فناوری نوین تلقیح سیانوباکتریایی در مهار فرسایش: تحلیل حساسیت سطوح مختلف غلظت در کاهش مخاطرات زیست محیطی و تقویت پایداری اکوسیستمی

فرسایش بادی در مناطق خشک و نیمه خشک، یکی از مهمترین تهدیدهای زیست محیطی به شمار می رود که پایداری اکوسیستم ها، بهرهوری منابع طبیعی و معیشت جوامع انسانی را به طور جدی تحت تاثیر قرار می دهد. در سال های اخیر، به منظور مقابله با این چالش و دستیابی به راهکارهای سازگار با محیط زیست، گرایش فزاینده ای به بهره گیری از فناوری های نوین زیستی در مدیریت و حفاظت خاک به وجود آمده است. در این راستا، سیانوباکترها به عنوان میکروارگانیسم های فتواتوتروف و بومی خاک های مناطق خشک، به دلیل توانایی های منحصربه فردشان در تثبیت ذرات خاک، تولید پلی ساکاریدهای خارج سلولی، تشکیل بیوفیلم و کاهش فرسایش بادی، به طور روزافزون مورد توجه قرار گرفته اند. این مطالعه با هدف بررسی تاثیر تلقیح زیست توده سیانوباکتریایی بر تثبیت خاک های مستعد فرسایش در بستر خشک شده در یاچه ارومیه انجام شد. نمونه های خاک از منطقه جبل کندی جمع آوری و با غلظت های مختلف (۰، ۱، ۳ و ۶ گرم بر مترمربع) از زیست توده سیانوباکتریایی تلقیح گردیدند. پس از گذشت ۱۲۰ روز، سینی های حاوی خاک تلقیح شده در تونل باد با سرعت ۲۰ متر بر ثانیه قرار داده شدند و میزان هدررفت خاک در بازه های زمانی ۵ دقیقه ای اندازه گیری شد. کاربرد زیست توده سیانوباکتریایی در غلظت ۶ گرم بر مترمربع، کاهش قابل توجهی در فرسایش بادی ایجاد کرد، به طوری که در این غلظت، کاهش فرسایش نسبت به تیمار شاهد، در بازه های زمانی ۰ تا ۵، ۵ تا ۱۰، ۱۰ تا ۱۵ و ۱۵ تا ۲۰ دقیقه به ترتیب ۹۹.۹٪، ۹۹.۶٪، ۹۹.۸٪ و ۹۹.۴٪ بود. حتی تحت تاثیر باد طولانی مدت (۲۵–۳۰ دقیقه)، این تیمار کاهش ۹۵.۹٪ را حفظ نمود که نشاندهنده پایداری عملکرد ناشی از مکانیسم های زیستی نظیر تشکیل پوسته بیوتیک و ترشح پلی ساکاریدهای خارج سلولی است. غلظت های ۱ و ۳ گرم بر مترمربع تنها در فازهای اولیه (۰–۱۵ دقیقه) کاهش نسبی فرسایش (۱۵–۱۷ برابری) نشان دادند، اما در مواجهه با تنش مداوم باد (۲۰–۳۰ دقیقه)، به طور متناقضی با افزایش چشمگیر فرسایش همراه شدند. تحلیل سطح پاسخ نیز نشان داد که شرایط بهینه برای کاهش فرسایش در بیشترین غلظت زیست توده و بیشترین زمان اعمال باد به دست می آید و همچنین یک آستانه غلظتی بحرانی (≥۶ گرم بر مترمربع) برای دستیابی به پایداری خاک را تایید می کند. این یافته ها نشان می دهد که استفاده هدفمند از سیانوباکترها می تواند به عنوان روشی پایدار و موثر در کاهش فرسایش بادی در اراضی حساس و آسیب پذیر مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

فناوری تثبیت زیستی ، تلقیح سیانوباکتریایی ، کنترل فرسایش ، مدیریت پایدار اراضی ، بیابان زدایی ، تثبیت ریزگرد