فعاليت برخي آنزيم ها در يك خاك رس شني در سطوح مختلف شوري در حضور و عدم حضور گياه

The Activity of Enzymes in a Sandy Clay Soil at Different Levels of Salinity in the Presence vs. Absence of Plant

گياهان و ميكروب هاي خاكزي منشا اغلب آنزيم هاي خاك هستند. بنابراين، هر گونه تغيير در رشد اين موجودات، ناشي از تنش شوري، ممكن است توليد آنزيم هاي برون سلولي و درون سلولي را كاهش دهد. از اين رو، در محيط هاي شور كه رشد، تكثير و فعاليت اين موجودات كاهش چشمگير مي يابد، مقدار و فعاليت كل آنزيمي خاك ممكن است كاهش يابد. شوري به طرق مختلف موجب كاهش رشد، تكثير و فعاليت موجودات خاكزي و آنزيمي خاك مي شود. هدف از اجراي اين پژوهش، تعيين اثر سطوح مختلف شوري بر فعاليت برخي آنزيم ها در خاك بدون كشت از طريق كاهش پتانسيل اسمزي و اثر سمي برخي يون ها و در خاك تحت كشت گندم و شبدر از طريق تغيير در كميت ترشحات ريشه اي مي‌باشد. در اين تحقيق، پنج سطح شوري به صورت مخلوطي از نمك هاي كلريد سديم، كلريد كلسيم، كلريد منيزيم و كلريد پتاسيم و سه محيط خاك (بدون كشت، كشت گندم و كشت شبدر) با سه تكرار در قالب طرح كاملاً تصادفي و به صورت فاكتوريل استفاده شد. آزمايش در يك خاك رس شني و تحت شرايط گلخانه اي طي 120 روز اجرا شد. نتايج بدست آمده از اين تحقيق نشان مي دهد كه شوري در هر سه محيط بدون كشت گياه، كشت گندم و كشت شبدر موجب كاهش معني دار (001/0P < ) فعاليت آنزيم هاي خاك گرديد. همچنين فعاليت آنزيم ها با بيوماس ريشه ي هر دو گياه همبستگي معني دار نشان داد. اين مشاهده مبين آن است كه مي توان كاهش فعاليت اين آنزيم ها را به كاهش رشد ريشه در شرايط تنش شوري نسبت داد. با توجه به اين كه با افزايش شوري، بيوماس ريشه ي شبدر در مقايسه با بيوماس ريشه ي گندم كاهش بيشتري نشان مي دهد، مي توان كاهش بيشتر فعاليت آنزيمي در خاك تحت كشت شبدر را به كاهش بيشتر رشد ريشه ي اين گياه در شرايط تنش شوري نسبت داد. داده ها نشان دادند كه در سطوح بالاي شوري، ميزان فعاليت آنزيمي در خاك تحت كشت گندم و شبدر به ميزان فعاليت آن در خاك بدون كشت نزديك مي شود و تفاوت كمتري در فعاليت آنزيمي بين سه محيط مختلف مشاهده مي گردد، كه حاكي است در شوري هاي بالا، نقش اثرات غير مستقيم شوري كمتر شده و نقش محرك گياه بر فعاليت ميكروبي كم رنگ تر مي گردد. به طور خلاصه، در سطوح پايين و متوسط شوري، حضور گياه از طريق افزايش مستمر ترشحات ريشه اي و سرعت بالاي برگشت ريشه هاي جوان، موجب تحريك فعاليت ميكروبي و تعديل اثرات سوي شوري بر فعاليت آنزيمي مي شود، اما در سطوح بالاي شوري توانايي گياه در تعديل اين اثرات تقليل مي يابد.

Plants and soil microbes are the main sources of most enzymes available in the environment. It is, therefore, anticipated that any change in the growth of soil biota in response to salinity, may reduce the synthesis and production of extra- and intra- cellular enzymes. As a result, a reduction in the growth of plants and the activity of soil microbes in saline environments may lessen the level and the activity of soil enzymes. Soil salinity may reduce microbial growth and activity in different ways. The aim of this study was to determine the direct effects (by reducing the osmotic potential and specific ion effect) and indirect effects of salinity (by changing quality and quantity of root exudates) on soil enzymes activity. As to prove these effects, an uncultivated soil was used to determine direct effects, while soils under clover and wheat were used to determine the indirect effects, of salinity on soil enzyme activities. In the study, five levels of salinity using NaCl, CaCl2, MgCl2 and KCl; and three soil media (non-cultivated soil, soil cultivated with wheat and clover) replicated three times constituted the factorial experiment arranged in a completely randomized design. The experiment was carried out in a sandy clay soil under greenhouse conditions and lasted for 120 days. Results indicated that salinity caused significant reduction (P < 0.001) in enzyme activities in uncultivated soil, as well as in the rhizosphere of clover and wheat plantations. Enzymes activities had significant correlations (P < 0.05) with the root biomass of the two plants. So, one may attribute the lowered enzyme activities to the reduction in root biomass. With increasing salinity, the reduction in clover root biomass was observed to be more than that in wheat biomass, indicating more reduction in soil enzyme activities in the clover rhizosphere being largely due to less development of its root biomass in saline environment. Furthermore, the data indicated that enzyme activities in the clover and wheat rhizosphere, at high salinity levels, were almost similar to those in uncultivated soils, there being a small difference in enzyme activities observed the three media at high salinity levels, suggesting that role of indirect effects might be less pronounced with increase in soil salinity. In summary, at low to moderate salinity levels, the presence of plants may help in stimulating microbial activities and in alleviating the detrimental influence of salinity on soil enzyme activities (possibly via the added root exudates and higher young root turnover rate). But at high salinity levels, the capability of plants in alleviating salinity influence on soil enzyme activities decreases.