پتانسیل باکتری های مولد آنزیم اوره آز در تثبیت زیستی و جلوگیری از فرسایش خاک

سابقه و هدفخاک یکی از باارزش­ترین منابع­طبیعی محسوب می­شود و وجود حیات بر سطح کره زمین علاوه بر آب و هوا به ­وجود خاک بستگی دارد. پایداری خاک، عامل مهمی در سلامت سیستم خاک بوده و پیش­نیاز انجام فرایندهایی مانند چرخه عناصر در خاک است. فرسایش خاک یک مشکل و تهدید جدی در مناطق مختلف دنیا محسوب می­شود، بنابراین حفاظت و جلوگیری از فرسایش خاک به­عنوان یک منبع طبیعی تجدیدناپذیر از اولویت بالایی بر­خوردار است. برای جلوگیری از فرسایش خاک روش­های متعدد فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی وجود دارد که با توجه به گران بودن و اثرهای زیانبار محیط زیستی آنها، امروزه توجه زیادی به روش­های زیستی دوستدار محیط زیست می شود. در این مطالعه پتانسیل باکتری­های مولد آنزیم اوره­آز در تثبیت زیستی و جلوگیری از فرسایش خاک بررسی شد. مواد و روش هانمونه­های خاک سطحی از منطقه بازفت در استان چهارمحال و بختیاری جمع­آوری و به آزمایشگاه منتقل شدند. از روش کشت انتخابی و غنی­سازی برای جدا کردن باکتری­های مولد اوره­آز در محیط کشت تجاری افتراقی اوره آگار بیس استفاده شد. فعالیت آنزیم اوره­آز در باکتری­های جدا شده با روش تغییر در هدایت الکتریکی بررسی و سه باکتری که بالاترین فعالیت آنزیمی را داشتند انتخاب و در مراحل بعدی از آنها استفاده شد. برای شناسایی باکتری­های انتخاب شده از روشColony PCR و پرایمرهای یونیورسال f۱۴ و r۱۴۹۲استفاده گردید. میزان مقاومت فشاری و برشی خاک، ۱۴ روز پس از تلقیح باکتری­های منتخب با استفاده از پنترومتر جیبی و توروین اندازه­گیری شد. پس از تعیین سرعت آستانه، خاک­های تلقیح شده در معرض تونل باد قرار گرفته و میزان هدررفت خاک در سرعت­های مختلف باد (۳/۱۷، ۰۹/۲۲ و ۲۰/۲۷ متر بر ثانیه) اندازه­گیری شد. نتایجباکتری­های مولد آنزیم اوره­آز با تغییر رنگ محیط کشت از زرد کم رنگ به صورتی تشخیص داده شدند. نتایج نشان داد که خاک­های این منطقه پتانسیل بالایی از نظر حضور باکتری­های مولد اوره­آز دارند. سه گونه منتخب براساس روش مولکولی تحت عنوان Bacillus thuringiensis، Bacillus sp. و Exiguobacterium sp. شناسایی شدند. در خاک­های تلقیح­شده با باکتری­های منتخب، مقاومت فشاری و برشی خاک در مقایسه با کنترل افزایش یافت. گونه­های .Bacillua sp (RIFR-U۷) و Exiguobacterium sp. (RIFR-U۱۰) به­ترتیب باعث بالاترین مقاومت فشاری (kg/cm۲ ۲۴۱/±۰ ۵۶/۱) و برشی (kg/cm۲ ۱۸/۶۶±۰/۲) شدند. سرعت آستانه برای نمونه کنترل m/s ۱۹/۱۲تعیین شد. اندازه­گیری هدررفت خاک در خاک­های تیمار شده با باکتری­های منتخب در سرعت­های مختلف منجر به کاهش هدررفت خاک در مقایسه با خاک­های کنترل شد. نتایج نشان داد که سویه .Bacillus sp (RIFR-U۷) بالاترین کارایی را در جلوگیری از هدررفت خاک داشت.نتیجه ­گیریافزایش مقاومت فشاری و برشی در خاک­های تیمار شده نشان داد که این باکتری­ها جزء تثبیت­کننده­های متوسط تا خوب برای افزایش مقاومت فشاری و بسیار خوب برای افزایش مقاومت برشی قابل ارزیابی هستند. بررسی نتایج تونل باد نشان داد که تلقیح گونه Bacillua sp. (RIFR-U۷) در مقایسه با دو باکتری دیگر می­تواند مقاومت بیشتری در برابر فرسایش بادی داشته باشد. در مجموع، بنظر می­رسد که براساس اینکه چه خصوصیتی از خاک بهبود یابد و یا هدف مقاومت در برابر چه نوع فرسایشی است، از گونه­های مختلف و یا ترکیبی از آنها باید استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

تونل باد ، فرسایش ، کربنات کلسیم ، مقاومت برشی ، مقاومت فشاری