علوم آب و خاک

---

اطلاعات نسبتاً کاملی در مورد نقش ازتوباکتر کروکوکوم - یک تثبیت کننده آزاد ازت - در خاک‌های کشاورزی وجود دارد, با این‌حال آگاهی ما درمورد اهمیت اکولوژیک این باکتری‌ها در مناطق مرتعی به‌ویژه در ایران ناچیز است. این بررسی به منظور بررسی ارتباط بین عوامل اکولوژیک و عوامل مربوط به خاک با جمعیت باکتری‌ها انجام گرفته است. نمونه‌های خاک از دو منطقه مرتعی میشوداغ و خواجه که از نظر اکولوژیکی, نوع خاک و پوشش گیاهی از یکدیگرکاملاً متفاوت بودند، انتخاب شدند. نتایج به‌دست آمده نشان داد که جمعیت ازتوباکتر با مقدار کربن آلی و pH خاک به‌ترتیب هم‌بستگی معنی‌دار مثبت و منفی دارد. پوشش گیاهی نیز روی جمعیت باکتری‌ها به‌شدت موثر بوده و علاوه بر کاهش جمعیت در خاک‌های فاقد پوشش, ریزوسفر گیاهان تیره گندم بیشترین جمعیت و ریزوسفر گیاهان تیره نخود کمترین جمعیت ازتوباکترها را داشت. هم‌چنین اثر تلقیح باکتری‌های جدا شده از خاک‌های مورد مطالعه, روی رشد و تغذیه معدنی در گندم به عنوان گیاه مدل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که رشد اندام هوایی و ریشه به ترتیب از تیمار کود ازتی (N+) به سمت تیمار تلقیح با ازتوباکتر (A+) و تیمار توأم (A+N+) نسبت به شاهد (A-N-) افزایش یافت. تیمارهای سه‌گانه فوق هم‌چنین باعث افزایش جذب و انتقال پتاسیم به اندام هوایی شدند, با این‌حال تأثیر تیمار A+ بر روی این پارامترها بیش از تأثیر تیمارهای A+N+ و N+ بوده است. این موضوع در مورد جذب ازت نیز صادق بود. بالاتر بودن مقدار جذب و خصوصا انتقال پتاسیم در تیمار تلقیح با ازتوباکتر به اثر احتمالی ترکیبات آلی تولید شده در ریشه که پتاسیم را با خود به اندام هوایی انتقال می‌دهند نسبت داده شد. نتایج نشان داد که ازتوباکترها نه تنها روی افزایش رشد و مقدار کلروفیل در گندم موثرند, بلکه به‌طور اختصاصی روی جذب و خصوصاً انتقال عناصر نیز تأثیر مثبتی دارند. به نظر می‌رسد این اثر اختصاصی نبوده و می‌تواند برای عناصر کم مصرف نیز از اهمیت برخوردار باشد.

---

معروف‌ترین و رایج‌ترین ماده حامل باکتری‌های ریزوبیومی, پیت می‌باشد که متأسفانه معادن وسیع قابل بهره‌برداری در ایران ندارد. به همین دلیل این پژوهش با هدف جایگزینی پیت با مواد ارزان قیمت داخلی برای تولید مایه تلقیح یونجه صورت گرفت. در این بررسی, چندین ماده از نظـر خصوصـیات فیزیکـی و شیـمیایی مـطلوب برای یک مـاده حامـل مورد مقـایـسه قرار گرفتنـد و توان مـاندگـاری Sinorhizobium meliloti روی مـواد و مخلـوط‌های انتـخاب شده که عبـارت بودند از : 1- پیت(شاهد) 2- ورمی کمپوست 3- ماده زائد بیولوژیکی (BFW) و 4- ورمیکولیت+ ورمی کمپوست (1:1) 5- ورمیکولیت + (BFW (1:1 در مدت شش ماه نگه‌داری در دمای ºC 4مورد بررسی قرار گرفت. هم‌چنین به منظور بررسی اثر رطوبت حامل بر روی ماندگاری باکتری, دو سطح پتانسیل ماتریک شامل 10- و 30- کیلو پاسکال در حامل‌ها اعمال گردید. بر اساس نتایج به دست آمده، حامل ورمیکولیت + (BFW (1:1 نسبت به سایر حامل‌ها، بهترین پاسخ را نشان داد و توانست توان گره‌زایی باکتری روی ریشه یونجه را نیز تا پایان ماه ششم در خود حفظ نماید. حامل BFW گرچه توانست در طی شش ماه, تعداد باکتری را در در سطح بالاتری نسبت به حامل مخلوط نگه‌داری کند ولی به علت اثر منفی بر روی رشد گیاه میزبان، نمی‌تواند به‌عنوان یک حامل مناسب معرفی گردد. در این بررسی تعداد باکتری نگه‌داری شده روی اکثر حامل‌ها در پتانسیل ماتریک30- بیشتر از 10- کیلوپاسکال بود.

---

برخی میکروارگانیسم‌‌های خاک توانایی انحلال فسفات‌های کم محلول را دارند. فسفر نقش مهمی در تغذیه گیاه و تثبیت نیتروژن در لگوم‌ها ایفا می‌کند اثرات متقابل سه گونه از باکتری‌‌های حل کننده فسفات (PSB) (Phosphate Solubilizing Bacteria) و باکتری (Bradyrhizobium japanicum) بر عملکرد و جذب N , P , K و شاخص‌های غده‌بندی در سویا (Glycin max L. CV. Harcor) در شرایط گلخانه‌ای مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش گلخانه‌ای به صورت فاکتوریل شامل چهار سطح باکتری‌ حل کننده فسفات (بدون باکتری‌ M₀، (Pseudomonas putida) M₁، (Aeromonas hydrophila) M₂، (Pseudomonas fluorescens) M₃)، دو سطح باکتری (Bradyrhizobium) (بدون باکتری B₀ و با باکتری B₁) و سه سطح کودفسفره (صفر=P₂=58, P₁=29, P₀ میلی‌گرم سوپر فسفات تریپل بر کیلوگرم خاک) در چارچوب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 4 تکرار اجرا شد. موقع برداشت، وزن خشک بخش هوایی، وزن دانه در بوته، تعداد، وزن تر و وزن خشک گره‌های ریشه‌ای و غلظت N ، P ، K در بخش هوایی گیاه اندازه‌گیری شد باکتری‌های حل کننده فسفات وزن خشک، درصد فسفر، پتاسیم، نیتروژن بخش هوایی گیاه، تعداد، وزن تر و وزن خشک گره‌های ریشه‌ای را به‌طور معنی‌دار افزایش دادند. (Bradyrhizobium) بر تمام شاخص‌های ذکر شده و وزن دانه در بوته تأثیر معنی‌دار و مثبت داشت. اثرات متقابل دو فاکتور فوق بر وزن خشک، درصد فسفر و نیتروژن بخش هوایی گیاه معنی‌دار شد. افزایش سطح کود فسفره وزن خشک، درصد فسفر و وزن دانه در بوته گیاه را به طور معنی‌دار افزایش داد. بیشترین مقدار فسفر در بخش هوایی گیاه در بالاترین سطح کود فسفره (P₂) وجود داشت ولی وزن خشک بخش هوایی گیاه در سطح P₁ و در حضور باکتری (Pseudomonas putida) تفاوت معنی‌داری با سطح P₂ آن نداشت.

---

  آگاهی بر سرعت معدنی شدن نیتروژن از منابع مختلف آلی یک عامل کلیدی برای تعیین نیاز کودی نیتروژن گیاه با حداقل آثار منفی زیست محیطی است. به منظور بررسی سرعت معدنی شدن نیتروژن کمپوست، ورمی‌کمپوست و کود دامی یک آزمایش انکوباسیون گلخانه‌ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار، چهار تیمار (کمپوست، ورمی‌کمپوست، کود دامی و شاهد) در دو سطح دمایی (8 و 25 درجه سانتی‌گراد) و دو سطح رطوبتی (50 و 85 درصد ظرفیت مزرعه‌ای) به مدت 90 روز انجام گردید. آمونیم و نیترات حاصل از فرایند معدنی شدن به روش اسپکتروفتومتری اندازه‌گیری شدند. مدل‌های مختلف سینتیکی با داده‌های معدنی شدن نیتروژن برازش داده شد. نتایج نشان داد که مدل سینتیکی ترکیب مرتبه صفر- مرتبه اول بهترین مدل سینتیکی برازش یافته با داده‌هاست. بیشترین مقدار نیتروژن معدنی شده ( N_min ) از کود دامی ( 78/87 mgN/kg معادل 54/14 درصد نیتروژن کل) در دمای 25 درجه سانتی‌گراد و کمترین مقدار ( 62/22 mgN/kg  معادل 62/4 درصد نیتروژن کل) از تیمار کمپوست در دمای 8 درجه سانتی‌گراد حاصل شد که این محاسبه، فرضیه کمتر بودن تجزیه‌پذیری کود کمپوست را تقویت می‌کند. شاخص قابلیت دسترسی نیتروژن ( N₀k ) برای تیمارهای کودی به ترتیب کود دامی> ورمی‌کمپوست> کمپوست بود. با افزایش دما و افزایش رطوبت خاک، معدنی شدن نیتروژن افزایش یافت و تأثیر دما بیشتر از تأثیر رطوبت خاک بود. مقدار نیتروژن معدنی شده ( N_min ) با نیتروژن قابل معدنی شدن بالقوه (^* N₀ ) (r =^�0/583  ) و شاخص قابلیت دسترسی نیتروژن (^* N₀k ) (r=^�0/834  ) هم‌بستگی نشان داد.

---

  مطالعه تنوع ژنتیک باکتری‌های ریزوبیومی و ارزیابی کارآیی همزیستی آنها در جمعیت‌های بومی خاک به منظور شناخت پاسخ آنها به سویه‌های تلقیح شده به خاک و هم‌چنین نقش مدیریت‌های متفاوت بر تنوع این باکتری‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. مطالعات بسیار اندکی پیرامون تنوع ژنتیکی باکتری‌های ریزوبیومی بومی ایران انجام شده و گزارشی راجع به باکتری‌های بومی ریزوبیومی از لحاظ ژنتیکی ارائه نشده است. به همین منظور تنوع ژنتیکی 150 جدایه باکتری سینوریزوبیومی جدا شده از خاک‌های استان همدان با به کارگیری تکنیک PCR / RFLP 16S-23S rDNA مطالعه شدند. نتایج حاصل از آزمایش نشان داد که به طور کلی جدایه‌های مورد مطالعه در سه گروه کاملاً متفاوت قرار گرفتند. گروه اول 122 جدایه از 150 جدایه را شامل شد و این گروه خصوصیات ژنتیکی Sinorhizobium meliloti را نشان دادند. گروه دوم (II) شامل 25 جدایه بود و این گروه هم متعلق به Sinorhizobium medicae بود. گروه سوم ( III ) شامل دو جدایه بود که خصوصیات ژنتیکی کاملا متفاوت با دو گروه قبلی داشت. شاخص تنوع شانون جدایه‌های مورد مطالعه در بین یازده واحدهای فیزیوگرافی مختلف (تپه، اراضی نسبتاً مسطح، فلات، کوهپایه، اراضی پست و اراضی متفرقه) متفاوت بوده و با برخی از خصوصیات خاکی هم‌بستگی نشان داد. شاخص تشابه متفاوت در بین واحد‌های فیزیوگرافی بیانگر تفاوت در گروه‌های موجود در هر واحد فیزیوگرافی بود.

---

گلومالین گلیکوپروتئینی است که در دیواره هیف و اسپور قارچ‌های راسته گلومرال شناسایی و استخراج شده است. گلومالین روی ذرات خاک رسوب یافته و بعنوان چسب عمل می کند و در نتیجه منجر به خاکدانه‌سازی و پایداری خاکدانه‌ها می‌شود. تنش کم‌آبی با تأثیر بر رابطه همزیستی میکوریزی می‌تواند تولید گلومالین را تحت تأثیر قرار دهد. این تحقیق به صورت آزمایش چند عاملی در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی در چهار تکرار با گیاه ذرت (رقم سینگل کراس704) در شرایط گلخانه اجرا شد. عامل اول سه سطح رطوبتی در خاک شامل: 30-10 درصد (W0)، 55-35 (W1) و90-60 درصد تخلیه آب قابل استفاده (W2) و عامل دوم سه گونه قارچ میکوریز(Gv)  Glomus versiforme،G.etunicatum (Ge) G.intraradices (Gi) ، و شاهد بدون قارچ بود. در پایان دوره رویشی گیاه، گلومالین ساده استخراج (EEG) وگلومالین کل (TG) در خاک، به‌روش بردفورد اندازه‌گیری شدند. با کاهش آب خاک، وزن خشک گیاه و درصد کلونیزاسیون ریشه کاهش یافت. نتایج مربوط به اندازه‌گیری EEG و TG نشان داد که تنش کم‌آبی به‌طور معنی داری باعث افزایش مقادیر EEG و TG می‌شود. همچنین افزایش معنی‌دار تولید گلومالین در سطح رطوبتی W2 در هر سه گونه قارچی نسبت به دو سطح رطوبتی W0 و W1، مشاهده شد؛ به عبارتی با افزایش تنش کم آبی و کاهش درصد کلنیزاسیون، تولید گلومالین در واحد درصد کلنیزاسیون ریشه افزایش یافت.