SUPERVISOR
Banafshe Khalili,Farshid Noorbakhsh
بنفشه خلیلی (استاد مشاور) فرشید نوربخش (استاد راهنما)
STUDENT
Fatemeh Heydari
فاطمه حیدری
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396
TITLE
Effects of land use on the activity of acid and alkaline phosphomonoesterases in the aggregate classes using wet and dry sieving
Phosphomonoesteras are a sub) and ADA (pH=6.5) buffers as alternatives for MUB buffer for the assays of alkaline and acid phosphomonoesterases, respectively. For these purposes six soil samples were collected from Isfahan and Chaharmahal-va-Bakhtiari provinces. For the first research, the soils of oak natural forest and its deforested counterpart were separated to different size classes including 2, 2-1, 1-0.5, 0.5-0.25, 0.25-0.05 mm either by wet or dry sieving procedures. Each aggregate size classes were analyzed for aggregate mass fraction, aggregate organic C content and alkaline and acid phosphomonoesterases. Relative contributions of the classes were calculated for the soil C content. The activities of the enzymes were measured per gram of soil aggregates and the relative contributions of size classes as well as their activity fractions were calculated. In the second research, the required pH, for the enzymes were provided by alternative buffers. The results of the first research revealed that deforestation has increased the fraction of the smaller soil aggregates so that the contribution of the large macroaggregated decreased from 30 to 10 percent. The shift was not equal for the two sieving procedure. The organic C content decreased as the aggregate sizes decreased. For any size class, soil organic C content was greater in the natural forest compared to the deforested counterpart. The distribution pattern of organic C in the aggregates was similar in the two sieving procedures. The distribution pattern of soil alkaline phosphatase among soil aggregate classes was affected by land use change. In the natural forest, the enzyme activity was decreased as the aggragate size decreased while; it was not the case for the deforested counterpart. No significant difference was observed among the aggregate size classes in the deforested counterpart. Similar patterns were observed for the relative contribution of the aggregates and their activity fractions. Acid phosphomonoesterase activity was also affected by land use change. In the natural forest, the activity of the enzyme decreased as the aggregate size decfreased. The trend could not be observed in the deforested counterpart. The relative countribution of the aggregates in the soil acid phosphomonoesterase as well as relative activity fraction followed similar pattern. The association among the soil organic C and the soil enzyme activities were positive in the natural forest and negative in the deforested counterpart. Results of the second research indicated that significant differences were obtained between classic versus proposed procedures for the assay of the phosphomonoesterases. Therefore, the TEA and ADA buffers cannot be used directly for their assays. However, significant correlation was observed between the classic and proposed procedures. Overall, using TEA and ADA could only measure 30 and 10 percent of their activities obtained by classic methods, respectively. Keywords phosphomonoesterases, enzyme aggregate distribution, aggregate relative contribution, activity fraction, TEA and ADA buffer
فسفومونواسترازها زیرگروهی از هیدرولازهای خاک می باشند که در فرایند معدنی شدن فسفر آلی خاک سهیم میباشند. تغییر کاربری و مدیریت متفاوت خاک تأثیر به سزایی بر توزیع و پراکندگی خاکدانه های خاک و لاجرم بر فعالیت این آنزیم ها دارد. پژوهش پیش رو باهدف بررسی تأثیر تغییر کاربری بر فعالیت آنزیمهای اسید و آلکالین فسفومونواستراز درکلاس های مختلف خاکدانه مستخرج از دو روش الک تر و خشک است. همچنین در پژوهش دوم، امکان استفاده از بافر TEA و ADA به ترتیب در سنجش آلکالین و اسید فسفومونواستراز موردبررسی قرار گرفت. بدین منظور، شش نمونه خاک از مناطق مختلف در استان های اصفهان و چهارمحال و بختیاری جمع آوری شد. در پژوهش اول، خاکدانه های دو خاک جنگل طبیعی و تخریبشده به روش الک تر و خشک به گروه های 2 ، 2-1، 1-5/0، 5/0-25/0، 25/0-05/0 میلی متری تفکیک شدند. در هر یک از کلاس های خاکدانه ، توزیع درصد جرمی خاکدانه و توزیع خاکدانه ای کربن آلی، اندازه گیری شد و سهم نسبی خاکدانه در مقدار کربن آلی خاک محاسبه گردید. همچنین فعالیت آنزیمهای فسفومونواستراز در هریک از کلاسهای اندازه خاکدانه تعیین شد و آنگاه سه شاخص مربوط به فعالیت آنزیمهای فسفومونواستراز شامل فعالیت در هر گرم خاکدانه خشک، سهم نسبی هر گروه خاکدانه (%) و کسر فعالیت هر خاکدانه محاسبه گردید. در پژوهش دوم فعالیت آنزیمهای فسفومونواستراز به روش معمول و همچنین با استفاده از بافر های پیشنهادی اندازه گیری شد. نتایج پژوهش اول نشان داد که با تخریب جنگل، توزیع خاکدانه ها به نفع خاکدانه های کوچکتر تغییر می نماید بهگونهای که درصد خاکدانههای درشت از حداکثر (حدود 30 درصد) به کمتر از 10 درصد کاهش یافت. این توزیع برای دو الک خشک و تر یکسان نبود. ذخایر کربن آلی با کاهش اندازه خاکدانهها در هر دو مدیریت کاسته شد، ولی مقادیر آنها برای هریک از اندازه ها در جنگل طبیعی بیش از جنگل تخریبشده بود. ضمن آنکه الگوی توزیع کربن در خاکدانه ها برای دو روش تر و خشک مشابه بود. تغییر مدیریت الگوی توزیع آلکالین فسفاتاز را در اندازههای مختلف خاکدانه تغییر داد. در جنگل طبیعی با کاهش اندازه خاکدانه از میزان فعالیت این آنزیم کاسته شد حال آنکه در جنگل تخریبشده تفاوت چشمگیری بین فعالیت آنزیم در اندازه های مختلف خاکدانه مشاهده نشد. این الگو برای سهم نسبی خاکدانه ها و کسر فعالیت آنها نیز رؤیت شد. تغییر مدیریت الگوی توزیع اسید فسفاتاز را نیز در اندازه های مختلف خاکدانه تغییر داد. در جنگل طبیعی با کاهش اندازه خاکدانه از میزان فعالیت این آنزیم کاسته شد حال آنکه در جنگل تخریبشده با افزایش اندازه خاکدانه بر میزان فعالیت به میزان اندکی افزوده شد. این الگو برای سهم نسبی خاکدانهها و کسر فعالیت آنها نیز صادق بود. ارتباط بین فعالیتهای آنزیمی و مقدار کربن آلی متأثر از نوع مدیریت بود بهگونهای که در جنگل طبیعی همبستگی مثبت و در جنگل تخریبشده همبستگی منفی مشاهده گردید. نتایج پژوهش دوم نشان داد، مقادیر فعالیت آنزیم بهدستآمده از روش های کلاسیک برای دو آنزیم آلکالین و اسید فسفاتاز به ترتیب با مقادیر حاصل از روشی که در آن از بافر های TEA و ADA استفاده شود اختلاف معنیدار دارد. لذا نمی توان بهطور مستقیم بهجای روش های کلاسیک استفاده نمود، ولی در هر دو مورد بین روش کلاسیک و روش پیشنهادی همبستگی معنیدار مشاهده گردید. درمجموع به نظر میرسد هنگام استفاده از بافرهای TEA و ADA به ترتیب 30 و 10 درصد فعالیت حاصل از روشهای کلاسیک به دست میآید. واژه کلیدی: فسفومونواسترازها، توزیع خاکدانهای آنزیمها، سهم نسبی خاکدانهها، کسر فعالیت، بافرهای TEA و ADA