نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1
دانشجوی دکتری بیولوژی و بیوتکنولوژی خاک، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز
2
دانشیار بیولوژی و بیوتکنولوژی خاک، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز
3
دانشیار بیولوژی و بیوتکنولوژی خاک، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه
4
استاد حاصلخیزی خاک، گروه علوم و مهندسی خاک دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز
5
دانشیار به‌نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، گروه به‌نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز
6
استادیار بیماری‌شناسی گیاهی، گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه
10.22092/sbj.2024.362697.254
چکیده
آلودگی به مواد نفتی یکی از بحرانیترین آلودگیهای زیستمحیطی است که میتواند ویژگیهای زیستی، فیزیکی و شیمیایی خاک را تحت تأثیر قرار دهد. به‌منظور بررسی اثرات آلودگی نفتی طولانی‌مدت و طبیعی بر تنفس میکروبی شامل تنفس پایه (BR) و تنفس برانگیخته (SIR) و فعالیت آنزیم بتاگلوکوزیداز خاک، تعداد 120 نمونه خاک‌آلوده به نفت از عمق 15-0 سانتیمتری از منطقه نفتخیز نفت‌شهر واقع در استان کرمانشاه با سه سطح آلودگی شدید (H: High)، متوسط (M: Moderate) و کم (L: Low) نمونه‌برداری شد. پس از اندازهگیری ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک‌ها، اقدام به شمارش همه باکتری‌ها و باکتریهای تجزیهکننده نفت به ترتیب در محیط کشت‌های NA و CFMM شد که همبستگی مثبت و معنیداری بین جمعیت میکروبی و غلظت نفت به دست آمد. میانگین درصد نفت اندازهگیری شده به روش سوکسله، به ترتیب 4/03، 9/95 و 22/50 درصد برای سطوح L، M و H بود. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت نفت در نمونههای خاک، BR و SIR افزایش یافتند و بیشترین تنفس BR و SIR به ترتیب با مقادیر 0/053 و 0/234(mgCO2.g-1.h-1) درخاکهای H به دست آمد. فعالیت بتاگلوکوزیداز اندازهگیری شده نیز در حضور آلایندههای نفتی بیشتر بود به گونهای که در خاکهای H بالاترین فعالیت (µgPNP.g-1.h-1 24/78) و در خاکهای L پایینترین فعالیت (µgPNP.g-1.h-1 6/09) مشاهده شد. در پایان، آنالیز مؤلفههای اصلی (PCA) نیز انجام شد و نتایج نشان داد که 72 درصد از تنوع بین نمونهها توسط دو مؤلفه اول (مؤلفه بیوشیمیایی و مؤلفه فیزیکی) قابل توجیه بود. آلایندههای نفتی که به صورت طبیعی و به مدت طولانی در خاک حضور دارند، با گذشت زمان منجر به سازگاری جوامع میکروبی مقاوم به آلودگی شده و لذا شاهد افزایش فراوانی آنها، تنفس میکروبی و فعالیت آنزیمهایی همچون بتاگلوکوزیداز خواهیم بود.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Effects of Long-term Oil Pollution on Soil Microbial Respiration and β-glucosidase Activity
نویسندگان [English]
-
Shokufeh Moradi
1
-
mohamad reza sarikhani
2
-
Ali Beheshti Ale-Agha
3
-
Adel Reyhanitabar
4
-
Seyed Siamak Alavi-kia
5
-
Roohollah Sharifi
6
1
PhD student in soil biology and biotechnology, Department of Soil Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Tabriz University
2
Associate Professor of Soil Biology and Biotechnology, Department of Soil Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Tabriz University
3
Associate Professor of Soil Biology and Biotechnology, Department of Soil Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Razi University of Kermanshah
4
Professor of Soil Fertility, Department of Soil Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Tabriz University
5
Behnajadi and Plant Biotechnology Associate Professor, Behnajadi and Plant Biotechnology Department, Faculty of Agriculture, Tabriz University
6
Assistant Professor of Plant Pathology, Department of Plant Medicine, Faculty of Agriculture, Razi University of Kermanshah
چکیده [English]
Oil pollution is one of the most critical environmental contaminations that can affect soil's biological, physical, and chemical properties. To investigate the effects of long-term and natural oil pollution on soil microbial respiration, including basal respiration (BR) and substrate-induced respiration (SIR), and beta-glucosidase enzyme activity, 120 oil-contaminated soil samples were collected from 0-15 cm depth in the oil-rich region of Naft-Shahr in Kermanshah province with three pollution levels: high (H), moderate (M), and low (L). After measuring the physical and chemical properties of the soils, the total bacteria and oil-degrading bacteria were counted on NA and CFMM culture media, respectively. This finding showed a positive and significant correlation between microbial population and oil concentration. The average oil percentage measured by Soxhlet extraction was 4.03%, 9.95%, and 22.50% for L, M, and H levels, respectively. The results showed that with the increase in oil concentration in soil samples, BR and SIR increased, and the highest BR and SIR respiration rates were 0.053 and 0.234 (mgCO2.g-1.h-1) in H soils, respectively. The measured beta-glucosidase activity was also higher in the presence of oil pollutants, with the highest activity (24.78 µgPNP.g-1.h-1) in H soils and the lowest (6.09 µgPNP.g-1.h-1) in L soils. Finally, a Principal Component Analysis (PCA) was conducted, and the results showed that 72% of the variance among samples could be explained by the first two components (biochemical and physical components). Oil pollutants that are naturally present in the soil for an extended period lead to the adaptation of pollution-resistant microbial communities over time, increasing their abundance, microbial respiration, and the activity of enzymes such as beta-glucosidase.
کلیدواژه‌ها [English]
-
BR
-
β-glucosidase
-
Oil pollution
-
SIR
)