پیامد باکتری‌های باسیلوس در آزادسازی فسفر از پسماند جامد کارخانه روغن‌کشی در یک خاک آهکی

آب و خاک

مقاله 10، دوره 34، شماره 1 - شماره پیاپی 69، فروردین 1399، صفحه 129-143   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v34i1.80353

نویسندگان

محمدباقر فرهنگی^* ؛ نسرین قربان زاده؛ محمود فاضلی سنگانی؛

دانشگاه گیلان

چکیده

پسماندها دارای مواد آلی بالا و عناصر غذایی از جمله فسفر هستند. این پژوهش با هدف بررسی فسفر قابل دسترس خاک پس از افزودن پسماند جامد کارخانه روغن­کشی به خاک انجام شد. باکتری باسیلوس بومی با توان انحلال فسفر جداسازی شد. خاک با سطوح مختلف پسماند (2 و 4 درصد) مخلوط شد و باکتری­های باسیلوس بومی و باسیلوس پرسیکوس (106 یاخته در گرم مخلوط) به آنها مایه­زنی شد. سطوح صفر پسماند و مایه­زنی نشده با باکتری هم به عنوان تیمارهای شاهده در آزمایش گنجانده شد. خاک­ها در دمای آزمایشگاه و رطوبت FC 7/0 به مدت 6 ماه انکوباسیون شده و در زمان­های صفر، 2، 7، 14، 28، 42، 56، 86، 116، 146 و 176 روز از آنها نمونه­برداری شد. ویژگی­هایی مانند pH، کربن آلی (OC)، تنفس پایه میکروبی (BR)، فسفر قابل دسترس (Pava) و فعالیت آنزیم فسفاتاز در خاک­ها اندازه­گیری شد. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل و در سه تکرار انجام شد. پیامد پسماند، باکتری، زمان و برهم­کنش آن­ها بر بیشتر ویژگی­های اندازه­گیری شده معنی­دار بود (05/0p<) بود. پسماند سبب افزایش OC، Pava و BR شد و pH را کاهش داد. مایه­زنی خاک با باکتری­ها سبب کاهش OC، Pava و BR شد. بالاترین مقدار Pava در خاک­های دارای 4% پسماند مایه­زنی نشده با باکتری­ها (mg Kg-1 7/142) به دست آمد اما در بین خاک­های دارای 2% پسماند، خاک مایه­زنی شده با باکتری باسیلوس بومی، Pava بالاتری داشت. در کل، کاربرد پسماند جامد کارخانه روغن­کشی سبب بهبود ویژگی­های زیستی خاک و افزایش فسفر قابل دسترس شد. 

کلیدواژه‌ها

آنزیم فسفاتاز؛ باکتری‌های حل‌کننده فسفر؛ تنفس میکروبی؛ کربن آلی

مراجع

1- Ajami M., Khormali F., Ayoubi Sh., and Amoozadeh Omrani R. 2006. Changes in soil quality attributes by conversion of land use on a loess hillslope in Golestan Province, Iran. 1th international soil meeting (ISM) on soil sustaining life on earth, Managing Soil and Technology, 501-504.

2- Alvarez M., Huygens D., Diaz L.M., Villanueva C.A., Heyser W., and Boeckx P. 2012. The spatial distribution of acid phosphatase activity in ectomycorrhizal tissue depend on soil fertility and morphotype, and relates to host plant phosphorus uptake. Plant, Cell and Environment 35: 126-135.

3- Anderson T.H., and Domsch K.H. 1993. The metabolic quotient from CO2 (qCO2) as a specific activity parameter to assess the effects of environmental conditions, such as pH, on the microbial biomass of forest soils. Soil Biology and Biochemistry 25: 393-395.

4- Bloemberg G.V., Lugtenberg B.J.J. 2001. Effect of seed bacterization with fluorescent Pseudomonas on growth promotion of Jute in Terai zone of west Bengal, India. International Journal of current Microbiology and Applid Scienes 4: 343-350.

5- Chakarborty U., Chakraborty B.N., and Basnet M. 2006. Plant growth promotion and induction of resistance in Camellia chninesis by Bacillus megatarium. Journal of Basic Microbiology 46(3): 186-195.

6- Choudhary D.K., and Johri B.N. 2009. Interactions of Bacillus spp. and plants-with special reference to induced systemic resistance (ISR). Microbiological Research 164: 493-513.

7- Environmental regulations for reuse and recycling of waste water, 1389. Bulten No 535, Deputy Director of Strategic Control, Ministry of Energy, Iran. (In Persian)

8- Gomez-Munoz B., Hatch D.J., Bol R., and Garcia-Ruiz R. 2012. The compost of olive mill pomace: from a waste to a resource – environmental benefits of its application in olive oil groves. Chapter 20.

9- Gregorich E.G. and Carter M.R., 2007. Soil Sampling and Methods of Analysis. CRC press.

10- Hammond J.P., Broadley M.R., and White P.J. 2004. Genetic responses to phosphorus deficiency. Annals of Botany 94: 323-332.

11- Henkin T.M. 2016. Classic spotlight: bacterial endospore resistance, structure, and genetics. Journal of Bacteriology 198(14): 1904.

12- Khan A., Jilani G., Akhtar M.S., Saqlan Naqv S.M., and Rasheed M. 2009. Phosphorus solubilizing bacteria: occurrence, mechanisms and their role in crop production. Agricultural Biology Science 1(11): 48-58.

13- Khosro M. 2012. Phosphorus solubilizing bacteria: occurrence, mechanisms and their role in crop production, Resources and Environment 2(1): 80-85.

14- Kirsten S.H., Donald R.Z., Kelly K.M., and Julie D.J. 2011. Changes in forest soil organic matter pools after a decade of elevated CO2 and O3, Soil Biology and Biochemistry, 43(7): 1518-1527.

15- Kloepper J.W., Ryu C. M., and Zhang S. 2004. Induce systemic resistance and promotion of plant growth by Bacillus spp. Phytopathology 94: 1259-1266.

16- Kourtev P.S., Ehrenfeld J.G., and Huang W.Z. 2002. Enzyme activities during litter decomposition of two exotic and two native plant species in hardwood forests of New Jersey. Soil Biology and Biochemistry 34: 1207-1218.

17- Leboffe M.J., and Pierce B.E. 2012. Microbiology: Laboratory Theory and Application," Morton Publishing Company.

18- Loveland P., and Webb J. 2003. Is there a critical level of organic matter in the agricultural soils of temperate regions: a Review. Soil and Tillage Research 70: 1-18.

19- Marhual N.P., Pradhan N., Mohanta N.C., Sukla L.B., and Mishra B.K. 2011. Dephosphrization of LD slag by phosphorus solubilising bacteria, International Biodeterioration and Biodegradation 65: 404-409.

20- Marin L., and Fernandez-Escobar R. 1997. Optimization of nitrogen fertilization in olive orchards. In: Val, J., Montanes, L., Monge, E., (Eds.), Proceedings of the Third International Symposium on Mineral Nutrition of Deciduous Fruit Trees, Zaragoza, Spain, 411-414.

21- Mekki A., Arous F., Aloui F., and Sayadi S. 2013. Disposal of agro-industrials wastes as soil amendments. American Journal of Environmental Science 9(6): 458-469.

22- Navaro A.F., Cegarra J., Roig A., and Garcia D. 1993. Relationship between organic matter and carbon contents of organic wastes. Bioresource Technology 44(33): 203-207.

23- Regni L., Nasini L., Ilarioni L., Brunori A., Massaccesi L., Agnelli A., and Proietri P. 2017. Long term amendment with fresh and composted solid olive mill waste on olive grove affects carbon sequestration by pruning, fruits, and soil. Front Plant Science 7: 2042.

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

25- Roldan A., Salinas G.J.R., Alguacil M.M., Diaz E., and Caravaca F. 2005. Soil enzyme activities suggest advantages of conservation tillage practices in sorghum cultivation under subtropical conditions. Geoderma 129: 178–185.

26- Saadi I., Laor Y., Raviv M., and Medina S. 2007. Land spreading of olive mill wastewater: effects on soil microbial activity and potential phytotoxicity. Chemosphere 66(1): 75-83.

27- Sankaralingam S., Harinathan B., Shankar T., Prabhu D., and Peer M. 2014. Effect of phosphate solublizing bacteria on growth and development of Sesbania grandiflora and Moringa oleifera. Sciences Agriculture 3(2): 88-96.

28- Shahab S., and Ahmed N., and Khan N.S. 2009. Indole acetic acid production and enhanced plant growth promotion by indigenous PSBs. African Journal of Agricultural Research 4(11): 1312-1316.

29- Sharma K., Dak G., Agarwal A., Bhatnagar M., and Sharma R. 2007. Effect of phosphate solubilizing bacteria on the the germination of Cicer arienatum seeds and seedling growth. Journal of Herbal Medicine and Toxicology 1(1): 61-63l.

30- Sharma R.K., Arawal M., and Marshalla F.M. 2006. Heavy metal contamination in vegetables grown in wastewater irrigated areas of Varanasi, India. Bulletion of Environmental contamination and Toxicology 77: 312-318.

31- Sierra J., Fontaine S., and Desfontaines L. 2001. Factors controlling N mineralization, nitrification and nitrogen losses in an Oxisol amended with sewage sludge. Soil Research 39: 519-534.

32- Sturz A.V., and Christie B.R. 2003. Beneficial microbial alleloplathies in the root zone: the management of soil quality and plant disease with rhizobacteria. Soil and Tillage Research 72: 107-123.

33- Tabatabai M.A. 1982. Soil enzymes, Methods of Soil Analysis. Part 2. American Society of Agronomy, Madison, WI, USA, 539–579.

34- Vessey J.K. 2003. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers. Plant and Soil 255: 571–586.

35- Violante A., and Pigna M. 2002. Competitive sorption of arsenate and phosphate on different clay minerals and soils. Soil Science Society of American Journal 66: 1788-1796.

36- 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.