پاسخ فرایندهای تنفس القا شده با سوبسترا و معدنی شدن نیتروژن خاك به ایزومرهای ال و دی برخی آمینواسیدها
تاریخ دفاع
مقطع تحصیلی
كارشناسی ارشد
گروه آموزشی
علوم و مهندسی خاك
استاد
فرشید نوربخش
آمینواسیدها در حالت مونومر یا پلیمر(پلی پپتید یا پروتئین) بیشترین ورودی نیتروژن آلی را در بیشتر خاک ها فراهم میکنند. آمینواسید ها دارای ایزومر های کایرال هستند که صفات مولکولی مشابه ولی آرایش فضایی متفاوت دارند و با پیشوندهای ال و دی نامگذاری میشوند. ال-آمینواسیدها و دی-آمینواسیدها را میتوان سوبستراهای طبیعی جامعه میکروبی خاک محسوب نمود. ایزومرهای نوری مختلف آمینواسیدها از نظر کیفی و کمی پاسخ تنفسی متفاوتی را هنگام افزودن به خاک القا میکنند. گمان بر این است که در شرایط استرس، میکروارگانیسم های خاک به ضرورت تأمین نیازمندی های کربن و انرژی خود تمایز کمتری بین دو شکل ایزومر نوری آمینواسید ها قائل میشوند. این پژوهش با اهداف زیر انجام شد: الف) بررسی و مقایسه اثر سطوح مختلف تنش شوری در خاکهای آهکی، بر ترجیح ایزومرهای ال و دی آمینواسیدهای آلانین، گلوتامین و تریپتوفان در تنفس میکروبی القاشده و معدنی شدن نیتروژن ب ) تأثیرافزودن کربنات کلسیم بر ترجیح نسبی ایزومرهای ال و دی آمینواسیدهای آلانین و گلوتامین در تنفس میکروبی القا شده و معدنی شدن نیتروژن در یک خاک اسیدی ج) بررسی پاسخ سینتیک معدنی شدن کربن به ایزومرهای نوری آلانین در حضور اویسل به عنوان منبع کربن. بدین منظور دو نمونه مرکب سطحی(0 تا 15 سانتی متری) از گستره خاکهای آهکی مناطق لورک و شرودان و یک نمونه از گستره خاک های اسیدی چای کاری استان گیلان برداشت شد. خاکهای آهکی با مقدار مناسبی از نمک کلرید سدیم جهت افزایش هدایت الکتریکی به 23 دسی زیمنس بر متر مخلوط شدند. خاک اسیدی نیز با مقدار 16 میلی گرم بر گرم کربنات کلسیم به منظور افزایش pH خاک مخلوط شد. به منظور بررسی اثر سطوح مختلف شوری بر ترجیح ایزومرهای ال به دی، گلوکز و ایزومر ال و دی آمینواسیدهای آلانین و گلوتامین و تریپتوفان به خاک های آهکی اضافه شد و تمامی تیمارها در دو سطح شوری طبیعی و شورشده به کار رفت. جهت بررسی اثر کربنات کلسیم بر ترجیح ایزومرهای ال و دی سوبستراهای گلوکز و ایزومر ال و دی آمینواسیدهای آلانین و گلوتامین به خاک اضافه شد و تمامی تیمارها در دو سطح شرایط طبیعی و افزودن کربنات کلسیم به کار گرفته شد. تنفس میکروبی خاک در مدت زمان 5 و 24 ساعت، نسبت تنفسی ایزومر ال به دی در مدت زمان 5 و 24 ساعت، کسر متابولیک، معدنی شدن/ایموبیلیزاسیون خالص نیتروژن در پایان 24 ساعت انکوباسیون و نسبت نیتروژن معدنی ایزومر ال به دی در خاک های آهکی غیرشور، آهکی شورشده، اسیدی و اسیدی حاوی حاوی کربنات کلسیم اندازه گیری شد. به منظور بررسی پاسخ سینتیک معدنی شدن کربن به ایزومرهای نوری آلانین، کربن معادل 5 گرم بر کیلوگرم از منبع اویسل با خاک منطقه لورک مخلوط گردید. سپس نیتروژن معادل 100 میلی گرم بر کیلوگرم از منابع نیترات آمونیوم و ایزومر ال و دی آمینواسید آلانین به خاک اضافه گردید و همراه با تیمار اویسل و تیمار شاهد به مدت 30 روز در انکوباتور قرار داده شد. معدنی شدن کربن در زمان های متعدد و میزان معدنی شدن/ایموبیلیزاسیون نیتروژن در پایان 30 روز انکوباسیون اندازه گیری شد. نتایج این پژوهش نشان داد که تنش شوری منجر به کاهش تنفس میکروبی در بازه زمانی 5 و 24 ساعت در خاک های آهکی گردید. همچنین تنش شوری منجر به کاهش تمایز بین ایزومرهای آمینواسیدها در تنفس میکروبی بازه زمانی 24 ساعت در خاک منطقه لورک گردید در حالی که این رفتار در بازه زمانی 5 ساعت تنها در خاک منطقه شرودان مشاهده شد. مقادیر کسر متابولیک در پی شور کردن خاک های آهکی افزایش یافت که نشان دهنده وجود شرایط تنش بر میکروارگانیسم های خاک است. ضمنا مقادیر نسبت تنفسی ال به دی در بازه زمانی 5 ساعت خاک شرودان نیز با وقوع شوری از مقادیر 85/0 به 98/0 افزایش یافت. نزدیک شدن این نسبت به مقدار 0/1 دلالت بر کاهش تمایز بین ایزومرها در شرایط وقوع تنش دارد. با وقوع تنش شوری، تمایز بین دو ایزومر برای فرآیند معدنی شدن نیتروژن در خاک منطقه لورک از بین رفت. در حالی که در خاک منطقه شرودان علی رغم کاهش معنی دار سرعت فرآیند معدنی شدن در ایزومرهای آمینواسیدها، همچنان تمایز بین ایزومرها دیده شد. اعمال کربنات کلسیم به خاک اسیدی منجر به افزایش تنفس میکروبی در بازه زمانی 5 و 24 ساعت شد در حالی که مقادیر معدنی شدن نیتروژن کاهش یافت. بعلاوه مقادیر کسر ال به دی بازه زمانی 24 ساعت در اثر حضور کربنات کلسیم در خاک اسیدی کاهش یافت. نتایج بررسی پاسخ سینتیک معدنی شدن کربن به ایزومرهای نوری آلانین و نیترات آمونیوم در حضور منبع کربن اویسل نشان داد که بیشترین میزان کربن معدنی مربوط به خاکهای حاوی اویسل و تیمارشده با نیترات آمونیوم و دی-آلانین و کمترین مقدار آن مربوط به تیمار شاهد است. از برازش نمودارهای معدنی شدن کربن آ

