بررسی پراکنش باکتری‌های حل‌کننده فسفات و فعالیت فسفاتازی خاک در کاربری‌های متفاوت

آب و خاک

مقاله 12، دوره 29، شماره 6، اسفند 1394، صفحه 1662-1673   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v29i6.39566

نویسندگان

محمدرضا ساریخانی^{* 1}؛ نسترن چلبیانلو²؛ سید سیامک علوی‌کیا²

¹تبریز

²دانشگاه تبریز

چکیده

به منظور بررسی تأثیر کاربری‌های مختلف، اثر اقلیم و خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت بر جمعیت حل‌کنندگان فسفات و فعالیت فسفاتاز اسیدی و قلیایی خاک، آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه‌ طرح کاملاً تصادفی درسه کاربری مختلف (لگوم، غلات و عدم‌کشت) با دو اقلیم متفاوت (نیمه‌مرطوب: منطقه فندقلو و نیمه‌خشک منطقه نمین- اردبیل) انجام شد. نتایج به دست آمده از شمارش جمعیت میکروبی در دو اقلیم نیمه‌مرطوب و نیمه‌خشک، بیشترین تعداد کل میکروبی را در کاربری لگوم (بیش از log cfu/g 6) نشان داد. همچنین بیشترین جمعیت باکتریهای حل‌کننده فسفات آلی و معدنی در کاربری عدم‌کشت تحت اقلیم نیمه‌مرطوب (زمین‌های تحت پوشش چمن و مرتع) مشاهده شد (log cfu/g 3/5). سنجش آنزیمی نیز نشان داد که میزان فسفاتاز اسیدی (µg pNP/g.h 430) در اقلیم نیمه‌مرطوب نسبت به نیمه‌خشک حدود سه برابر افزایش داشته است که این امر حاکی از تبعیت این آنزیم از رطوبت خاک و به تبع آن پوشش گیاهی بهتر و میزان مواد آلی بالا در اقلیم نیمه‌مرطوب می‌باشد که خود افزایش فعالیت ریزجانداران خاک و محتوای آنزیمی خاک را به دنبال دارد. همچنین، نتایج این تحقیق نشان داد که میزان تغییرات آنزیم فسفاتاز قلیایی تحت اثر متقابل اقلیم و کاربری بوده است که بالاترین میزان فعالیت این آنزیم تحت کاربری لگوم و اقلیم نیمه‌خشک مشاهده شد ( µg pNP/g.h810)، شاید بتوان pH بالاتر خاک در اقلیم نیمه‌خشک را دلیل این امر دانست، بعلاوه ممکن است حمایت ریزوسفر گیاهان لگوم از ریزجانداران مولد فسفاتاز قلیایی دلیل دیگری بر بالا بودن این پارامتر در کاربری لگوم نسبت به سایر کاربری‌ها باشد.

کلیدواژه‌ها

حل‌کنندگان فسفات؛ فسفاتاز اسیدی و قلیایی؛ فسفر

مراجع

1- Chavoshi A., Khademi H., and Norbakhsh F. 2004. Land usage type and Land Scape position effects on alkaline phosphatase activity. Agriculture Science, 35 (3): 741-751. (in Persian with English abstract)

2- Sarikhani M.R., and Malboobi M.A. 2011. Phytases: enzymology, molecular and biochemical characteristic and applications. Journal of Agricultural Biotechnology. 2 (2): 13-39. (in Persian with English abstract)

3- Sarikhani M.R., Malboobi. M.A., and Ebrahimi M. 2014. Phosphate solubilizing bacteria: Isolation of Bacteria and Phosphate Solubilizing Genes, Mechanism and Genetics of Phosphate Solubilization. Journal of Agricultural Biotechnology. 6(1): 76-110. (in Persian with English abstract)

4- Fallah Nosrat Abad A. 2012. Evaluation of relationships between soil properties and total bacteria and fungi in soils of Guilan. Journal of Soil Management and Sustainable Production. 2 (2): 49-68. (in Persian with English abstract)

5- Fallah Nosrat Abad A., Rahimian H., and Saleh Rastin N. 2001. Study of phosphate solubilizing microorganism’s distribution in some soils of Gilan province, Water and Soil Science, 17 (2): 345-383. (in Persian with English abstract)

6- Gollar Ata M., Raiese F., and Nadian H. 2008. Salinity and phosphorus interactions on growth, yield and nutrient uptake by berseem clover (Trifolium alexandrinum L.). Journal of Agronomic Researchs of Iran, 22 (2): 217-223. (in Persian with English abstract)

7- Amador J.A., Glucksman A.M., Lyons J.B. and Gorres J.H. 1997. Spatial distribution of soil phosphatase activity within a riparian forest. Soil Science, 162 (11): 808-823.

8- Baby U.I., Tensing Baliah N., Ponmurugan P. and Premkumar R. 2001. Population dynamics of nitrogen fixing and phosphate solubilizing bacteria in tea Soil. UpASI Tea Res. Found. Newsletter, 10:4.

9- Bandick A.K., and Dick R.P. 1999. Field management effects on soil en. zyme activities. Soil Biology Biochemistry 31: 1471-1479.

10- Cui J., and Holden N.M. 2015. The relationship between soil microbial activity and microbial biomass, soil structure and grassland management. Soil and Tillage Research, 146A: 32–38.

11- Dick R.P., Doran J.W., Coleman D.C., Bezdicek D.F., and Stewart B.A. 1994. Soil enzyme activities as indicators of soil quality. American Journal of Soil Science Society. Special Publication, 35: 107-124.

12- Dick R.P., Myrold D.D., and Kerle E.A. 1988. Microbial biomass and soil enzyme activities in compacted and rehabilitated Skil trail soil. American Journal of Soil Science Society, 52: 512-516.

13- Fageria N.K. 2009. The use of nutrients in crop plants. Taylor and Francis Group, LLC. New York.

14- Gee G.W., and Bauder J.W. 1986. Particle size analysis. Methods of Soil Analysis. Part1, Physical and mineralogical methods. American Society Agronomy Publication. 383-411.

15- Gupta V.V.S.R., and Germida J.J. 1988. Distribution of microbial biomass and its activity in different soil aggregate size classes as affected by cultivation. Soil Biol. Biochem. 20: 777-786.

16- Han X.M., Wang R.Q., Liu J., Wang M.C., Zhou J., and Guo W.H. 2007. Effects of vegetation type on soil microbial community structure and catabolic diversity assessed by polyphasic methods in North China. Journal of Environmental Sciences, 19(10): 1228–1234.

17- Hedlund K. 2002. Soil microbial community structure in relation to vegetation management on former agricultural land. Soil Biology and Biochemistry, 34: 1299–1307.

18- Johnson N.C., Copeland P.J., Crookston R.K., and Pfleger F.L. 1992. Mycorrhizae: Possible explanation for yield decline with continuous corn and soybean. Agron. J., 84: 387-390.

19- Khan A., Jilani G., Akhtar M.S., Saqlan Naqvi S.M., and Rasheed M. 2009. Phosphorus solubilizing bacteria: Occurrence, Mechanisms and their role in crop production. Agricultural biology Science, 1(11): 48-58.

20- Liang Q., Chen H., Gong Y., Yang H., Fan M., and Kuzyakov Y. 2014. Effects of 15 years of manure and mineral fertilizers on enzyme activities in particle-size fractions in North China Plain soil. European Journal of Soil Biology, 60: 112-119.

21- Malboobi M.A., Owlia P., Behbahani M., Sarokhani E., Moradi S., Yakhchali B., Deljou A., and Morabbi Heravi K. 2009. Solubilization of organic and inorganic phosphates by three highly efficient soil bacterial isolates. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 25: 1471–1477.

22- Monreal C.M., and Bergstrom D.W. 2000. Soil enzymatic factors expressing the influence of land use, tillage system and texture on soil biochemical quality. Canadian Journal of Soil Science 80: 419-428.

23- Omidi H., Tahmasebi Z., Torabi H., and Miransari M. 2008. Soil enzyme activities and available P and Zn as affected by tillage practices, Canola (Brassica napus L.) cultivars and planting dates. European Journal of Soil Bioloy, 44: 443-450.

24- Pandey D., Agrawal M., and Bohra J.S. 2014. Effects of conventional tillage and no tillage permutations on extracellular soil enzyme activities and microbial biomass under rice cultivation. Soil and Tillage Research, 136: 51-60.

25- Ponmurgan P., and Gopi. C. 2006. Distributation pattern and screening of phosphate solubilizing bacteria selected form different food and forage crops. Journal of Agronomy, 5(4): 600-604.

26- Rodrıguez H., and Fraga R. 1999. Phosphate solubilizing bacteria and their role in plant growth promotion. Biotechnology Advances, 17: 319 –339.

27- Sarikhani M.R., Malboobi M.A., Aliasgharzad N., Greiner R., and Yakhchali. 2010. Functional screening of phosphatase-encoding gene from bacterial sources. Iranian Journal of Biotechnology 8(4): 275-279.

28- Shahbazi F., Aliasgharzad N., Ebrahimzad S.A., and Najafi N. 2013. Geostatistical analysis for predicting soil biological maps under different scenarios of land use. European Journal of Soil Biology, Volume 55. 20-27.

29- Sperber J.I. 1985. The incidence of apatite solubilizing organisms in the rhizosphere. Australian Journal of Agricultural research, 9: 778-781.

30- Tabatabai M.A., Weave R.W., Angle S., Bottomley P., Bezdicek D., Smith S., Tabatabai A., and Wollum A. 1994. Soil enzyme, Methods in soil Analysis, part 2: Microbiological and Biochemical properties.

31- Wei K., Chen Z.H., Zhang X.P., Liang W.J. and Chen L.J. 2014. Tillage effects on phosphorus composition and phosphatase activities in soil aggregates. Geoderma, 217-218: 37-44.

32- Xue-mei H., Ren-qing W., Jian L., Meng-cheng W., Juan Z., and Wei-hua1 G. 2007. Effects of vegetation type on soil microbial community structure and diversity assessed by polyphasic methods in North China. J. Environ. Sci., 19: 228–1234.