پديد آورنده :
كياني نژاد، فرناز
عنوان :
برهمكنش كربنات كلسيم و كادميوم بر فعاليت فسفومونواسترازها در خاك هاي اسيدي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده كشاورزي
صفحه شمار :
دوازده، 84ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
فرشيد نوربخش
استاد مشاور :
مهران شيرواني
تاريخ نمايه سازي :
94/2/5
استاد داور :
حسين شريعتمداري، مرتضي زاهدي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/09/26
چكيده فارسي :
چكيده افزايش غلظت فلزا ت سنگين به ويژه كادميوم در خاك نه تنها رشد گياه بلكه فعاليتهاي ميكروبي و آنزيمي خاك را نيز متأثر مينمايد فعاليت آنزيمي به عنوان يك شاخص بيولوژيك حساس به حضور عناصر سنگين در خاك به شمار ميرود فسفومونواستراز ها كاتاليز فرايند معدني شدن فسفر آلي خاك و تامين فسفر مورد نياز گياه را انجام ميدهند اين مطالعه با هدف بررسي برهمكنش كربنا تكلسيم و كادميوم بر فعاليت فسفومونواسترازها در خاكهاي اسيدي انجام شد اين پژوهش در سه آزمايش مقدماتي انكوباسيون كوتاه مد ت و انكوباسيون بلند مد ت انجام پذيرفت از منطقه لنگرود دونوع خاك از باال و پايين شيب انتخاب و مقدار pH هدايت الكتريكي كربن آلي بافت و آهك هر دو خاك تعيين گرديد در آزمايش مقدماتي خاكها با 6 سطح كربنا تكلسيم 1 2 8 61 29 و 46 گرم بركيلوگرم تيمار شدند و پس از افزوده شدن كربنا تكلسيم به خاك pH اندازهگيري گرديد تا سطح بهينه آهكدهي تعيين شود در آزمايش كوتاه مد ت به منظور بررسي اثر سميت كوتاه مد ت كادميوم IP به يك گرم از نمونههاي خاك تيمار شده با غلظتهاي 1 2 8 و 61 گرم كربنا تكلسيم بر كيلوگرم يك ميليليتر محلول با غلظت 5 ميكرومول بر گرم خاك كادميوم به خاك اضافه شد بعد ازگذشت زمان 19 دقيقه فعاليت آنزيم بر مبناي سنجش پارانيتروفنيل اندازهگيري شد در آزمايش بلند مد ت به منظور تعيين اثرا ت بلند مد ت آلودهكنندهها بر فرآيندهاي حاصل از عملكرد ميكروبها در خاك از مفهوم شاخص اكولوژيكي 05 ED استفاده شد 05 ED با استفاده از مدلهاي رياضي سينتيكي محاسبه گرديد كربنا تكلسيم در چهار سطح 1 2 8 و 61 گرم بر كيلوگرم به خاك اضافه شده و در ادامه نيز 6 سطح كادميوم 1 4 12 111 115 و 1111 ميليگرم بر كيلوگرم به خاكها افزوده گرديد در اين آزمايش نمونهها به مد ت 56 روز در دماي 52 درجه سانتيگراد و رطوبت 15 درصد ظرفيت نگهداشت آب در خاك نگهداري شدند فعاليت آنزيم اسيد فسفاتاز و آلكالين فسفاتاز مشابه آزمايش كوتاه مد ت اندازهگيري و براي محاسبه 05 ED از دو مدل سينتيكي 1 و 2 استفاده شد نتايج به دست آمده در آزمايش مقدماتي و كوتاه مد ت نشان داد كه افزوده شدن كربنا تكلسيم به خاك باعث افزايش pH خاك و تغيير فعاليت فسفومونواسترازها شد به طوري كه فعاليت آنزيم اسيد فسفاتاز كاهش و فعاليت آلكالين فسفاتاز افزايش يافت همچنين افزودن كربنا تكلسيم به خاك باعث كاهش سميت كادميوم يا همان كاهش شاخص درصد بازدارندگي آنزيم اسيد فسفاتاز در خاك با بافت لوم شني از 8 71 به 5 6 و در خاك با بافت لوم رسي سيلتي از 4 32 به 8 7 و كاهش اين شاخص براي آنزيم آلكالين فسفاتاز در خاك با بافت لوم شني از 12 به 4 6 و در خاك با بافت لوم رسي سيلتي از 6 12 به 2 6 شد در خاك با بافت لوم شني با تيمار فاقد كربنا تكلسيم افزودن كادميوم به خاك سبب افزايش غلظت كادميوم قابل عصارهگير با DTPA از 2 1 به 665 ميليگرم بر كيلوگرم شد كه اين افزايش در تمامي سطوح كربنا تكلسيم اين خاك و نيز خاك با بافت لوم رسي سيلتي مشاهده گرديد همچنين افزودن كادميوم به خاك با بافت لوم شني سبب كاهش فعاليت اسيد فسفاتاز از 5 682 به 3 141 و كاهش فعاليت آنزيم آلكالين فسفاتاز از 75 به 9 69 و در خاك با بافت لوم رسي سيلتي سبب كاهش فعاليت اسيد فسفاتاز از 6111 به 976 و كاهش فعاليت آلكالين فسفاتاز از 9 512 به 5 911 ميكروگرم پارانيتروفنل بر ساعت بر گرم خاك شد در پايان آزمايش ميزان 05 ED در اين خاك براي بررسي مقدار فلز سنگين توسط دو مدل محاسبه شد با توجه به ماهيت مدل 2 اين مدل برازش موفقيت آميز تري جهت تعيين مقادير 05 ED از خود نشان داد برهمين اساس در بخشي از دامنه آهكدهي با افزايش سطح آهك مقادير رو به افزايش نهاد كه نشان از كاهش سميت كادميوم در حضور آهك است اين يافته با مقادير كاهش يافته درصد بازدارندگي حاصل از مطالعه كوتاه مد ت مطابقت داشت به طور كلي چنين نتيجه گيري مي شود كه آهكدهي سميت كادميوم را بر فعاليت آنزيم هاي اسيد و آلكالين فسفومونو استراز لگام مي كند معهذا وقوع اين پديده در دوره كوتاه زماني مشهودتر از دوره بلند مد ت است كلمات كليدي فسفومونواسترازها كربنا تكلسيم كادميوم IP و 05 ED
چكيده انگليسي :
86 Farnazkiyaninejad@yahoo com November 29 2014 Department of Soil Science Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor F Nourbakhsh farshid@cc iut ac ir Abstract Accumulation of heavy metals in soil can not only limit the plant growth and development but also may restrict the activity of soil microorganisms as well as soil extracellular enzyme activities Soil enzyme activities are considered as sensitive indices to trace metal pollutions Phosphomonoesterases are among soil phosphatases which catalyze the hydrolysis of organic phosphate esters to orthophosphates They have been nominated as indices for evaluating the degree of Cd toxicity in contaminated soils The objective of this study was to identify the interaction of CaCO3 and Cd on the activity of phosphomonoesterases in acid soils Two soil samples were collected from Leila Kouh Lahijan from upper and lower parts of a slope Both soils are acidic with contrasting textural properties A preliminary experiment was performed to determine the optimum level of CaCO3 application Following the preliminary experiment two short and long term experiments were conducted to investigate the interactive impact of Cd and CaCO3 application in the acid soils To evaluate the degree of short and long term enzyme inhibition inhibition percentage IP and ecological dose 50 ED50 were used respectively In the preliminary experiment CaCO3 were applied at 0 2 8 16 32 and 64 g CaCO3 kg 1 soil and four levels of 0 2 8 and 16 g CaCO3 kg 1were selected eventually For the IP approach the soils amended with CaCO3 were applied with a rate of 6 mol Cd g 1 soil incubated for 30 minutes followed by the enzyme assays For the ED50approach the CaCO3 applied soils were treated with a range of Cd concentrations 0 4 20 100 500 and 1000 mg kg 1 incubated for 65 days at 25 C and 50 water holding capacity followed by the enzyme assays Two kinetic based models model 1 and 2 were fitted in the data to calculate the values of ED50 Results indicated that in both soils CaCO3 application resulted in a proportional increase in the pH values This was observed as greater application rates of CaCO3 increased pH values The CaCO3 induced pH increase significantly enhanced the activity of acid phosphatase while the activity of alkaline phosphatase decreased The different responses of the enzyme activities were attributed to their different optimum pH Interestingly the IP values of Cd for both acid and alkaline phosphatase were significantly decreased The IP values in the loamy sand soil decrease from 17 8 to 6 5 Similarly the values diminished in the silty clay soil from 29 4 to 7 8 Regardless of the increased values of alkaline phosphatase in the CaCO3 ammended soils the IP values of alkaline phosphatase decreased due to CaCO3 application It was observed that the IP values of the loamy sand soil decrease from 21 0 to 6 4 Similarly the values diminished in the silty clay soil from 21 6 to 6 2 Regardless of the CaCO3 level Cd application increased the DTPA extractable Cd from 0 2 to 566 mg kg 1 Calculation of ED50 values by the two models revealed that even though both models could estimate the ED50 values the correlation coefficients of the model 2 were generally higher Expectedly the model 2 conformed well to the data and revealed that Cd inhibition to the phosphomonoesterses obeys a partial rather than a complete inhibition mechanism by which it is anticipated that a protected part of the enzyme cannot be reached by the Cd ions Overall it can be concluded that CaCO3 can cease the Cd inhibition and it is suggested that lime application can be thought as a short and inexpensive solution for managing the acid soils acutely exposed to elevated Cd concentrations Keywords Phosphomonoesterase CaCO3 Cadmium IP ED
استاد راهنما :
فرشيد نوربخش
استاد مشاور :
مهران شيرواني
استاد داور :
حسين شريعتمداري، مرتضي زاهدي
