پیامد ترکیب‌های درختی مختلف و ویژگی‌های خاک بر جامعه میکروبی خاک

آب و خاک

مقاله 6، دوره 31، شماره 5 - شماره پیاپی 55، دی 1396، صفحه 1409-1422   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v31i5.62819

نویسندگان

سمانه تاجیک¹؛ شمس الله ایوبی^{* 1}؛ جهانگیر خواجه علی¹؛ شعبان شتایی²

¹دانشگاه صنعتی اصفهان

²دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

ریزجانداران خاک جزء ضروری سیستم زنده و پویای جنگل‌ها هستند و نقش کلیدی در دگرگونی و تبدیل عناصر غذایی و فروزینگی مواد آلی ایفا می‌کنند. ارتباط بین درختان و ترکیب‌های درختی گوناگون با ریزجانداران‌خاک کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور در این پژوهش برای بررسی پیامد ترکیب‌های درختی گوناگون بر جامعه میکروبی خاک از عمق 0-10 سانتی‌متری یازده ترکیب درختی مختلف نمونه‌برداری انجام گرفت. از آنالیز اسیدهای چرب فسفولیپدی (PLFA) برای بدست آوردن ساختار جامعه میکروبی در خاک استفاده شد. نتایج نشان دادند درختان به همراه ویژگی‌های خاک بر جامعه میکروبی خاک تأثیر دارند. تقریبا تمامی گروه‌های میکروبی ارتباط مثبت و معنی‌داری با مقدار کربن آلی، نیتروژن کل و تنفس میکروبی خاک داشتند. تغییرات پروتوزوئرها متفاوت از سایر گروه‌های میکروبی بود و بیشتر از آنها تحت تأثیر ویژگی‌های خاک قرار گرفت. آنها همبستگی منفی و معنی‌داری با pH، کربنات کلسیم معادل، EC و شن داشتند. اما همبستگی آنها با سیلت مثبت و معنی‌دار بود. ترکیب درختی سه تایی ممرز-پلت-انجیلی بهترین شرایط برای ریزجانداران خاک را داشت و پلات‌هایی که تنها ممرز داشته‌اند دارای کمترین مقادیر ریزجانداران بودند. بنابراین، تغییر در ترکیب گونه‌های درختی همراه با تغییر در ویژگی‌های خاک منجر به تغییر در ترکیب و تنوع منابع در دسترس و شرایط زیستی برای ریزجانداران خاک می‌شود.

کلیدواژه‌ها

اسیدهای چرب فسفولیپید؛ افرا پلت؛ انجیلی؛ ترکیب درختان؛ ممرز

مراجع

1. Aislabie J., Deslippe J.R., and Dymond J.R. 2013. Soil microbes and their contribution to soil services. Ecosystem Services in New Zealand - Conditions and Trends, 143–161.

2. Ayres E., Steltzer H., Berg S., Wallenstein M.D., Simmons B.L., and Wall D.H. 2009. Tree species traits influence soil physical, chemical, and biological properties in high elevation forests. PLoS ONE, 4:e5964.

3. Bach E.M., Baer S.G., Meyer C.K., and Six J. 2010. Soil texture affects soil microbial and structural recovery during grassland restoration. Soil Biology and Biochemistry, 42:2182–2191.

4. Bremner J.M., and Mulvaney C.S. 1982. Nitrogen—total. American Society of Agronomy, Soil Science Society of America.

5. Buyer J.S., Roberts D.P., and Russek-Cohen E. 1999. Microbial community structure and function in the spermosphere as affected by soil and seed type. Canadian Journal of Microbiology, 45:138–144.

6. Cusack D.F., Silver W.L., Torn M.S., Burton S.D., and Firestone M.K. 2011. Changes in microbial community characteristics and soil organic matter with nitrogen additions in two tropical forests. Ecology, 92:621–632.

7. Eisenhauer A.N., Beßler H., Engels C., Gleixner G., Habekost M., Milcu A., Partsch S., Sabais A.C.W., Scherber C., Steinbeiss S., Weigelt A., Weisser W.W., and Scheu S. 2010. Plant diversity effects on soil microorganisms support the singular hypothesis. Ecology, 91:485–496.

8. Fang S., Liu D., Tian Y., Deng S., and Shang X. 2013. Tree species composition influences enzyme activities and microbial biomass in the rhizosphere: A rhizobox approach. PLoS ONE, 8:e61461.

9. Gee G.W., and Bauder J.W. 1979. Particle size analysis by hydrometer: A simplified method for routine textural analysis and a sensitivity test of measurement parameters. Soil Science Society of America Journal, 43:1004–1007.

10. Greaves J.E. 1922. Influence of salts on bacterial activities of soil. Botanical Gazette. 73:161–180.

11. Hackl E., Pfeffer M., Donat C., Bachmann G., and Zechmeister-Boltenstern S. 2005. Composition of the microbial communities in the mineral soil under different types of natural forest. Soil Biology and Biochemistry, 37:661–671.

12. Hesse P.R. 1971. A Text Book of Soil Chemistry Analysis. John Murray Ltd. London, 412:120–309.

13. Hoorman J.J. 2011. The role of soil protozoa and nematodes. Fact Sheet: Agriculture and Natural Resources.(Smith KL), The Ohio State University Extension, Colombus, Ohio, 1–5.

14. Jenkinson D.S., and Powlson D.S. 1976. The effects of biocidal treatments on metabolism in soil—V: a method for measuring soil biomass. Soil Biology and Biochemistry, 8:209–213.

15. Jones E.B.G., and Jennings D.H. 1965. The effect of cations on the growth of fungi. New Phytologist, 64:86–100.

16. Koorem K., Gazol A., Opik M., Moora M., Saks U., Uibopuu A., Sober V., and Zobel M. 2014. Soil nutrient content influences the abundance of soil microbes but not plant biomass at the small-scale. PLoS ONE, 9:e91998.

17. Liu D., Liu Y., Fang S., and Tian Y. 2015. Tree species composition influenced microbial diversity and nitrogen availability in rhizosphere soil. Plant Soil and Environment, 61:438–443.

18. Lundquist E.J., Scow K.M., Jackson L.E., Uesugi S.L., and Johnson C.R. 1999. Rapid response of soil microbial communities from conventional, low input, and organic farming systems to a wet/dry cycle. Soil Biology and Biochemistry, 31:1661–1675.

19. Marschner P., Yang C., Lieberei R., and Crowley D.E. 2001. Soil and plant specic effects on bacterial community composition in the rhizosphere. Soil Biology and Biochemistry, 33:1437–1445.

20. Merbach W., Mirus E., Knof G., Remus R., Ruppel S., Russow R., Gransee A., and Schulze J. 1999. Release of carbon and nitrogen compounds by plant roots and their possible ecological importance. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 162:373–383.

21. Miethling R., Wieland G., Backhaus H., and Tebbe C.C. 2000. Variation of microbial rhizosphere communities in response to crop species, soil origin, and inoculation with Sinorhizobium meliloti L33. Microbial Ecology, 40:43–56.

22. Nguyen C. 2003. Rhizodeposition of organic C by plants: mechanisms and controls. In Agronomie, 23: 375–396.

23. Nielsen M.N., Winding A., Binnerup S., Hansen B.M., Hendriksen N.B.and Kroer N. 2002. Microorganisms as indicators of soil health, Neri. National Environmental Research Institute, Denmark.

24. Rath K.M., Maheshwari A., Bengtson P. and Rousk J. 2016. Comparative toxicity of salts to microbial processes in soil. Applied and Environmental Microbiology. 82:2012–2020.

25. Ronn R., Vestergard M., and Ekelund F. 2012. Interactions between bacteria, protozoa and nematodes in soil. Acta Protozoologica, 51:223–235.

26. Rutherford P.M., and Juma N.G. 1992. Influence of soil texture on protozoa-induced mineralization of bacterial carbon and nitrogen. Canadian Journal of Soil Science. 72:183–200.

27. Schutter M.E., and Dick R.P. 2000. Comparison of fatty acid methyl ester (FAME) methods for characterizing microbial communities. Soil Science Society of America Journal, 64:1659–1668.

28. Shataee Jouibary S. 2003. Survey possibility forest type map using satellite data the case study nowshahr Khairoud kenar. Forestry Ph.D. Thesis. Natural Resource Faculty of Tehran University, 155p.

29. Shi D., and Wang D. 2005. Effects of various salt-alkaline mixed stresses on Aneurolepidium chinense (Trin.) Kitag. Plant and Soil, 27(1):15–26.

30. Six J., Elliot E.T., and Paustian K. 2000. Soil microaggregate turnover and microaggregate formation: a mechanism for C organic under no-tillage agriculture. Soil Biology and Biochemistry, 32:2099–2103.

31. Stephan A., Meyer A.H., and Schmid B. 2000. Plant diversity affects culturable soil bacteria in experimental grassland communities. Journal of Ecology, 88:988–998.

32. Urbanova M., Snajdr J., Baldrian P., Urbanova M., Snajdr J., and Baldrian P. 2015. Composition of fungal and bacterial communities in forest litter and soil is largely determined by dominant trees. Soil Biology and Biochemistry, 84:53–64.

33. Whitman W.B., Coleman D.C., and Wiebe W.J. 1998. Prokaryotes: the unseen majority. Proceedings of the National Academy of Sciences, 95:6578–6583.

34. Williams M.A., Myrold D.D., and Bottomley P.J. 2006. Carbon flow from 13C-labeled straw and root residues into the phospholipid fatty acids of a soil microbial community under field conditions. Soil Biology and Biochemistry, 38:759–768.

35. Yan N., Marschner P., Cao W., Zuo C., and Qin W. 2015. Influence of salinity and water content on soil microorganisms. International Soil and Water Conservation Research, 3:316–323.

36. Zelles L. 1999. Fatty acid patterns of phospholipids and lipopolysaccharides in the characterization of microbial communities in soil: A review. Biology and Fertility of Soils, 111–129.