Skip to main content
SUPERVISOR
Farshid Noorbakhsh,Mehran Shirvani
فرشید نوربخش (استاد راهنما) مهران شیروانی جوزدانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahdiyeh Safaripour Chafi
مهدیه صفری پورچافی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
Heavy metal pollution is a serious potential danger for the human civilization. Soil enzyme activities are thought to be sensitive and responding attributes to heavy metal contamination in soils. The enzymes are being inhibited by the heavy metals depending on the type and concentration of the heavy metals. Phosphatases are widely spread in the environment and soils and are responsible for P mineralization from soil organic matter. Acid phosphomonoesterase or briefly acid phosphatase is a member of phosphomonoesterases that is responsible for P mineralization in acid soils. The objectives of the research were to identify the response of acid phosphatase to CaCO 3 in a wide time span and if the Cd inhibition on acid phosphatase is affected by CaCO 3 application. Two acid soils (0-15 cm) were collected from Langroud region in Guilan province, the soils were air-dried and passed through a 2 mm sieve. Soil texture, organic C, EC, pH and calcium carbonate were determined. In a preliminary experiment, the soils were treated with various quantities of CaCO 3 to obtain pH levels of 6.0, 6.5 and 7. In the first experiment, the CaCO 3 -treated soils were incubated for 5 months and pH and acid phosphatase activity were measured at 0, 1, 2, 3, 4 and 5 months. In the second experiment, the inhibition percentage of the enzyme was determined in the soils treated with cadmium. In the third experiment, the kinetic parameters of acid phosphatase were determined in CaCO 3 treated and untreated soils. Results indicated that CaCO 3 application increased pH values from 5.5 to 7.5 in the sandy loam soil and from 4.5 to 5.3 in the silty clay loam soil. Following the incubation the pH values were decreased gradually. The acid phosphatase activity was decreased consistently due to CaCO 3 application. It was observed that acid phosphatase activity decreased from 424.9 to 238.6 mg kg -1 soil h -1 in the loamy sand soil while it was decreased from 1101.0 to 978.9 in the silty clay loam soil. It was also monitored that the acid phosphatase activity increased gradually during the 5 months of incubation. Acid phosphatase was consistently inhibited by Cd application however, the effects of CaCO 3 application on the degree of inhibition remained obscure since we could not obtain consistent results. CaCO 3 application could not significantly influence the kinetic parameters of acid phosphatase. Keywords: Acid phosphatase, Time, Calcium carbonate, Cadmium, IP.
آلودگی محیط زیست به فلزات سنگین به ویژه کادمیم یک تهدید جدی برای تمدن بشری محسوب می شود. فعالیت آنزیمی به عنوان یک شاخص بیولوژیک حساس به حضور عناصر سنگین در خاک به شمار می‌رود که بستگی زیادی به نوع و غلظت فلزات سنگین دارد. اسیدفسفاتاز یکی از گروه فسفاتازها در خاک است که تا حد زیادی مسئول معدنی کردن ترکیبات آلی فسفر در خاک های اسیدی است. این مطالعه با هدف بررسی اثر زمان بر پاسخ اسید فسفاتاز به سطوح مختلف آهک و کادمیم در خاک های اسیدی صورت گرفت. این پژوهش پس از انجام یک آزمایش مقدماتی در قالب سه آزمایش پی در پی انجام پذیرفت. از منطقه لنگرود دونوع خاک انتخاب و مقدار pH، هدایت الکتریکی، کربن آلی، بافت و آهک هر دو خاک تعیین گردید. در آزمایش مقدماتی، خاک ها در چهار سطح کربنات کلسیم بر حسب نیاز آهکی خاک ها برای تغییر pH خاک از مقدار اولیه به مقدار موردنظر (6، 5/6و 7) تیمار شدند. پس از افزوده شدن هیدروکلسید کلسیم به خاک pH اندازه‌گیری گردید تا سطح بهینه آهک‌دهی تعیین شود. در آزمایش اول تیمارهای آهک خورده در آزمایش مقدماتی در بازه های زمانی مشخص (زمان صفر، 1، 2، 3و 4 ماه) انکوباسیون شدند. در پایان زمان های انکوباسیون pH و فعالیت آنزیم اسید فسفاتاز اندازه گیری شد. در آزمایش دوم به منظور بررسی اثر بازدارندگی کادمیم بر فعالیت آنزیم اسید فسفاتاز از شاخص درصد بازدارندگی استفاده گردید. به یک گرم از نمونه‌های خاک تیمار شده با کربنات‌کلسیم، یک میلی‌لیتر محلول با غلظت 5 میکرومول بر گرم خاک کادمیوم به خاک اضافه شد. بعد ازگذشت زمان 30 دقیقه فعالیت آنزیم بر مبنای سنجش پارانیتروفنیل در پایان هر ماه فعالیت آنزیم اسیدفسفاتاز و IP اندازه‌گیری شد. در آزمایش سوم به منظور بررسی سینتیک آنزیم اسیدفسفاتاز تیمار شده با کربنات کلسیم در غلظت های 005/0، 01/0، 015/0و 025/0 مولار سوبسترا در ماه سوم تعین شد. پس از تعیین فعالیت آنزیم، با رسم نمودار سرعت(V) در مقابل غلظت سوبسترا (S)، منحنی میکائلیس- منتن برای خاک ها بدست آمد و سپس با استفاده از معادلات خطی سازی لاین ویور-برک (1/V در مقابل 1/[S]) مقادیر V max و K m تعیین گردید. نتایج به دست آمده در آزمایش اول نشان داد که افزوده شدن کربنات‌کلسیم به خاک به طور قابل توجهی سبب افزایش pH از 5/5در خاک لوم شنی به 7 و از 5/4 در خاک لوم رسی سیلتی به 3/5 شد که با کاهش تدریجی آن از 13/6 در زمان صفر در خاک لوم شنی به 93/5 در ماه چهارم و از 31/5 در خاک لوم رسی سیلتی به 95/4 همراه گردید. همچنین تیمارهای حاوی کربنات‌کلسیم به طور قابل توجهی، با اثرگذاری بر pH خاک و افزایش آن به طور غیر مستقیم فعالیت آنزیمی را تحت تأثیر قرار دادند به گونه ای که فعالیت آنزیمی در خاک لوم شنی از 9/424 (µg g-1 h-1) در تیمار بدون کربنات کلسیم به 6/238 (µg g-1 h-1) با تیمار با pH برابر 7 و در خاک لوم رسی سیلتی از 1101 به 9/978 رسیده است، افزودن کربنات‌کلسیم در مدت انکوباسیون با گذشت زمان، فعالیت اسید فسفاتاز را ابتدا افزایش داد و به تدریج رو به کاهش گذاشت. همچنین نتایج بدست آمده در آزمایش دوم نشان می دهد که اسیدفسفاتاز در حضور کادمیم فعالیت کمتری داشت و در همه تیمارها و در خاک لوم شنی و لوم رسی سیلتی کاهش 50% نشان داد، لذا اثر بازدارندگی کادمیم بر آن کاملا پیداست. حضور کربنات کلسیم پاسخ اسید فسفاتاز به کادمیم را تحت تاثیر قرار داد لیکن استنباط دقیق و روشنی نمی توان از این تاثیر داشت زیرا نتایج حاصل از بررسی در دو خاک پایداری روشنی در نتایج به همراه نداشت. معهذا روشن است که گذشت زمان از بازدارندگی کادمیم بر اسید فسفاتاز می افزاید . در آزمایش سوم نیز مشاهده گردید اثر آهک در ماه سوم بر روی شاخص های سینتیکی هیچ اثری نداشته است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی