ارزيابي اثر فعاليت‌هاي كشاورزي بر تنوع و فراواني باكتري‌هاي خاك‌زي

Evaluation of Agricultural Practices Effect on Soil Bacterial Diversity and Abundance

باكتري‌هاي خاك زي با كاركردهاي مهم و متنوع، بسترساز واكنش‌هاي اساسي خاك بوده و نقش مهمي در تنوع زيستي بي‌مهرگان خاك‌زي دارند. به منظور تعيين تنوع و فراواني باكتري‌هاي خاك‌زي در مناطق خشك و هم‌چنين شناخت اثر فعاليت‌هاي كشاورزي بوم نظام زراعي اصلي استان‌هاي خراسان رضوي و شمالي بر اين ميكروارگانيسم‌ها، مطالعه‌اي در سه منطقه متفاوت از نظر ميانگين درجه حرارت و بارندگي ساليانه در شهرستان‌هاي شيروان، مشهد و گناباد انجام شد. سيستم‌هاي كشاورزي كم نهاده و پرنهاده گندم و سيستم طبيعي در هر منطقه به عنوان اكوسيستم‌هاي مورد مطالعه انتخاب شدند. در هر منطقه مورد مطالعه از خاك مزارع گندم كم نهاده و پرنهاده و سيستم طبيعي نمونه‌گيري انجام شده و درصد مواد آلي خاك و باكتري‌هاي خاك‌زي مورد سنجش و ارزيابي قرار گرفت. در مجموع 19 گونه باكتري از 4 جنس در مناطق و سيستم‌هاي مورد مطالعه جداسازي و شناسايي گرديد. ميانگين غناي گونه‌اي باكتري‌ها تحت تأثير منطقه مورد مطالعه قرار گرفت و در گناباد حداقل بود. در مقايسه سيستم‌ها، سيستم طبيعي گناباد حداقل غناي گونه‌اي باكتري‌ها را نشان داد و ساير سيستم‌ها تفاوت معني‌داري با يكديگر نداشتند. فراواني باكتري‌هاي خاك‌زي تحت تأثير درصد مواد آلي خاك در هر منطقه بوده و در هر گرم خاك خشك در منطقه گناباد حداكثر و در منطقه شيروان حداقل بود. سيستم‌هاي مورد مطالعه نيز از نظر فراواني باكتري‌ها تفاوت داشتند و سيستم كم نهاده گناباد، كم نهاده مشهد و پرنهاده گناباد حداكثر فراواني باكتري‌ها را نشان دادند. نتايج نشان مي‌دهد كه فعاليت‌هاي كشاورزي در مناطق مورد مطالعه نه تنها باعث كاهش غناي گونه‌اي و فراواني باكتري‌ها نشده‌اند، بلكه در مشهد و گناباد باعث بهبود غناي گونه‌اي و فراواني باكتري‌ها نيز گرديده‌اند. هم‌چنين يافته‌هاي اين پژوهش حاكي از آن است كه با افزايش تنش‌ها، توزيع فراواني باكتري‌ها نامتعادل شده و گونه‌هايي با كاركردهاي متفاوت ظهور كمتري داشته و در شرايط حداكثر تنش، كاركرد باكتري‌ها به تجزيه مواد آلي محدود شده است. با توجه به حضور گونه‌هاي مفيد باكتري در خاك سيستم‌هاي مورد مطالعه، مديريت اين سيستم‌ها از نظر حفظ و حمايت از تنوع و فراواني باكتري‌هاي خاك‌زي جهت بهره‌برداري از كاركردهاي سودمند آنها حساسيت ويژه‌اي مي‌يابد و در اين زمينه افزايش درصد مواد آلي خاك اهميت قابل توجهي دارد.

Among the biodiversity of soil microorganisms, bacteria have the basic role in soil functions. In order to determine the diversity and abundance of soil bacteria in arid regions, and also to study the effect of agricultural practices on them, a study was conducted in winter wheat fields on Shirvan, Mashhad and Gonabad. In each region, high and low input fields of winter wheat and a natural system for comparison were selected. Use of agricultural inputs was criteria for selection of low and high input fields in each region. Soil sampling was done on fields and natural systems and organic matter content, abundance and diversity of soil bacteria were measured in soil samples. Species richness and abundance of soil bacteria was affected by region and so that natural system of Gonabad has the minimum of species richness among the studied systems and the differences of other systems was not significant. Abundance of soil bacteria in 1 g dry soil was maximum in Gonabad and minimum in Shirvan. Abundance of soil bacteria was affected by organic matter and in low and high input systems of Gonabad and low input system of Mashhad was greater than other systems. Overall, 19 species of bacteria that belonged to 4 genus were detected. Results showed that species richness and abundance of soil bacteria in studied systems were relatively low and agricultural practices have not significant impact on these organisms, so that species richness and abundance of soil bacteria were improved in agricultural systems of Mashhad and Gonabad. Pattern of bacterial diversity showed that regional and agricultural stresses were affected on bacterial function so that in high level of stresses, species richness decreased and function of soil bacteria was restricted to decomposition of organic matter. Therefore, organic matter of soil must be increased and agricultural stresses must be decreased to improve of soil bacterial functions.