Skip to main content
SUPERVISOR
Farshid Noorbakhsh,Majid Afyuni
فرشید نوربخش (استاد راهنما) مجید افیونی مبارکه (استاد مشاور)
 
STUDENT
Safoora Nahidan Lonbani
صفورا ناهیدان لنبانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

The effect of soil organic C management history on Beta-glucosidase response to heavy metals
Soil organic matter is an index of soil quality and health. Intensive cultivation without crop rotation, deforestation, residue burning and land use change have resulted in decreasing the soil C storage and hence, on some soil biological properties. The objectives of this study were to investigate i) the effects of soil organic C management history on the sensitivity of different pools of Beta-glucosidase to heavy metals; ii) kinetic behavior of the enzyme as affected by Pb contamination. The soil samples were collected from 0-15 cm depth of two regions: 1) An oak forest with its cultivated counterpart in Lordegan region; and 2) a soil under two long-term cultivation of alfalfa and festuca in Fozveh region. Net N mineralization, L-arginine ammonification, microbial biomass C, metabolic quotient, microbial quotient, Beta-glucosidase activity and the enzyme activity to OC ratio were determined. Results indicated that in the Lordegan region, most of the biological properties decreased, significantly. In the Fozveh region the biological properties were often higher in the soil under alfalfa cultivation. Similarly, potentially mineralizable C were also greater in forested versus cultivated and alfalfa versus festuca in the Lordegan and Fozveh regions, respectively. It was also observed that, the sensitivity of the stabilized pools of the enzyme were less sensitive to the heavy metals, except for Pb. The kinetic parameters of Beta-glucosidase (V max and K m ) were both decreased when the soils were contaminated with Pb and therefore, a non-competitive inhibition has happened by Pb to the enzyme. Overall, we can clearly conclude that management practices may influence the sensitivity of Beta-glucosidase to heavy metals through changing the quantity and quality of the soil C storage. Moreover, the degrees of enzyme inhibition among different fractions of the soil enzyme pool were not identical. It was also concluded that Pb has a non-competitive inhibition mechanism on soil Beta-glucosidase.
ماده آلی خاک یکی از شاخص های مهم کیفیت و سلامت خاک محسوب شده و به شدت تحت تاثیر مدیریت اعمال شده بر خاک قرار می گیرد. مدیریت های غیر اصولی خاک مانند کشت متراکم بدون تناوب زراعی، جنگل زدایی، سوزاندن بقایای گیاهی و تغییرات کاربری اراضی باعث کاهش ماده آلی خاک شده و اثرات نامطلوبی بر خصوصیات بیولوژیکی خاک و از جمله آنزیم ها بر جای می گذارد. بنابراین تحقیق حاضر با هدف بررسی تاریخچه مدیریت کربن آلی، بر حساسیت ذخایر مختلف آنزیم بتاگلوکوزیداز به فلزات سنگین و همچنین بررسی سینتیک این آنزیم در خاک های آلوده به سرب در مقایسه با خاک های غیرآلوده صورت گرفت. نمونه برداری از عمق 0- 15 سانتی متری خاک جنگلی بلوط و تحت کشت منطقه لردگان و همچنین از دو کشت یونجه و فستوکا در ایستگاه تحقیقاتی فزوه انجام شد. جهت دستیابی به اهداف این تحقیق ابتدا خصوصیات بیولوژیکی خاک شامل معدنی شدن خالص نیتروژن، ال- آرجینین آمونیفیکاسیون، کربن توده زنده میکروبی، کسر متابولیکی، کسر میکروبی، فعالیت آنزیم بتاگلوکوزیداز و نسبت فعالیت این آنزیم به کربن آلی خاک تعیین شد. نتایج نشان داد که در منطقه لردگان با تغییر کاربری از جنگل به تحت کشت، ال- آرجینین آمونیفیکاسیون، کربن توده زنده میکروبی، کسر متابولیکی و فعالیت آنزیم بتاگلوکوزیداز کاهش ولی معدنی شدن خالص نیتروژن، کسر میکروبی و نسبت فعالیت آنزیم بتاگلوکوزیداز به کربن آلی خاک افزایش یافت. همچنین در ایستگاه تحقیقاتی شهید فزوه، بیشترین مقدار این خصوصیات به غیر از کسر متابولیکی، به مدیریت کشت یونجه اختصاص یافت. جهت مطالعه اثرات مدیریت بر کیفیت کربن آلی خاک از سینتیک معدنی شدن کربن استفاده شد. پتانسیل کربن قابل معدنی شدن در خاک جنگلی منطقه لردگان بیشتر از تحت کشت و در کشت یونجه ایستگاه تحقیقاتی فزوه بیشتر از فستوکا بود. برای بررسی تاثیر سابقه مدیریتی بر پاسخ ذخایر مختلف آنزیم بتاگلوکوزیداز به فلزات سنگین کادمیوم، سرب و نیکل ابتدا فعالیت کل و سپس بخش تثبیت شده آنزیم بتاگلوکوزیداز، در حضور و غیاب فلزات سنگین اندازه گیری شد. به منظور دستیابی به بخش تثبیت شده آنزیم بتاگلوکوزیداز، از انرژی ریزموج و برای بررسی اثر فلزات سنگین از شاخص درصد بازدارندگی استفاده گردید. نتایج نشان داد که پس از اعمال انرژی ریزموج، فعالیت آنزیم بتاگلوکوزیداز کاهش یافت که شدت این کاهش در مدیریت جنگل منطقه لردگان و در مدیریت کشت یونجه ایستگاه تحقیقاتی شهید فزوه بیشتر بود. بیشترین فعالیت آنزیم بتاگلوکوزیداز (کل و تثبیت شده) در منطقه لردگان به مدیریت جنگل و در ایستگاه شهید فزوه به مدیریت کشت یونجه اختصاص یافت. افزودن کادمیوم، سرب و نیکل به خاک سبب کاهش فعالیت آنزیم بتاگلوکوزیداز شد. بخش تثبیت شده آنزیم بتاگلوکوزیداز در مقایسه با کل آنزیم، حساسیت کمتری به فلزات سنگین کادمیوم و نیکل نشان داد. در حالی که حساسیت این بخش از آنزیم، به سرب بیشتر بود. کمترین میزان درصد بازدارندگی در منطقه لردگان و ایستگاه تحقیقاتی شهید فزوه به ترتیب به مدیریت جنگل و کشت یونجه اختصاص یافت. به منظور بررسی تاثیر سرب بر سینتیک آنزیم بتاگلوکوزیداز در شرایط مدیریتی مختلف، ثابت های سینتیکی این آنزیم تعیین شدند. نتایج نشان داد که پس از تیمار سرب، V max و K m آنزیم بتاگلوکوزیداز کاهش یافت. بنابراین بازدارندگی نارقابتی در مورد اثر سرب بر فعالیت این آنزیم پیشنهاد شد. همچنی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی