقیاس و شرایط این پژوهش میباشد
به سخن دیگر یافتههای این پژوهش نشان میدهد که مولفه همبستگی مکانی برای کارآیی این آنزیم در میدان بررسی شده غالبتر از مولفه تصادفی است. پژوهشها نشان دادهاند، که دگرگونپذیری ویژگیهای خاک به پیآمد فرآیندهای خاکسازی و شیوه بهرهبرداری از زمین برمیگردد. به گونهای که جیاچون و همکاران - 2006 - و والینیوس و همکاران - 2011 - یادآور شدند، که کارهای مردم در طبیعت با کاربرد پسابهای صنعتی، کودهای شیمیایی و دیگر کارهای مدیریتی مانند شخم، مایه افزایش وابستگی جایگاهی ویژگیهای خاک میشود.
بنابراین چنین به دیده میآید که شرایط نسبتاً پایا در کشت آبی میتواند مایهی یکنواختی بیشتر ویژگیهای خاک در این کاربری شود. به گونهای که مومی و همکاران - 2002 - ، پیشنهاد کردند، که پوشش گیاهی کارایی ویژهای را در یکنواختی و آراستن فرآیندهای اکولوژیک دارد، زیرا گیاهان با پیآمدشان بر روی رطوبت، هوا و اسیدیته و پسماندهایشان به یکنواختی ویژگیهای خاک کمک میکنند.
هر چند به دلیل ناهمانندی شرایط پژوهشهای گوناگون مانند اندازه پلاتهای آزمایشی و شمار نقاط نمونهبرداری شده، بسیار دشوار است که بزرگی دگرگونی و وابستگی جایگاهی ویژگیهای خاک را در میان پژوهشهای گوناگون با هم برابری دهیم
اما یافتههای این پژوهش با یافتههای کیزیلاکایا و آسکین - 2007 - ، که برای آنزیم دهیدروژنآز یک وابستگی جایگاهی خوب با دامنه تأثیر 48200 متر با یک مدل کروی را گزارش نمودند، و همچنین با یافتههای ال-ناگار و همکاران - 2010 - ، که یک وابستگی جایگاهی میانه تا خوب با دامنه تأثیر 55 متر با یک مدل کروی را برای آنزیم دهیدروژنآر، گزارش کردند، هماهنگی دارد. افزون بر ناهمانند بودن شرایط پژوهشها، گزارشهای ناهماهنگی نیز در باره وابستگی جایگاهی ویژگیهای زیستی خاک شده است.
برای نمونه بنماتی و همکاران - 1991 - ، و رور و کایسر - - 1999، یادآور شدند، که دگرگونپذیری فراسنجههای زیستی خاک بیشتر از فراسنجههای شیمیایی آن است. در برابر آن موریس - 1999 - ، گزارش کرد که ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک دارای وابستگی جایگاهی بد و زیتوده میکروبی و کارکردهای زیستی خاک دارای یک وابستگی جایگاهی خوب میباشند. بنابراین نتایج این پژوهش با نتایج موریس در باره وابستگی جایگاهی خوب آنزیم دهیدروژناز به مانند یک ویژگی زیستی مهم خاک، همخوانی دارد.
