كليدواژه :
چگونگي خاك , فرآيندهاي زيستي , پايداري پادزيستي , بيوچار , نانوزئوليت
چكيده فارسي :
مقدمه و هدف: پادزيست‌هاي دامپزشكي از راه كاربرد در دامپروري و كودهاي جانوري به زمين‌هاي كشاورزي مي‌رسند كه اين زمين‌ها مي‌توانند خاستگاه پخش آن در زيستگاه‌هاي آبي و خاك باشد. در پي افزايش كاربرد پادزيست‌ها در كشور ، هدف پژوهش كنوني شناخت و ارزيابي پيامد رها شدن پادزيست‌هاي پركاربرد در خاك (با و بدون بهسازهاي آلي و كاني)، بر كارايي آنزيم‌هاي برون ياخته‌اي فسفاتاز قليايي و اوره‌آز و شناسه‌هاي پايداري و بازگشت‌پذيري آنها و همچنين شناسه چگونگي زيستي خاك در يك بازه زماني 90-روزه بوده است.
مواد و روش‌ها: در اين پژوهش پيامد رها شدن پادزيست‌هاي پركاربرد در خاك (جنتامايسين، اكسي‌تتراسايكلين و پني‌سيلين) در اندازه‌هاي گوناگون (50، 100 و 200 ميلي‌گرم بر كيلوگرم خاك خشك) با و بدون بهسازهاي آلي و كاني (كود گاوي، بيوچار و نانوزئوليت) بر كارايي آنزيم‌هاي فسفاتاز قليايي و اوره‌آز خاك و شناسه‌هاي پايداري و بازگشت پذيري آنها و همچنين شناسه چگونگي كارايي آنزيم‌هاي خاك در سه بازه زماني 7-1، 30-7 و 90-30 روز در زمان گرماگذاري 90-روزه با طرح اسپليت-فاكتوريل ارزيابي شد.
يافته‌ها: در خاك بدون بهساز، كاربرد پادزيست جنتامايسين با اندازه 200 ميلي‌گرم بر كيلوگرم مايه كاهش 68/9 درصدي كارايي آنزيم فسفاتاز قليايي در برابر گواه (شاهد بدون كاربرد پادزيست) گرديد، ولي اندازه كاهش كارايي آنزيم در خاك با داراي اكسي‌تتراسايكلين با اندازه 200 ميلي‌گرم بر كيلوگرم و در تيمارهاي گواه (بدون بهساز)، كاربرد بهساز كود گاوي، بيوچار و نانوزئوليت در برابر خاك بدون آن به ترتيب 17/5، 13/8، 17/5 و 16 درصد بود. كارايي آنزيم اوره‌آز در بازه زماني 90-30 روز روند افزايشي داشته و بيشترين اندازه كارايي آنزيم در زمان انكوباسيون 90-روز اندازه‌گيري شد. برپايه يافته‌ها، پاسخدهي آنزيم‌ها ناهمانند بود، به گونه اي كه پادزيست پني‌سيلين و اكسي‌تتراسايكلين پيامد بد چنداني بر كارايي آنزيم فسفاتاز قليايي خاك نداشتند. از سوي ديگر جنتامايسين و اكسي‌تتراسايكلين در همه اندازه‌هاي بكاررفته پيامد چشم‌گيري بر كارايي آنزيم اوره آز خاك داشتند. با نگر به پاسخدهي بالاي فسفاتاز قليايي به پادزيست جنتامايسين، كاربرد بهسازها كارايي چنداني در بهبود شناسه پايداري اين آنزيم در خاك‌هاي با كاربرد جنتامايسين نداشت و به همين ترتيب كاربرد بهسازها كارايي چنداني در بهبود شناسه پايداري آنزيم اوره‌آز در خاك‌هاي با كاربرد اكسي‌تتراسايكلين نداشت. يافته ها نشان مي-دهند كه با افزايش اندازه كاربرد پادزيست‌ها از اندازه بازگشت‌پذيري كارايي آنزيم‌ها كاسته شد و بيشترين بازگشت پذيري كارايي در اندازه كاربرد 50 ميلي‌گرم بر كيلوگرم ديده شد. همچنين آنزيم اورئاز بيشترين بازگشت‌پذيري كارايي را در تيمارهاي پني‌سيلين و سپس جنتامايسين و در پايان در اكسي تتراسايكلين داشت.
نتيجه گيري: اين پژوهش نشان داد كه كاربرد بهسازها، بويژه كود گاوي و زغال زيستي آن، ويژگي خاك را بهبود بخشيده و توان پايداري ريزجانداران را در برابر پادزيست‌ها، هتا در اندازه هاي بالا را افزايش داد. پاسخدهي آنزيم‌ها ناهمانند بود، به گونه اي كه پادزيست اكسي‌تتراسايكلين پيامد بد چنداني بر كارايي آنزيم فسفاتاز قليايي خاك نداشت ولي پادزيست پني‌سيلين پيامد چشم‌گيري بر كارايي آنزيم اوره‌آز خاك نداشت. روهم‌رفته اين پژوهش نشان داد كه كاربرد بهسازها مي‌تواند از پيامد زهري پادزيست‌ها كاسته و مايه افزايش شناسه-هاي پايداري و بازگشت‌پذيري كارايي آنزيم‌هاي خاك و بهبود چگونگي كارايي آنزيم‌ها در خاك‌هاي تيمار شده با پادزيست گردد.
چكيده لاتين :
Background and objectives: Veterinary antibiotics enter into agricultural soils through application in animal husbandry and manures where these soils could be the source of dissemination of antibiotics in soil and water habitats. Owing to increasing antibiotic applications in our country, the aim of present study was to understanding and evaluating the consequences of mostly applied antibiotics in soil (with and without organic and mineral conditioners) on extracellular enzymes activity, alkaline phosphatase and urease, and their resistance and resilience indices as well as mean soil enzyme activity, in a 90-day incubation period.
Materials and Methods: In the present study, the impact of releasing mostly applied antibiotics in soil (control (without antibiotic), gentamicin, oxytetracycline and penicillin) at different concentrations (50, 100 and 200 mg/kg dry soil) with and without organic and mineral conditioners (manure, biochar and nano-zeolite) on efficiency of soil alkaline phosphatase and urease enzymes and their resistance and resilience indices as well as enzymes efficiency index at 1-7, 7-30 and 30-90 days of a 90-day incubation as split-factorial design in which soil conditioners were as main plots and antibiotics and their concentrations were secondary plots.
Results: In treatments without conditioner application, gentamicin at 200 mg/kg concentration caused 68.9 percent decrease in alkaline phosphatase efficiency compared to control (without antibiotic), however, decreasing enzyme activity in soil treated by 200 mg/kg oxytetracycline at control (without conditioner), application of manure, biochar and nano-zeolite compared to control (without antibiotic) was 17.5, 13.8, 17.5 and 16 percent, respectively. Urease enzyme efficiency at 30-90 days had an increasing trend and the highest enzyme activity recorded at this time period. Based on the results, measured enzymes had different responses, so that penicillin and oxytetracycline had not such a considerable impact of soil alkaline phosphatase activity. While, gentamicin and oxytetracycline at all applied concentrations, had significantly negative impact on soil urease activity. Considering the great responsivene of alkaline phosphatase to gentamicin antibiotic, application of soil conditioners had no significant efficiency in improving resistance of this enzyme in gentamicin treated soils. also, application of soil conditioners had no significant impact on increasing resistance index of urease enzyme in oxytetracycline applied soils. results show that increasing application amout of antibiotics caused decrease in soil enzymes activity and highest enzymes resilience observed in 50 mg/kg antibiotic concentration. Also results showed that urease enzyme had the highest resilience indec in penicillin application treatments followed by gentamicin and then oxytetracycline treatments.
Conclusion: Present study showed that application of conditioners, especially manure and its biochar improved soil properties and increased soil microorganisms’ resistance against antibiotics, even at higher concentrations. There was difference among responsiveness of studied enzymes, so that oxytetracycline had no significant impact on soil alkaline phosphatase activity, penicillin had no considerable effect on soil urease activity. Totally, the present study showed that application of soil conditioners could alleviate toxic impacts of antibiotics and result in increase in resistance and resilience indices of soil enzymes and improved enzymes activity and efficiency in antibiotic-treated soils.
