تاثير افزودن رس مونت موريلونيت و رس آلي بر فعاليت آنزيم اوره آز و ال - آسپاراژيناز در خاك

Effect of Montmorillonite and Organoclay on Urease and L-Asparaginase Activities in Soil

آنزيم‌هاي آميدوهيدرولاز نقش بسيار مؤثري در حفظ محيط‌زيست و كشاورزي پايدار دارند. زيرا در واكنش‌هاي بيوشيميايي مانند تجزيه مواد آلي، چرخه عناصر غذايي و تجزيه آلاينده‌ها نقش مهمي دارند. بنابراين حفظ فعاليت و پايداري آنزيم‌ها در خاك از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. بدين منظور به بررسي افزودن رس مونت موريلونيت و رس آلي بر فعاليت و پايداري اين آنزيم‌ها در خاك پرداخته شد. در اين مطالعه رس آلي از اصلاح رس مونت موريلونيت سديم‌دار با سورفكتانت كاتيوني هگزا دسيل تري متيل آمونيوم برومايد ساخته شد. جهت بررسي خصوصيات ساختاري و مورفولوژي رس آلي مونت موريلونيت سنتز شده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي انتشار ميداني (FESEM) و ظرفيت تبادل كاتيوني رس استفاده شد. تأثير رس آلي، رس مونت موريلونيت و مدت‌زمان انكوباسيون بر فعاليت آنزيم‌هاي اوره آز و ال - آسپاراژيناز در خاك موردمطالعه قرار گرفت. بر اساس نتايج حاصل از آناليز آماري تأثير تيمار نوع رس و مدت‌زمان انكوباسيون بر فعاليت هر دو آنزيم در سطح 5 درصد معني‌دار شد. ميزان فعاليت هر دو آنزيم در نمونه خاك تيمار شده با رس آلي (71/48 و 9/01 ميكروگرم آمونيوم آزادشده به ازاي يك گرم خاك پس از دو ساعت انكوباسيون به ترتيب در آنزيم اوره آز و ال - آسپاراژيناز) به‌طور چشمگيري بالاتر از نمونه شاهد (29/12 و 4/22 ميكروگرم آمونيوم آزادشده به ازاي يك گرم خاك پس از دو ساعت انكوباسيون) و رس مونت موريلونيت (39/84 و 5/26 ميكروگرم آمونيوم آزادشده به ازاي يك گرم خاك پس از دو ساعت انكوباسيون) بود و بيشترين شيب كاهش فعاليت اين دو آنزيم پس از گذشت 7 روز از زمان انكوباسيون مشاهده شد. رس آلي تهيه‌شده از رس مونت موريلونيت به‌خوبي قادر به نگهداري اين آنزيم‌ها در خاك گرديد و در نتيجه با كاربرد اين رس آلي فعاليت و پايداري آنزيم‌ها در خاك افزايش يافت.

The enzymes amidohydrolase play a significant role in maintaining a sustainable environment and an agriculture sector. This is mainly because it is central to biochemical reactions (e.g. organic decompositions, food cycles, and pollutant decomposition). Therefore, keeping these enzymes active and stable in soil is a crucial task. In doing so, the effect of adding montmorillonite and organoclays on activity and stability of these enzymes in soil was investigated. The organic clay was produced by modifying the Na-montmorillonite clay using the hexadecyl trimethylammonium bromide cationic surfactant. To analyze the structural and morphologic profiles of the synthesized organoclay montmorillonite, Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) and the clay's cation exchange capacity were used. The effects of this organic clay and incubation period on urease and L-asparaginase activities in soil were investigated. Results from statistical analyses showed that the effects of clay type and incubation period on the activity of both enzymes (urease and L-asparaginase) were significant at the 5% level. The activity level of both enzymes in soil samples treated with organic clay (71.48 and 9.01 μgNH4+-Ng-12h-1 in urease and L-asparaginase) was significantly higher than in the control (29.12 and 4.22 μgNH4+-Ng-12h-1 in urease and L-asparaginase) and montmorillonite clay sample (39.84 and 5.26 μgNH4+-Ng-12h-1 in urease and L-asparaginase) s. The maximum declining slope in the activity of both enzymes was observed after 7 days from incubation. The organoclay prepared from the montmorillonite clay successfully maintained soil enzymes. Therefore, use of this organoclay can positively affect enzyme activity and stability.