بررسي اثر باكتري اسپوروسارسينا پاستوري و نوع محيط كشت بر رسوب زيستي كربنات كلسيم و كنترل فرسايش بادي خاك شني استان خوزستان

Effect of Sporosarcina pasteurii and Culture Media on Microbial Carbonate Induced Precipitation and Wind Erosion Control in Sandy Soil of Khuzestan province, Iran

فرسايش بادي و انتقال رسوب حمل شده تهديدي جدي براي اراضي كشاورزي، محيط زيست، آلودگي هوا و سلامت انسان يكي از مشكلات اساسي در ايران و بخصوص استان خوزستان است. هدف از اين مطالعه بررسي كارايي باكتري اسپوروسارسينا پاستوري (Sporosarcina pasteurii) در كنترل فرسايش بادي در محيط كشت Tryptic Soy Broth (TSB) و ملاس نيشكر بود. بدين منظور، محيط كشت باكتري و اثر گذشت زمان در پيشبرد آزمايش در نمونه خاك شني از منطقه حميديه در دشت آزادگان استان خوزستان بررسي شد. تيمارهاي آزمايشي شامل ملاس نيشكر (10 درصد) و TSB به‌عنوان محيط كشت باكتري و محلول اوره (2 درصد) و كلريد كلسيم به‌عنوان مايه‌تلقيح بود. آزمايش به‌صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي و در 3 تكرار انجام شد. پس از گذشت زمان 7، 15 و 30 روز، غلظت كربنات كلسيم، مقاومت به فروروي و فرسايش-پذيري نمونه‌ها به كمك تونل باد بررسي شد. نتايج نشان داد از ميان تيمارهاي مختلف بيشترين غلظت كربنات كلسيم در تيمار ملاس همراه با باكتري مشاهده شد به‌طوري‌كه درصد كربنات كلسيم نمونه شن را 52 درصد افزايش داد. بيشترين مقاومت به فروروي مربوط به تيمار كاربرد ملاس بود كه سبب افزايش 1000 برابري مقاومت به فروروي شد. با گذشت زمان، مقاومت به فروروي و درصد كربنات كلسيم تجمع يافته در خاك، افزايش معني‌دار در سطح 5 درصد بر‌اساس آزمون LSD نشان داد. بررسي فرسايش‌پذيري نمونه‌هاي منتخب در تونل باد با ميانگين سرعت باد 16 متر بر ثانيه نشان داد كه مقدار فرسايش در خاك شني شاهد از 52 درصد به صفر كاهش يافت و باعث كاهش 100 درصدي فرسايش شد. نتايج به‌دست‌آمده از اين پژوهش نشان‌دهنده‌ي نقش قابل‌توجه ملاس در كاهش فرسايش‌پذيري خاك شني و افزايش مقاومت فروروي بود. بنابراين، استفاده از اين ماده براي تثبيت شن‌هاي روان پيشنهاد مي‌شود.

Wind erosion and sediment transport are serious threat to agricultural lands, environment, air pollution and human health in Iran, especially in Khuzestan province. The aim of this research was to investigate the efficiency of Sporosarcina pasteurii bacteria grown in Tryptic Soy Broth (TSB) and sugarcane molasse culture media on wind erosion control. The sandy soil sample was collected from the Hamidyeh area, Khuzestan province, Iran and the effect of time and differentculture media on wind erosion control were considered. The treatments were included sugarcane molasse (10%) and TSB as a culture media and urea (2%) and calcium chloride as an injection solution. The investigation of erodibility for selected samples was performed in wind tunnel with an average wind speed of 16 m/s. The experiment was carried out with the basis of completely randomized design with three replications. The calcium carbonate content, penetration resistant and erodibility were assessed by wind tunnel after 7, 15, and 30 days of injection. Results showed that the highest calcium carbonate content was obtained in 10% molasses treated with the bacteria, which increased the percentage of calcium carbonate to 52%. The highest resistance to penetration was related to 10% molasses application, which resulted in an increase of 1000 times in the penetration resistance. The penetration resistance and the percentage of calcium carbonate accumulated in the soil showed a significant increase at the 5% level by LSD test, over time. The amount of erosion in the sandy soil was decreased from 52% to zero, which indicates a 100% reduction in erosion. The results of this study indicate the significant role of molasses in reducing the erodibility of sandy soil and increasing the penetration strength. Thus, it can be suggested as a to stabilize the sand.