پاسخ فرآيندهاي تنفس القاشده با سوبسترا و معدني شدن نيتروژن خاك به ايزومر ال و دي برخي آمينواسيدها

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

علوم و مهندسي خاك

كارشناسي ارشد

آمينواسيدها در حالت مونومر يا پليمر(پلي پپتيد يا پروتئين) بيشترين ورودي نيتروژن آلي را در بيشتر خاك ها فراهم مي‌كنند. آمينواسيد ها داراي ايزومر هاي كايرال هستند كه صفات مولكولي مشابه ولي آرايش فضايي متفاوت دارند و با پيشوندهاي ال و دي نامگذاري مي‌شوند. اين پژوهش با اهداف زير انجام شد: الف) بررسي و مقايسه اثر سطوح مختلف تنش شوري در خاك‌هاي آهكي، بر ترجيح ايزومرهاي ال و دي آمينواسيدهاي آلانين، گلوتامين و تريپتوفان در تنفس ميكروبي القاشده و معدني شدن نيتروژن ب ) تأثيرافزودن كربنات كلسيم بر ترجيح نسبي ايزومرهاي ال و دي آمينواسيدهاي آلانين و گلوتامين در تنفس ميكروبي القا شده و معدني شدن نيتروژن در يك خاك اسيدي ج) بررسي پاسخ سينتيك معدني شدن كربن به ايزومرهاي نوري آلانين در حضور اويسل به عنوان منبع كربن. بدين منظور دو نمونه مركب سطحي(0 تا 15 سانتي متري) از گستره خاك‌هاي آهكي مناطق لورك و شرودان و يك نمونه از گستره خاك هاي اسيدي چاي كاري استان گيلان برداشت شد. خاك‌هاي آهكي با مقدار مناسبي از نمك كلريد سديم جهت افزايش هدايت الكتريكي به 23 دسي زيمنس بر متر مخلوط شدند. خاك اسيدي نيز با مقدار 16 ميلي گرم بر گرم كربنات كلسيم به منظور افزايش pH خاك مخلوط شد. به منظور بررسي اثر سطوح مختلف شوري بر ترجيح ايزومرهاي ال به دي، گلوكز و ايزومر ال و دي آمينواسيدهاي آلانين و گلوتامين و تريپتوفان به خاك هاي آهكي اضافه شد و تمامي تيمارها در دو سطح شوري طبيعي و شورشده به كار رفت. جهت بررسي اثر كربنات كلسيم بر ترجيح ايزومرهاي ال و دي سوبستراهاي گلوكز و ايزومر ال و دي آمينواسيدهاي آلانين و گلوتامين به خاك اضافه شد و تمامي تيمارها در دو سطح شرايط طبيعي و افزودن كربنات كلسيم به كار گرفته شد. تنفس ميكروبي خاك در مدت زمان 5 و 24 ساعت، نسبت تنفسي ايزومر ال به دي در مدت زمان 5 و 24 ساعت، كسر متابوليك، معدني شدن/ايموبيليزاسيون خالص نيتروژن در پايان 24 ساعت انكوباسيون و نسبت نيتروژن معدني ايزومر ال به دي در خاك هاي آهكي غيرشور، آهكي شورشده، اسيدي و اسيدي حاوي حاوي كربنات كلسيم اندازه گيري شد. به منظور بررسي پاسخ سينتيك معدني شدن كربن به ايزومرهاي نوري آلانين، كربن معادل 5 گرم بر كيلوگرم از منبع اويسل با خاك منطقه لورك مخلوط گرديد. سپس نيتروژن معادل 100 ميلي گرم بر كيلوگرم از منابع نيترات آمونيوم و ايزومر ال و دي آمينواسيد آلانين به خاك اضافه گرديد و همراه با تيمار اويسل و تيمار شاهد به مدت 30 روز در انكوباتور قرار داده شد. معدني شدن كربن در زمان هاي متعدد و ميزان معدني شدن/ايموبيليزاسيون نيتروژن در پايان 30 روز انكوباسيون اندازه گيري شد. نتايج اين پژوهش نشان داد كه تنش شوري منجر به كاهش تنفس ميكروبي در بازه زماني 5 و 24 ساعت در خاك هاي آهكي گرديد. همچنين تنش شوري منجر به كاهش تمايز بين ايزومرهاي آمينواسيدها در تنفس ميكروبي بازه زماني 24 ساعت در خاك منطقه لورك گرديد در حالي كه اين رفتار در بازه زماني 5 ساعت تنها در خاك منطقه شرودان مشاهده شد. مقادير كسر متابوليك در پي شور كردن خاك هاي آهكي افزايش يافت كه نشان دهنده وجود شرايط تنش بر ميكروارگانيسم هاي خاك است. ضمنا مقادير نسبت تنفسي ال به دي در بازه زماني 5 ساعت خاك شرودان نيز با وقوع شوري از مقادير 85/0 به 98/0 افزايش يافت. نزديك شدن اين نسبت به مقدار 0/1 دلالت بر كاهش تمايز بين ايزومرها در شرايط وقوع تنش دارد. با وقوع تنش شوري، تمايز بين دو ايزومر براي فرآيند معدني شدن نيتروژن در خاك منطقه لورك از بين رفت. در حالي كه در خاك منطقه شرودان علي رغم كاهش معني دار سرعت فرآيند معدني شدن در ايزومرهاي آمينواسيدها، همچنان تمايز بين ايزومرها ديده شد. اعمال كربنات كلسيم به خاك اسيدي منجر به افزايش تنفس ميكروبي در بازه زماني 5 و 24 ساعت شد در حالي كه مقادير معدني شدن نيتروژن كاهش يافت. بعلاوه مقادير كسر ال به دي بازه زماني 24 ساعت در اثر حضور كربنات كلسيم در خاك اسيدي كاهش يافت. نتايج بررسي پاسخ سينتيك معدني شدن كربن به ايزومرهاي نوري آلانين و نيترات آمونيوم در حضور منبع كربن اويسل نشان داد كه بيشترين ميزان كربن معدني مربوط به خاك‌هاي حاوي اويسل و تيمارشده با نيترات آمونيوم و دي-آلانين و كمترين مقدار آن مربوط به تيمار شاهد است.

230481

بيولوژي و بيوتكنولوژي خاك

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان