اثر کرم خاکی بر سرعت نیتریفیکاسیون و آمونیفیکاسیون آرژینین در یک خاک آهکی تیمار شده با لجن فاضلاب شهری

آب و خاک

مقاله 6، دوره 30، شماره 3 - شماره پیاپی 47، مرداد 1395، صفحه 880-891   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v30i3.41169

نویسندگان

هانیه جعفری وفا^* ؛ فایز رئیسی؛ علیرضا حسین پور؛ زهره کریمی

دانشگاه شهرکرد

چکیده

کرم های خاکی یکی از مهم ترین جانوران خاک بوده و فعالیت آنها از شاخص های کیفی خاک به شمار می رود. این جانداران ممکن است تحت تأثیر افزودن پسماندهای آلی قرار گیرند. یکی از روش های سریع و آسان برای پایش کیفیت خاک در هنگام کاربرد لجن فاضلاب، استفاده از شاخص های زیستی از جمله فعالیت های میکروبی است. هدف این پژوهش ارزیابی اثر کرم خاکی بر سرعت نیتریفیکاسیون و آمونیفیکاسیون آرژینین به عنوان فعالیت میکروبی در خاک های تیمارشده با لجن فاضلاب شهری بود. تیمارهای آزمایش شامل لجن فاضلاب (بدون لجن و دارای 5/1 درصد لجن شهری)، و کرم خاکی (بدون کرم، آیزنیافتیدا، آلولوبوفورا کالیژینوزا و مخلوط این دو گونه) به صورت فاکتوریل (4×2) در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار بودند. لجن فاضلاب سرعت نیتریفیکاسیون و آمونیفیکاسیون آرژینین را به ترتیب به میزان 7/16 و 5/62 درصد افزایش داد که دلیل آن بالا بودن میزان مواد آلی و عناصر غذایی و همچنین غلظت پایین فلزات سنگین در پسماند آلی به کار برده شده می‌باشد. تلقیح کرم خاکی نیز این دو شاخص را تحت تأثیر قرار داد (001/0>p). به طور خلاصه، مصرف لجن فاضلاب شهری اثر تحریک کنندگی کرم خاکی را بر فعالیت میکروبی خاک کاهش داد که این کاهش در حضور گونه ی آیزنیافتیدا (اپی ژئیک) به دلیل تغذیه از لجن فاضلاب محسوس تر بود. علاوه بر این، اثر متقابل دو گونه ی کرم خاکی اغلب جمع پذیر (بدون اثر متقابل) بود.

کلیدواژه‌ها

شاخص زیستی؛ کیفیت خاک؛ معدنی شدن نیتروژن

مراجع

1- Alef K., and Kleiner D. 1987. Applicability of arginine ammonification as an indicator of microbial activity in different soils. Biology and Fertility of Soils, 5: 148-151.

2- Alef K., and Nannipieri P. 1995. Enzyme activities. p. 311-373. In: K. Alef and P. Nannipieri (eds) Methods in applied soil microbiology and biochemistry. Academic Press, New York.

3- Alef K., Beck T.H., Zelles L., and Kleiner D. 1988. A comparison methods to estimate microbial biomass and N-mineralization in agricultural and grassland soils. Soil Biology and Biochemistry, 20:561-565.

4- Amlinger F., Pollak M., and Favoino E. 2004. Heavy metals and organic compounds from wastes used as organic fertilizers. European Union, ANNEX2-Compost quality definition, legislation and standards.

5- Barrera I., Andres P., and Alcaniz J.M. 2001. Sewage sludge application on soil: effects on two earthworm species. Water, Air and Soil Pollution, 129: 319-332.

6- Bremner J.M. 1996. Nitrogen total. p. 1085-1121. In: D.L. Sparks (ed.) Methods of soil analysis. Part 3. Chemical methods. SSSA, Madison, WI.

7- Christensen B.T. 2004. Tightening the nitrogen cycle. In: Schjonning P. Elmholt S. and Christensen B.T. (eds) Managing soil quality challenges in modern agriculture. CAB International Publishing.

8- Dindar E., Sagban F.O.T., Alkan U., and Baskaya H.S. 2013. Effects of canned food industry sludge amendment on enzyme activities in soil with earthworms. Environmental Engineering and Management Journal, 12: 2407-2416.

9- Du Y.L., He M.M., Xu M., Yan Z.G., Zhou Y.Y., Guo G.L., Nie J., Wang L.Q., Hou H., and Li F.S. 2014. Interactive effects between earthworms and maize plants on the accumulation and toxicity of soil cadmium. Soil Biology and Biochemistry, 72: 193-202.

10- Edwards C.A., and Bohlen P.J. 1996. Biology and ecology of earthworms. Chapman and hall publishers, London, UK.

11- Fernandes S.A.P., Bettiol W., and Cerri C.C. 2005. Effect of sewage sludge on microbial biomass, basal respiration, metabolic quotient and soil enzymatic activity. Applied Soil Ecology, 30: 65-77.

12- Fernandez J.M., Plaza C., Garcia-Gil J.C., and Polo A. 2009. Biochemical properties and barley yield in a semiarid Mediterranean soil amended with two kinds of sewage sludge. Applied Soil Ecology, 42: 18-24.

13- Francis C.A., Beman J.M., and Kuypers M.M.M. 2007. New processes and players in the nitrogen cycle: the microbial ecology of anaerobic and archaeal ammonia oxidation. International Society for Microbial Ecology, 1: 19-27.

14- Gerardi M.H. 2002. Nitrification and denitrification in the activated sludge process. John Wiley and Sons, NewYork.

15- Karami M., Afyuni M., Rezainejad Y., and Schulin R. 2009. Heavy metal uptake by wheat from a sewage sludge-amended calcareous soil. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 83:51-61.

16- Knopp J.D., Coleman D.C., Crossley D.A., and Clark J.S. 2000. Biological indices of soil quality: an ecosystem case study of their use. Forest Ecology and Management, 138: 357-368.

17- Kocik A., Truchan M., and Rozen A. 2007. Application of willows (Salix viminalis) and earthworms (Eisenia fetida) in sewage sludge treatment. European Journal of Soil Biology, 43: 327-331.

18- Lindsay W.L., and Norvell W.A. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese, and copper. Soil Science Society of America Journal, 42:421-428.

19- Liu F., Zhu P., Sheng W., and Xue J. 2013. Sludge earthworm composting technology by Eisenia fetida. Journal of Material Cycles Waste Management, 15: 482-488.

20- McLean M.A., Migge K.S., and Parkinson D. 2006. Earthworm invasions of ecosystems devoid of earthworms: effects on soil microbs. Biological Invasions, 8: 1257-1273.

21- Mench M., Renella G., Gelsomino A., Landi L., and Nannipieri P. 2006. Biochemical parameters and by sludge-borne metals and remediated with inorganic soil amendments. Environmental Pollution, 144: 24-31.

22- Mulvaney R.L. 1996. Nitrogen-inorganic forms. p. 1152- 1155. In: D.L. Sparks (ed.) Methods of soil analysis. Part 3. Chemical methods. SSSA, Madison, WI.

23- Peacock A.D., Macnaughton S.J., Cantu J.M., Dale V.H., and White D.C. 2001. Soil microbial biomass and community composition along an anthropogenic disturbance gradient within a long-leaf pine habitat. Ecological Indicator, 1: 113-121.

24- Postma-Blaauw M.B., Bloem J., Faber J.H., Groenigen J.W.V., Goede R.G.M., and Brussaard L. 2006. Earthworm species composition affects the soil bacterial community and net nitrogen mineralization. Pedobiologia, 50: 243-256.

25- Roig N., Sierra J., Marti E., Nadal M., Schuhmacher M., and Domingo J.L. 2012. Long-term amendment of Spanish soils with sewage sludge: effects on soil functioning. Agriculture, Ecosystems and Environment, 158: 41-48.

26- Rost U., Joergensen R.G., and Chander K., 2001. Effects of Zn enriched sewage sludge on microbial activities and biomass in soil. Soil Biology and Biochemistry, 33: 633-638.

27- Tabachnick B.G., and Fidell L.S. 2012. Using Multivariate Statistics. 6th ed. Pearson Publisher, New Jersey.

28- Zaman M., Matsushima M., Chang S.X., Inubushi K., Nguyen L., Goto S., Kaneko F., and Yoneyama T. 2004. Nitrogen mineralization, N2O production and soil microbiological properties as affected by long-term applications of sewage sludge composts. Biology and Fertility of Soils, 40: 101-109.