اثر فعالیت مورچه ها و آهوان بر ویژگی های بیولوژیکی و آنزیمی خاک در پارک ملی کلاه قاضی

STUDENT

DEGREE

YEAR

Kolah-ghazi wild life National Park is one of the most qualified habitats in Iran and located in the southeast of Isfahan. Gazelles ( Gazelle subguturosa ) and seed collector ants ( Messor. Sp) were among the active species in this region. The interactive activities of these two species are thought to be effective on the soil physical, chemical and biological properties.. Therefore the objective of the present study is to assess the effects of gazelle-ant interactions on aeroic and anaerobic N mineralization rates and amidohydrolase (urease, L-glutaminase and L-asparaginase) activities along with some biological pools including soluble organic N, microbial biomass N, inorganic and total C and N in soils subjected to the activity of gazelles and ants.Four sites were selected within 2000 m 2 . At each site, was five activity domains were identifiedconsisted of:control (absence gazelle - absence ant) C; ant nest area (presence ant- absence gazelle) A; gazelle dung accumulation area (presence gazelle - absence ant) G; gazelle dung area near the nests of ants and sampling of ant area A/A+ G; gazelle dung area near the ant nest and sampling of gazelle dung area G/A+G. A total of 20 soil samples were collected, air-dried and passed through 2 mm sieve. Soil texture, pH, electrical conductivity, calcium carbonate, organic carbon and total N were determined. Soil texture was consistently sandy loam. Organic carbon, total N, soluble organic N, mineral N, mineralization of N in aerobic and anaerobic conditions, microbial biomass of N, L-asparaginase, L-glutaminase and urease activity were measured as biological indicators. Analysis of variance showed that the activities of gazelles and ants have significantly influenced the above mentioned characteristics. The lowest EC, organic carbon, total N, soluble organic N, anaerobic indicator of N mineralization, urease activity, L-asparaginase activity and L-glutaminase activity were consistently observed in control domainwhere there was no clear sign of either gazelles or ants activities. In G/A+G domain of one out of four sites, N immobilization was observedN Simple correlations indicated that N mineralization in soil under aerobic conditions and anaerobic indicator N mineralization associated with some biochemical parameters, therefore, to provide the best model for estimating potentially mineralizable N under aerobic conditions and anaerobic indicator N mineralization in the soil samples, stepwise multiple regression was performed to determine the contribution of each parameters in the model. The results of stepwise regression between N mineralization under anaerobic conditions and the most important input parameters to the model were soluble organic N and IN/TN. Stepwise regression analysis for the aerobic N mineralization Nshowed that L-glutaminase activity, inorganic N, microbial biomass N, L-asparaginase activity and carbon to N ratio entered model. Discriminate Analysis revealed that control, ants and gazelles domain (either as a single domain or being coupled with each other) are three distinctive area that can be discriminated by the measured properties. As a concluding remark, it should be noted that ant-gazelle interactions resulted from distinct domains with dissimilar biological potentials and hence it is anticipated that at least part of the different responses of the range plants in the region to the interaction can be attributed to the enhanced biological pools and fluxes. Ants and gazelles have contributed to the plant diversity and population richness by their activities and therefore conserving the animals in the region will indirectly improve the rangeland vegetation. Keywords: Kolah-ghazi, Gazelle (Gazelle subguturosa), Ants Messor. sp, N mineralization, Amidohydrolases

پارک ملی کلاه قاضی یکی از بهترین زیستگاه های حیات وحش در ایران است که در جنوب شرقی اصفهان واقع شده است. یکی از گونه های فعال علف خوار در این منطقه آهوی ایرانی( Gazelle subguturosa ) می باشد. مورچه جمع کننده بذر از گونه Messor . sp نیز یکی دیگر از گونه های فعال این منطقه است. فعالیت این دوگونه (لانه سازی مورچه ها و تجمع سرگین آهوان) به دلیل وقوع برهم کنش بین آن ها می تواند باعث تغیرات موضعی در خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک خاک در طول زمان شود. از آنجایی که شاخص های بیولوژیک نسبت به تغییرات خاکی به سرعت عکس العمل نشان می دهند، اندازه گیری این شاخص ها کمک زیادی به شناخت تغییراتی که تحت تأثیر فعالیت آهوان و مورچه ها در خاک این منطقه بوجود آمده است، می کند. به همین منظور در منطقه کلاه قاضی 4 سایت مشخص شد که در هر سایت 5 حوزه فعالیت وجود داشت [حوزه شاهد (غیاب آهو- غیاب مورچه)C ، حوزه لانه مورچه (حضور مورچه- غیاب آهو)A ، حوزه تجمع سرگین آهوان (حضور آهو- غیاب مورچه) G، حوزه تجمع سرگین آهو در کنار لانه مورچه و نمونه برداری از لانه های مورچه A/A+G، حوزه تجمع سرگین آهو در کنار لانه مورچه و نمونه برداری از تجمع سرگین های آهوG/A+G ]. سپس از هر کدام از حوزه ها نمونه گیری شد، به طوری کلی 20 نمونه خاک تهیه گردید. بافت خاک، pH، هدایت الکتریکی، آهک، کربن آلی و نیتروژن کل خاک ها تعیین گردید. بافت کلیه خاک ها لومی شنی بوده و جزو خاک های آهکی قرار گرفتند. نیتروژن آلی محلول، نیتروژن معدنی اولیه، معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی و بی هوازی، نیتروژن توده زنده میکروبی، فعالیت آنزیم های ال- آسپاراجیناز، ال گلوتامیناز و اوره آز به عنوان شاخص های بیولوژیک اندازه گیری شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که فعالیت آهوان و مورچه ها باعث تغییرات معنی داری بر خصوصیات مورد مطالعه شد. کمترین میزان ECخاک، کربن آلی، نیتروژن کل، نیتروژن آلی محلول، شاخص بی هوازی معدنی شدن نیتروژن، فعالیت آنزیم اوره آز، فعالیت آنزیم ال -آسپاراژیناز و فعالیت آنزیم ال –گلوتامیناز در تمام سایت ها درحوزه شاهد مشاهده شد. در حوزه G/A+Gیکی از سایت ها به جای معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی، ایموبیلیزاسیون مشاهده شد. با توجه به همبستگی های ساده مشخص شد که معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی و بی هوازی با تعدادی پارامترهای بیوشیمیایی و آنزیمی خاک همبستگی نشان دادند، لذا برای ارائه بهترین مدل برای تخمین پتانسیل معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی و بی هوازی در خاک های مورد مطالعه در منطقه کلاه قاضی، رگرسیون چند متغیره گام به گام انجام شد، تا سهم هر یک از این پارامترها در توجیه تغییرات مدل مشخص شود. نتایج رگرسیون گام به گام بین معدنی شدن نیتروژن در شرایط بی هوازی و پارامترهای بیولوژیک نشان داد که مهم ترین پارامترهای ورودی به مدل نیتروژن آلی محلول و نسبت نیتروژن معدنی اولیه به نیتروژن کل بودند. نتایج رگرسیون گام به گام برای معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی نشان دادکه ازبین ویژگی های بیولوژیک ارائه شده به مدل فعالیت آنزیم ال -گلوتامیناز، نیتروژن معدنی اولیه، نیتروژن توده زنده میکروبی، فعالیت آنزیم ال -آسپاراژینازو نسبت کربن به نیتروژن به ترتیب وارد مدل شدند. به منظور تفکیک اثر ویژگی های اندازه گیری شده بر معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی و بی هوازی با استفاده از نرم افزار Path2آنالیز مسیر صورت گرفت. نتایج نشان داد که همبستگی بین شاخص بی هوازی معدنی شدن نیتروژن و نیتروژن آلی محلول بیشتر به خاطر اثر مستقیم ONبر این فرایند است و در درجه بعدی کربن آلی و بعد از آن نیتروژن کل خاک در این همبستگی سهیم بوده اند. هم چنین همبستگی بین معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی با نیتروژن کل، نیتروژن توده زنده میکروبی، نیتروژن معدنی و آنزیم ال -گلوتامیناز بیشتر به صورت مستقیم و همبستگی بین معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی با آنزیم های اوره آز و ال-آسپاراجیناز به صورت غیر مستقیم و از طریق اثر نیتروژن معدنی بود. تجزیه های تبعیضی نشان داد که حوزه های مختلف در ارتباط با صفات مورد بررسی تأثیرات یکسانی برجای نگذاشته اند. به عبارت دیگر فعالیت دو گونه آهو و مورچه در حوزه ها به خوبی توانسته اند تمایز قابل توجهی در ویژگی های اندازه گیری شده بوجود آورند، چرا که محدوده پراکنش حوزه ها همپوشانی با یکدیگر نداشتند. نتایج تجزیه به مؤلفه های اصلی نشان داد که بردارهای مربوط به متغیرهای کربن آلی، نیتروژن کل، فعالیت آمیدوهیدرولازها دارای راستا و جهت یکسانی بوده که نشان دهنده ارتباط قوی بین این متغیرهاست. بین کربنات کلسیم خاک و دیگر متغیرها ارتباط بسیار کم و از نوع منفی وجود داشت. همبستگی معنی دار منفی بین نیتروژن توده زنده میکروبی با هدایت الکتریکی خاک و pH خاک مشاهده شد. به طورکلی نتیجه گیری می شود که مجموع فعالیت آهوان و مورچه های جمع کننده بذر در این مناطق بر سرعت بازچرخ نیتروژن در خاک از طریق عوامل مستقیم یا غیر مستقیم موثر بوده و حداقل بخشی از رشد سریعتر گیاهان و تنوع زیستی غنی گیاهان در این مناطق موضعی را باید به نیتروژن قابل جذب بیشتری که از طریق فرآیند معدنی شدن نیتروژن بوسیله واکنش های آنزیمی حاصل می شود، معطوف نمود. کلمات کلیدی: آهوایرانی ( Gazelle subguturosa )، مورچه جمع کننده بذر از گونه Messor. sp، منطقه کلاه قاضی، آمیدوهیدرولازها، معدنی شدن نیتروژن