پیامد کاربرد آفت‌کش کلروپیروفوس بر فراوانی برخی ریزجانداران خاک در شرایط آزمایشگاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان

2 استاد گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان

3 استادیار گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران

چکیده

کلروپیروفوس یکی از آفت‌کش­هایی است که به میزان فراوانی در کشاورزی کاربرد دارد و می‌تواند بر ریزجانداران خاک اثرات بازدارنده داشته باشد. در این پژوهش آزمایشگاهی پیامد کاربرد سم کلروپیروفوس در غلظت‌های 0، 4، 12، 50 میلی‌گرم بر کیلوگرم در خاک بر لگاریتم فراوانی ریزجانداران خاک در محیط کشت قارچ‌ها، اکتینومیست‌ها، سودوموناس‌ها، باکتری‌های روده‌ایو ازتوباکتر در زمان‌های 2، 4، 7، 20،10، 30 و 40 روز در غالب تحلیل واریانس با اندازه‌گیری‌های تکراری بررسی شد. پیامد این آفت‌کش ارگانوفسفره بر تنوع زیستی جانداران یاد شده نیز بررسی شد. براساس برآورد‌های آزمایش، کاربرد 4 میلی‌گرم بر کیلوگرم کلروپیروفوس منجر به کاهش فراوانی ازتوباکتر و اکتینومیست‌ها و افزایش فراوانی سودوموناس‌ها گردید. در این غلظت از کلروپیروفوس، لگاریتم فراوانی قارچ­ها و باکتری‌های روده‌ای تفاوت معنی‌داری در مقایسه با نمونه خاک کنترل نداشتند. کاربرد 12و 50 میلی‌گرم بر کیلوگرم از کلروپیروفوس در خاک سبب کاهش بیشتر گروه‌های ریزجانداران قابل کشت شد. غنای گروهی ریزجانداران بررسی شده در تیمار 4 میلی‌گرم بر کیلوگرم کلروپیروفوس بیش از کنترل و در 50 میلی‌گرم بر کیلوگرم کاهش داشت. همچنین کاربرد تیمارهای 4 و 12 میلی‌گرم بر کیلوگرم کلروپیروفوس در خاک منجر به کاهش تنوع و یکنواختی گروهی و افزایش شناسه چیرگی (غلبه) زیستی ریز جانداران بررسی شده در برابر نمونه کنترل در خاک شد. بنابراین سم کلروپیروفوس در بازه زمانی40 روز به ویژه زمانی که بیش از اندازه پیشنهاد شده به خاک افزوده شود، بر فراوانی و شناسه‌های تنوع ریزجانداران کشت‌پذیر خاک پیامد بازدارنده معنی‌دار دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of Chlorpyrifos on frequency of some microorganisms in soil in the laboratory condition

نویسندگان [English]

  • F. Amani 1
  • A. A. Safari Sinegani 2
  • F. Ebrahimi 3
  • S. Nazarian 3
1 PhD student. Soil Science College of Agriculture, Bu-Ali Sina University. Hamadan
2 Professor. Soil Science College of Agriculture, Bu-Ali Sina University. Hamadan
3 Assistant Professor. Department of Biology, Faculty of Science, Imam Hossein University, Tehran
چکیده [English]

Chlorpyrifos is one of the most widely used pesticides in agriculture and may have a detrimental effect on soil microorganisms. In a laboratory research, the effect of different concentrations of chlorpyrifos (0, 4, 12, 50 mg/kg) on the log frequency of fungi, actinomycete, pseudomonas, intestinal bacteria and azotobacter during  2, 4, 7, 18, 30 and 40 days was considered as a repeated measures ANOVA. The effect of the organophosphorus pesticide also evaluated on biodiversity of the microorganisms. Result showed that after application of 4 mg/kg chlorpyrifos in the soil, the frequency of actinomycete and azotobacter decreased but pseudomonas frequency increased compared to control. Frequency of intestinal bacteria and fungi were similar to control. The log frequency of the most studied microorganisms decreased after 12 and 50 mg/kg chlorpyrifos application. In concentrations of 4 and 50 mg/kg chlorpyrifos, richness of the studied microorganism increased and decreased respectively, compared to the control. In 4 and 12 mg/kg chlorpyrifos concentrations, biological diversity and evenness decreased but dominance index increased in comparison with control treatment. Therefore, application of chlorpyrifos, especially more than the recommended dose, had inhibitory effect on the frequency and diversity of soil microorganisms, in the period of 40 days after application.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Actinomycete
  • Bacteria
  • Chlorpyrifos
  • fungi
  • Soil pollution

مراجع

  1. Abhilash, P. and Singh, N. 2009. Pesticide use and application: an Indian scenario. Journal of Hazardous Materials. 165(1): 1-12.
  2. Bhanti, M. and Taneja, A. 2007. Contamination of vegetables of different seasons with organophosphorous pesticides and related health risk assessment in northern India. Chemosphere. 69(1): 63-68.
  3. Castillo, J.M., Casas, J. and Romero, E. 2011. Isolation of an endosulfan degrading bacterium from a coffee farm soil: Persistence and inhibitory effect on its biological functions. Science of the Total Environment. 15: 20-27.
  4. Cho, C.M.H., Mulchandani, A. and Chen, W. 2002. Bacterial cell surface display of organophosphorus hydrolase for selective screening of improved hydrolysis of organophosphate nerve agents. Applied and Environmental Microbiology. 68(4): 2026-2030.
  5. Das, A. and Mukherjee, D. 2000. Soil application of insecticides influences microorganisms and plant nutrients. Applied Soil Ecology. 14(1): 55-62.
  6. DeBenedictis, P.A. 1973. On the correlations between certain diversity indices. The American Naturalist. 107(954): 295-302.
  7. Dutta, M., Sardar, D., Pal, R. and Kole, R.K. 2010. Effect of chlorpyrifos on microbial biomass and activities in tropical clay loam soil. Environmental Monitoring and Assessment. 160(1): 385-391.
  8. Eisenhauer, N., Klier, M., Partsch, S., Sabais, A.C., Scherber, C., Weisser, W.W. and Scheu, S. 2009. No interactive effects of pesticides and plant diversity on soil microbial biomass and respiration. Applied Soil Ecology. 42(1): 31-36.
  9. Fang, H., Wang, X. and Shan, M. 2006. Dissipation of chlorpyrifos in pakchoi-vegetated soil in a greenhouse. Journal of Environmental Sciences. 18(4): 760-764.
  10. Franco-Andreu, L., Gómez, I., Parrado, J., García, C., Hernández, T. and Tejada, M. 2016. Behavior of two pesticides in a soil subjected to severe drought. Effects on soil biology. Applied Soil Ecology. 105: 17-24.
  11. Gómez, I., Rodríguez-Morgado, B., Parrado, J., García, C., Hernández, T. and Tejada, M. 2014. Behavior of oxyfluorfen in soils amended with different sources of organic matter. Effects on soil biology. Journal of Hazardous Materials. 273: 207-214.
  12. Goswami, M.R., Pati, U.K., Chowdhury, A. and Mukhopadhyay, A. 2013. Studies on the effect of cypermethrin on soil microbial biomass and its activity in an alluvial soil. International Journal of Agricultural and Food. 3(1): 1-9.
  13. Hussain, S., Siddique, T., Saleem, M., Arshad, M. and Khalid, A. 2009. Impact of pesticides on soil microbial diversity, enzymes, and biochemical reactions. Advances in Agronomy. 102: 159-200.
  14. Jacobsen, C.S. and Hjelmsø, M.H. 2014. Agricultural soils, pesticides and microbial diversity. Current Opinion in Biotechnology. 27: 15-20.
  15. Kadian, N., Malik, A., Satya, S. and Dureja, P. 2012. Effect of organic amendments on microbial activity in chlorpyrifos contaminated soil. Journal of Environmental Management. 95: S199-S202.
  16. Magurran, A.E. 2013. Measuring biological diversity. John Wiley & Sons, New York, USA.
  17. Menon, P., Gopal, M. and Prasad, R. 2004. Influence of two insecticides, chlorpyrifos and quinalphos, on arginine ammonification and mineralizable nitrogen in two tropical soil types. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 52(24): 7370-7376.
  18. Mrkovacki, N.B., Cacic, N.A. and Milic, V.M. 2002. Effects of Pesticides on Azotobacter chroococcum. Proceedings for Natural Sciences Zbornik Matice srpske za prirodne nauk.102: 23- 28.
  19. Pandey, S. and Singh, D.K. 2004. Total bacterial and fungal population after chlorpyrifos and quinalphos treatments in groundnut (Arachis hypogaea L.) soil. Chemosphere. 55(2): 197-205.
  20. Rodríguez-Morgado, B., Gómez, I., Parrado, J. and Tejada, M. 2014. Behaviour of oxyfluorfen in soils amended with edaphic biostimulants/biofertilizers obtained from sewage sludge and chicken feathers. Effects on soil biological properties. Environmental Science and Pollution Research. 21(18): 11027-11035.
  21. Safari Sinegani, A.A., Sharifi, Z. and Safari Sinegani, M. (2010). Method in applied microbiology. Hamadan, Bu-Ali Sina, University Press.
  22. Sardar, D. and Kole, R.K. 2005. Metabolism of chlorpyrifos in relation to its effect on the availability of some plant nutrients in soil. Chemosphere. 61(9): 1273-1280.
  23. Scheiner, S.M. 2012. Biological diversity: Frontiers in measurement and assessment. In: Magurran. A.E. and McGill. B.J (ed). The Quarterly Review of Biology. 87(3): 254-254.
  24. Shan, M., Fang, H., Wang, X., Feng, B., Chu, X.-q. and Yu, Y.-l. 2006. Effect of chlorpyrifos on soil microbial populations and enzyme activities. Journal of Environmental Sciences-Amsterdam. 18(1): 4-5.
  25. Shannon, C.E. 2001. A mathematical theory of communication. ACM SIGMOBILE Mobile Computing and Communications Review. 5(1): 3-55.
  26. Singh, P., Sharma, S., Saini, H. and Chadha, B. 2009. Biosurfactant production by Pseudomonas sp. and its role in aqueous phase partitioning and biodegradation of chlorpyrifos. Letters in Applied Microbiology. 49(3): 378-383.
  27. Solomon, K.R., Williams, W.M., Mackay, D., Purdy, J., Giddings, J.M. and Giesy, J.P. (2014). Properties and uses of chlorpyrifos in the United States. Ecological Risk Assessment for Chlorpyrifos in Terrestrial and Aquatic Systems in the United States. 13-34.
  28. Swift, R. and Sparks, D. 1996. Methods of soil analysis: Part 3: Chemical methods. Soil Science Society of America. Book Series. Madison, WI, USA.
  29. Tejada, M., García, C., Hernández, T. and Gómez, I. 2015. Response of soil microbial activity and biodiversity in soils polluted with different concentrations of cypermethrin insecticide. Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 69(1): 8-19.
  30. Tejada, M., Rodríguez-Morgado, B., Gómez, I. and Parrado, J. 2014. Degradation of chlorpyrifos using different biostimulants/biofertilizers: Effects on soil biochemical properties and microbial community. Applied Soil Ecology. 84: 158-165.
  31. Tu, C. 1970. Effect of four organophosphorus insecticides on microbial activities in soil. Applied Microbiology. 19(3): 479-484.
  32. Tu, C. 1972. Effect of four nematocides on activities of microorganisms in soil. Applied Microbiology. 23(2): 398-401.
  33. Vischetti, C., Coppola, L., Monaci, E., Cardinali, A. and Castillo, M.d.P. 2007. Microbial impact of the pesticide chlorpyrifos on Swedish and Italian biobeds. Agronomy for Sustainable Development. 27(3): 267-272.
  34. Wang, M-C., Liu, Y-H., Wang, Q., Gong, M., Hua, X-M., Pang, Y-J., Hu, S. and Yang, Y-H. 2008. Impacts of methamidophos on the biochemical, catabolic, and genetic characteristics of soil microbial communities. Soil Biology and Biochemistry. 40(3): 778-788.
  35. Yang, Z., Liu, Y., Liu, D. and Zhou, Z. 2012. Determination of organophosphorus pesticides in soil by dispersive liquid–liquid microextraction and gas chromatography. Journal of Chromatographic Science. 50(1): 15-20.
  36. Zhang, Y., Hou, Y., Chen, F., Xiao, Z., Zhang, J. and Hu, X. 2011. The degradation of chlorpyrifos and diazinon in aqueous solution by ultrasonic irradiation: effect of parameters and degradation pathway. Chemosphere. 82(8): 1109-1115
زیست شناسی خاک
دوره 6، شماره 1
شهریور 1397
صفحه 87-100

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار