علوم آب و خاک

---

کاروتنوییدها از مهم‌ترین و رایج‌ترین رنگیزه‌های طبیعی هستند، که وظایف بیولوژیک مهمی را در موجودات زنده بر عهده دارند، و هم‌چنین، رنگ مشخص و جذابی را به بسیاری از حیوانات پرورشی می‌بخشند. در دو دهه اخیر استفاده از کاروتنوییدهای با منشا میکروبی، به علت دارا بودن مزایایی چون طبیعی و مقرون به صرفه بودن آنها، مورد توجه پژوهشگران واقع شده است. در این بین، مخمرهای تولیدکننده کاروتنویید با توانایی مصرف لاکتوز به ندرت جداسازی شده‌اند، و اطلاعات کمی در زمینه تولید کاروتنوییدهای مخمری با استفاده از سوبستراهای حاوی لاکتوز، از جمله آب پنیر گزارش شده است. در این تحقیق یک‌سویه از مخمر قرمز رنگ مولد کاروتنویید به نام ردوترولا آکنیوروم از شیره درختان توس منطقه ماسه چال طالقان جداسازی گردید و توسط آزمون‌های میکروسکوپی، ماکروسکوپی و بیوشیمیایی شناسایی شد.

نتایج نشان داد که مخمر جداسازی شده توانایی مصرف لاکتوز و تولید کاروتنویید را تواماً دارا می‌باشد. ارزیابی شرایط مطلوب کشت مقادیر ماکزیمم بیوماس و کاروتنویید را به ترتیب معادل 9/9 گرم در لیتر و 290 میکروگرم در گرم برآورد نمود. ضمناً آنالیز شیمیایی عصاره کاروتنوییدی استخراج شده از این مخمر، موید حضور بتاکاروتن، ترولین و ترولورودین، به عنوان کاروتنوییدهای اصلی تولید شده بود. با توجه به این که آب پنیر یک از فراورده‌های جانبی صنایع پنیرسازی کشور است، و متاسفانه در حال حاضر اکثراً به هدر می‌رود و باعث آلودگی محیط زیست می‌شود، استفاده از این ماده در تولید مواد باارزشی چون کاروتنوییدها می‌تواند از اهمیت شایانی برخوردار باشد.

---

شدت فعالیت آنزیم اوره‌آز نقش مهمی در کاربرد مؤثر کود اوره و ارزیابی آسیب‌های بالقوه زیست محیطی دارد. در این پژوهش فعالیت آنزیم اوره‌آز در 20 خاک گوناگون از مناطق خشک و نیمه خشک استان اصفهان اندازه‌گیری شد، تا هم‌بستگی آن با برخی از ویژگی‌های مهم فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک خاک تعیین گردد. نمونه‌برداری از خاک به دو روش استریل و غیراستریل انجام شد، و ویژگی‌های مورد نظر در آنها معین گردید. دامنه فعالیت آنزیم اوره‌آز برای خاک‌های مورد بررسی 3/5-2/79 میکروگرم آمونیوم آزاد شده به ازای یک گرم خاک، در دو ساعت انکوباسیون تعیین شد.

 نتایج حاصل از بررسی هم‌بستگی‌های خطی نشان داد که از میان ویژگی‌های خاک، درصد کربن آلی با فعالیت آنزیم اوره‌آز بیشترین هم‌بستگی را دارد (***899/0=r). میان فعالیت آنزیم اوره‌آز و درصد هیچ یک از ذرات شن، سیلت و رس هم‌بستگی معنی‌داری دیده نشد. فعالیت آنزیم اوره‌آز و درصد نیتروژن کل خاک هم‌بستگی بسیار معنی‌داری با یکدیگر داشتند (***797/0=r). هم‌چنین، فعالیت اوره‌آز با هدایت الکتریکی عصاره اشباع نیز به طور معکوس هم‌بستگی معنی‌دار نشان داد (*499/0-=r)، لیکن با نسبت جذب سدیم (pH ، (SAR درصد آهک و ظرفیت تبادل کاتیونی هم‌بستگی معنی‌داری به دست نیامد. میان جمعیت کل باکتری‌ها (باکتری‌های رشد یافته در محیط آگار مغذی) و قارچ‌ها (قارچ‌های رشد یافته در محیط پوتیتو دکستروزآگار) با فعالیت آنزیم رابطه معنی‌داری وجود نداشت، ولی شمار باکتری‌های رشد یافته در محیط اوره آگار، با فعالیت آنزیم اوره‌آز هم‌بستگی معنی‌دار نشان دادند (*47/0=r). نتیجه بررسی هم‌بستگی‌های چندمتغیره گام به گام نشان داد که پس از ورود درصد کربن آلی به مدل، پارامترهای دیگر نمی‌توانند به ضریب هم‌بستگی مدل بیافزایند. بنابراین، مدل به صورت یک متغیره خواهد بود. به طور کلی، نتایج نشان می‌دهد که مهم‌ترین عامل کنترل کننده فعالیت آنزیم اوره‌آز در خاک‌های مورد آزمایش درصد کربن آلی خاک است.

---

مواد آلی و کانی‌های رسی خاک بیشتر آنزیم‌های ریزجانداران آن را جذب و نگهداری کرده، به پایداری آنها در خاک می‌افزایند. این پژوهش برای روشن‌تر شدن سهم هر یک از بخش‌های آلی و کانی خاک از فعالیت آنزیم‌های سلولولیتیک بی‌جنبش شده در آن انجام گردید. آنزیم سلولاز روی برخی از نگهدارنده‌های آلی و کانی خاک بی‌جنبش شد. فعالیت آنزیم‌های اگزوگلوکاناز و اندوگلوکاناز بی‌جنبش شده در زمان‌های مختلف اندازه‌گیری شد. پایداری آنزیم‌های اگزوگلوناز و اندوگلوکاناز بی‌جنبش شده، به نگهدارنده آن بسیار وابسته بود. پس از 20 روز نگهداری در دمای چهار درجه سانتی‌گراد، کاهش فعالیت آنزیم‌هایی که روی نگهدارنده‌های آلی مانند آویسل بی‌جنبش شده بودند ناچیز بود. در برابر آن، کاهش فعالیت آنزیم‌هایی که روی خاک و کانی‌های آن بی‌جنبش شده بودند نسبتاً زیاد بود. از سوی دیگر، فعالیت آنزیم‌های اگزوگلوکاناز و اندوگلوکاناز بی‌جنبش شده روی آویسل و مانده‌های کشاورزی به اندازه چشم‌گیری بیشتر از خاک و کانی‌های رسی آن بود. بنابراین، شاید بتوان گفت که بخش بزرگی از فعالیت آنزیم‌های سلولولیتیک خاک وابسته به آنزیم‌هایی است که روی مانده‌های کشاورزی در خاک نگهداری و بی‌جنبش شده‌اند. پوشاندن هر یک از نگهداره‌های کانی‌های رسی، خاک و آویسل با هیدروکسید آلومینیم (چهار میلی‌مول بر گرم) به اندازه چشم‌گیری بر مقدار و فعالیت آنزیم‌های بی‌جنبش شده روی آنها افزود. فعالیت آنزیم‌های اگزوگلوکاناز و اندوگلوکاناز بی‌جنبش شده روی خاک و کانی‌های هم‌یون شده با کلسیم بیشتر از آنزیم‌های بی‌جنبش شده روی خاک و کانی‌های هم‌یون شده با پتاسیم بود. ولی این پیامدها شاید وابسته به پیامد ویژه کاتیون کلسیم در روش ارزیابی، و نیز فعالیت این آنزیم‌ها باشد. به هر حال، پیامدهای کاتیون هم‌یون کننده بر آنزیم‌های بی‌جنبش شده روی آویسل چشم‌گیر نبوده است.

---

آزوسپیریلوم ‌برازیلنس یکی از میکروارگانیسم‌های تثبیت کننده نیتروژن مولکولی است که در هم‌یاری با ریشه غلات و گرامینه‌های دیگر، رشد و نمو آنها را تقویت می‌کند. در این پژوهش دانه‌های گندم از سه رقم قدس، امید و روشن، با دو سویه از باکتری آزوسپیریلوم‌ برازیلنس (Do1 و Sp7 ) تلقیح شدند. آلوده‌سازی، میزان محصول و رشد و نمو ارقام گندم را افزایش داد، ولی این پاسخ کاملاً وابسته به نوع سوش باکتری و رقم زراعی بود. بیشترین عملکرد، وزن هزار دانه، شمار دانه در سنبله و وزن خشک ریشه و ساقه در تلقیح با سویه Sp7 در رقم روشن به دست آمد. این در حالی است که سویه Do1 بهترین اثر بر این شاخص‌های رشد را در رقم قدس ایجاد کرده است. پاسخ رقم امید در همه حال کمتر از دو رقم زراعی دیگر بود. بنابراین، انتخاب سوش‌های سازگار و متناسب با هر رقم زراعی برای تحریک افزایش عملکرد و تقویت رشد و نمو ارقام گندم ضروری است. بررسی اثر سوش‌ها بر محتوای نیتروژن دانه نیز نتایج مشابهی داشت. مشاهده فعالیت نیتروژنازی سوش‌های آزوسپیریلوم در آزمایش‌های In vitro، و افزایش معنی‌دار محتوای نیتروژن در برخی از ارقام آغشته به باکتری، این فرضیه را که “تثبیت زیستی نیتروژن به وسیله آزوسپیریلوم ممکن است در مورد آثار سودمند مشاهده شده در شاخص‌های رشد گیاه پاسخ‌گو باشد” تأیید کرد. در مقایسه فعالیت نیتروژنازی در دو سویه، میزان احیای استیلنی سویه Do1، 1/5 برابر سویه Sp7 بود. هم‌چنین، اثر سویه Do1 بر شاخص‌های رشد، عملکرد و محتوای نیتروژن دانه نیز چشم‌گیرتر از سویه Sp7 بود. از آن جا که سویه Do1 یک سویه بومی، ولی سویه Sp7 یک سوش ایزوله از برزیل است، می‌توان نتیجه گرفت که ایزوله‌های محلی باکتری باید نسبت به سویه‌های بیگانه و غیر بومی ترجیح داده شوند، چون سازگاری بیشتری نسبت به گیاهان محیط و شرایط خاک آن منطقه نشان می‌دهند.