پاسخ ثابت هاي سينتيكي فسفومونواسترازها به فرآيند توليد ورمي كمپوست و تكامل لاشبرگ هاي جنگلي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

كشاورزي

كارشناسي ارشد

فرايند معدني شدن فسفر در زيستگاه لاشبرگ هاي جنگلي و در توده هاي كودهاي آلي نسبت به محيط خاك اهميت بيشتري دارد، زيرا در اين محيط ها، فسفر آلي تقريبا تنها منبع تامين بلند مدت فسفر است. معدني شدن فسفر آلي خاك عمدتا توسط گروه فسفاتازها صورت مي گيرد. نظر به اين كه تفسير پاسخ فعاليت آنزيم ها، موكول به درك مكانيسم تاثير پذيري آنها از پيشرفت مراحل تجزيه است، اين پژوهش با هدف بررسي پارامتر هاي سينتيكي و ترموديناميكي فسفومونواسترازها در لاشبرگ هايي با درجات متفاوت تجزيه و نيز در توده ورمي كمپوست در مقايسه با كمپوست معمولي و كود گاوي اوليه، انجام گرديد. دو محيط آلي شامل لاشبرگ هاي جنگلي و كود ورمي كمپوست به صورت مستقل مورد آزمايش قرار گرفت. نمونه¬هاي لاشبرگ بلوط شامل برگ¬هاي تازه ، لاشبرگ¬هايي با تجزيه اندك، لاشبرگ¬هايي با تجزيه متوسط و لاشبرگ¬هايي با تجزيه زياد از جنگل بلوط دلورا برداشت گرديد. همچنين، كود گاوي اوليه ، از مزرعه لورك برداشت گرديد سپس كمپوست و ورمي كمپوست كود گاوي در محيط آزمايشگاه در شرايط بهينه تهيه شد. كربن آلي، فسفر محلول در آب، و فعاليت آنزيم¬هاي اسيد و آلكالين فسفاتاز در اين مواد اندازه گيري شد. همچنين مواد فوق الذكر به خاك لورك افزوده شد و ميزان فسفر قابل عصاره گيري خاك پس از انكوباسيون يك ماهه تعيين گرديد. در تلاش براي تفسير يافته هاي فوق، شاخص هاي سينتيكي همچون سرعت حداكثر (Vmax) و ثابت مايكليس (Km) اندازه گيري شد و ثابت هاي ترموديناميكي همچون انرژي فعال سازي آنزيم (Ea) و ضريب دمايي (Q10) نيز تعيين گرديد. نتايج نشان داد كه با پيشرفت مراحل تجزيه در لاشبرگ هاي جنگلي، مقدار كربن آلي و فعاليت آنزيم¬ها كاهش يافت، اما مقدار فسفر محلول در آب افزايش داشت. در انواع كود نيز وقوع كمپوست شدن از ميزان كربن آلي كاست، به گونه اي كه اين كاستن در ورمي كمپوست افزون تر بود. كمپوست شدن بر مقدار فسفر محلول در آب، و فعاليت فسفومونواسترازها افزود. نتيجه اختلاط مواد آلي فوق به خاك لورك آن بود كه فسفر قابل عصاره گيري خاك در پايان انكوباسيون در مقايسه با خاك شاهد بيشتر شده بود، به گونه اي كه ميزان افزايش فسفر قابل عصاره گيري خاك، با محتواي فسفر محلول در آب متناسب بود. مقدار Vmax اسيد فسفاتاز و آلكالين فسفاتازدر لاشبرگ¬ها با پيشرفت مراحل تجزيه، به طور معني دار و باروندي منظم كاهش يافت. بيشترين و كمترين مقدار Vmax در انواع كود نيز براي هر دو آنزيم به ترتيب در كود ورمي كمپوست و كود گاوي اوليه مشاهده شد. مقادير Km دو آنزيم در لاشبرگ ها وكودها از روند منظم فوق تبعيت نكرد اما بين سطوح هريك از مواد اختلاف معني دار مشاهده شد. با افزايش دما، فعاليت فسفومونواسترازها درانواع لاشبرگ ها و انواع كودهاي گاوي افزايش يافت. مقدار Ea اين آنزيم ها با پيشرفت مراحل تجزيه در لاشبرگ¬ها به شكل پلكاني و معني دار افزايش يافت. بررسي شاخص Ea در انواع كود نيز نشان داد كمپوست شدن با و يا بدون حضور كرم ها به طور معني دار از انرژي فعال سازي هر دو آنزيم كاسته است. ضريب Q10 نيز در بين انواع لاشبرگ و يا انواع كود اختلاف معني دار داشت، ليكن دامنه تغييرات آن در مقايسه با Ea چندان زياد نبود. نتيجه آن كه در لاشبرگ هاي جنگلي، پيشرفت مراحل تجزيه در طي دهها سال، منجر به انباشت فسفرمحلول، كاهش فعاليت دو آنزيم گرديد. كاهش فعاليت اين دو آنزيم را طي پيشرفت مراحل تجزيه، مي توان به استناد كاهش Vmax ، به كاستي محتواي آنزيمي آنها و به استناد انباشتگي ارتوفسفات محلول، به وقوع اثر بازدارندگي فسفر محلول نسبت داد. ليكن تفكيك سهم اين دو عامل از يكديگر با اطلاعات اين پژوهش ميسر نيست. از آن سو، افزايش فعاليت اين دو آنزيم را در طي فرايند كمپوست شدن، مي توان به استناد فزوني Vmax به افزايش محتواي دو آنزيم و نيز به كاهش انرژي فعال سازي آنها نسبت داد. واژگان كليدي: فسفر، اسيد فسفاتاز، آلكالين فسفاتاز، Vmax، Km ، Ea و Q10

218779

خاك شناسي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان