پديد آورندگان :
محمدزاده، ليلا دانشگاه زنجان - گروه علوم خاك، زنجان , گلچين، احمد دانشگاه زنجان - گروه علوم خاك، زنجان , وارسته خانلري، زهرا دانشگاه ملاير - گروه علوم خاك، ملاير
كليدواژه :
بقاياي گندم , خوابانيدن , اوره‌آز , فسفاتاز اسيدي و قليايي , آنزيم‌هاي خاك
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: خاك يكي از عوامل مؤثر در تعادل اكوسيستم است و فرايندهاي زيستي و بيوشيميايي بي‌شماري در آن جريان دارد. در تمامي اين فرايندها، آنزيم‌ها نقش كاتاليزور را ايفا مي‌كنند. حضور آن‌ها در چرخه‌هاي مختلف عناصر غذايي خاك سبب آزاد شدن و در دسترس قرارگرفتن عناصر موردنياز گياهان مي‌شود. از اين رو سنجش برخي از اين آنزيم‌ها مي‌تواند شاخص و معيار مهمي براي ارزيابي توان زيستي خاك و به‌تبع آن سنجش اكوسيستم باشد. لذا به‌منظور بررسي ميزان و نحوه اثرگذاري نيتروژن معدني (نيترات آمونيوم) و فسفر معدني (سوپرفسفات تريپل) در خاك‌هايي كه بقاياي گياه گندم به آن‌ها اضافه شده بر فعاليت‌هاي آنزيمي اوره‌آز، اينورتاز، سلولاز، فسفاتاز قليايي و اسيدي يك آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با سه تكرار در آزمايشگاه به اجرا درآمد. هدف از مطالعه حاضر بررسي تاثير سطوح مختلف نيتروژن و فسفر معدني و اثر متقابل آن‌ها بر برخي فعاليت‌هاي آنزيمي خاك حاوي بقاياي گياهي گندم بود.
مواد و روش‌ها: به‌منظور انجام اين پژوهش سطوح مختلف نيتروژن معدني شامل: صفر، 10، 25، 50 و 75 ميلي‌گرم نيتروژن در كيلوگرم خاك (N75, N50, N25, N10, N) و سطوح مختلف فسفر شامل: صفر، 15، 30 و 45 ميلي‌گرم در كيلوگرم خاك (P45, P30, P15, P) به يك خاك فقير از لحاظ فسفر و نيتروژن اضافه شد به اين خاك به ميزان 5 درصد وزني بقاياي گندم كوبيده شده اضافه گرديد، و به رطوبت FC رسانده و در دماي آزمايشگاه (نسبتاً ثابت) به مدت 6 ماه خوابانيده شدند. در پايان دوره خوابانيدن فعاليت آنزيم‌هاي اوره‌آز، اينورتاز، سلولاز و فسفاتاز قليايي و فسفاتاز اسيدي اندازه‌گيري شدند.
يافته‌ها: تأثير متقابل سطوح مختلف فسفر و نيتروژن معدني بر برخي فعاليت‌هاي آنزيمي نشان داد كه آنزيم اوره‌آز در تيمارهاي P30N25، P30N50 و P15N25، P30N10، P30N75 و P45N10 بالاترين و در تيمار شاهد داراي كمترين فعاليت بودند. فعاليت آنزيم اوره‌آز در اين تيمارها تقريباً 2/3 برابر تيمار شاهد بود. بيشترين ميزان فعاليت آنزيم اينورتاز در تيمار P15N10، P15N25، P15N50 و كمترين ميزان فعاليت آن در تيمار P30N75 مشاهده شد. فعاليت اين آنزيم در تيمار حاوي فسفر 15 و نيتروژن 10 (ميلي‌گرم در كيلوگرم خاك) حدود 21 درصد بيشتر از تيمار حاوي فسفر 30 و نيتروژن 75 (ميلي‌گرم در كيلوگرم خاك) بود. بيشترين فعاليت آنزيم سلولاز در تيمار P15N10 و P15N25 و كمترين فعاليت در تيمار P45N25 مشاهده گرديد. آنزيم فسفاتاز قليايي در تيمار P30N10، P15N10 و P30N25، P15N25 و P30N50 داراي بيشترين و در تيمار حاوي فسفر 45 و نيتروژن معدني 75 (ميلي‌گرم در كيلوگرم خاك) داراي كمترين فعاليت بود. فعاليت آنزيم در اين تيمارها حدود 1/2 برابر تيمار P45N75 بود. فعاليت آنزيم فسفاتاز اسيدي در تيمار P15N50 و P15N25 بيشترين ميزان و در تيمار حاوي فسفر 45 و نيتروژن معدني 10 (ميلي‌گرم در كيلوگرم خاك) و تيمار حاوي فسفر 45 و نيتروژن معدني 75 (ميلي‌گرم در كيلوگرم خاك) داراي كمترين ميزان بود.
نتيجه‌گيري: به‌طور كلي اعمال كودهاي معدني تا نسبتي به خاك حاوي بقاياي گندم سبب افزايش برخي فعاليت‌هاي آنزيمي گرديد طبق نتايج حاصل از آزمايش براي حفظ باروري خاك و هم‌چنين تعادل در ميزان تجزيه و خروج گازهاي گلخانه‌اي و فعاليت آنزيم‌ها كه كاتاليزگر واكنش هستند، كودهاي معدني در غلظت‌هاي پايين توصيه مي‌شود به‌طوري‌كه تيمار P15N25 به عنوان تيمار برتر در اين تحقيق معرفي گرديد. بنابراين به كشاورزان توصيه مي‌شود پساماندهاي گياهي را پس از پايان فصل كشت از اراضي حذف نكنند بلكه مي‌توانند با افزودن سطوح مناسبي از كود هاي معدني سرعت تجزيه بقايا را تعادل ببخشند تا ضمن تجزيه تدريجي سبب بهبود تغذيه گياه شده و ويژگي‌هاي فيزيكي خاك را نيز بهبود ببخشند.
چكيده لاتين :
Background and purpose: Soil is one of the factors influencing the balance of the ecosystem and countless biological and biochemical processes take place in it. In all of these processes, enzymes act as catalysts. Their presence in different cycles of soil nutrients causes the release of elements needed by plants. Therefore, the measurement of some of these enzymes can be an important indicator and criterion for evaluating soil bioavailability and consequently ecosystem measurement. Therefore, in order to investigate the extent and effect of mineral nitrogen (ammonium nitrate) and mineral phosphorus (triple superphosphate) in soils to which wheat plant residues have been added, on the enzymatic activities of urease, invertase, cellulase, alkaline and acid phosphatase were performed by a factorial experiment in a completely randomized design with three replications in the laboratory. The purpose of this study was to investigate the effect of different levels of N and P and their interactions on some enzymatic activities of soil containing plant residues of wheat.
Materials and Methods: For the purpose of this study, different levels of inorganic nitrogen were: control, 10, 25, 50 and 75 mg Nitrogen per kg soil (N, N10, N25, N50 and N75) and different levels of phosphorus including: control, 15, 30 and 45 mg phosphorous per kg soil (P, P15, P30 and P45) into a P and N poor soil. The soil was added to this soil by 5 wt.% Of crushed wheat residue, transferred to FC moisture and incubated at laboratory (relatively constant) temperature for 6 months. At the end of the incubated, the activities of urease, invertase, cellulase and alkaline and acid phosphatase were measured.
Results: The interaction of different levels of phosphorus and inorganic nitrogen on some enzymatic activities showed that urease enzyme was highest in P30N25, P30N50, P15N25, P30N10, P30N75 and P45N10 and lowest in control treatment. Urease activity in these treatments was about 2.3 times that of the control. The highest activity of invertase was observed in P15N10, P15N25, P15N50 and lowest in P30N75. The activity of this enzyme was about 21% higher in the treatments containing phosphorus 15 and nitrogen 10 (mg/kg soil) than in the treatments containing phosphorus 30 and nitrogen 75 (mg/kg soil). The highest cellulase activity was observed in P15N10, P15N25 and the lowest activity in P45N25. Alkaline phosphatase had the highest activity in P30N10, P15N10, P30N25, P15N25 and P30N50 and lowest in phosphorus 45 and inorganic nitrogen 75 (mg/kg soil). The enzyme activity in these treatments was about 1.2 times that of P45N75. Acid phosphatase activity was highest in P15N50 and P15N25 and lowest in phosphorus 45 and inorganic nitrogen 10 (mg/kg soil) and in phosphorus 45 and mineral nitrogen 75 (mg/kg soil), respectively.
Conclusion: In general, application of mineral fertilizers to soil containing wheat residues increased some of the enzymatic activities according to the results of experiments for maintaining soil fertility and also balance in the rate of decomposition and emission of greenhouse gases and enzyme activity. Inorganic fertilizers at low concentrations are recommended as the catalysts for the reaction. Therefore, farmers are advised not to remove plant residues from the soil after the end of the growing season, but to balance the residual decomposition rate by adding appropriate levels of mineral fertilizers to gradually improve plant nutrition and characteristics while gradually decomposing. Physically improve the soil as well.
