تأثیر لجن فاضلاب بر شاخص بیو مس میکروبی خاک، فعالیت‌های آنزیمی و عملکرد گیاه ذرت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد و استادیار گروه خاک‌شناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان و استادیار پژوهش موسسه تحقیقات آب و خاک

2 و استادیار گروه خاک‌شناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

3 استادیار پژوهش موسسه تحقیقات آب و خاک

چکیده

ورود مواد آلی به خاک با تأثیر بر ویژگیهای مختلف فیزیکی، شیمیایی، تغذیه‌ای و بیولوژیکی خاک می‌تواند سبب بهبود و یا افزایش رشد گیاهان شود. در اثر فرایندهای میکروبی و تحت تأثیر آنزیم‌های درون و برون سلولی، با تغییر شکل عناصر از شکل آلی به شکل معدنی، زمینه برای افزایش رشد گیاهان فراهم می‌شود. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر سطوح و دفعات مختلف کوددهی با لجن فاضلاب بر فعالیت‌ آنزیم‌های ال‌گلوتامیناز، فسفاتاز قلیایی، آریل سولفاتاز و بتاگلوکوزیداز، شاخص بیومس میکروبی و عملکرد گیاه ذرت است. به این منظور سطوح صفر، 25 و 100 مگاگرم برهکتار لجن فاضلاب (به عنوان سطوح کوددهی) و تعداد یک، 2، 3 و 4 مرتبه کوددهی (به عنوان دفعات کوددهی بین سال‌های 1378 تا 1381) در نظر گرفته شد. آزمایش در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی و در سه تکرار انجام گردید. نمونه‌های خاک 6 ماه پس از چهارمین کوددهی از عمق 0 تا 15 سانتیمتری خاک برداشت گردید. نتایج نشان داد که کربن آلی و نیتروژن کل خاک با افزایش مقدار و دفعات کوددهی با لجن فاضلاب به صورت معنی‌داری نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. در هر یک از سطوح کودی نیز با افزایش دفعات کوددهی (از یک تا چهار بار) این روند افزایشی دیده شد. افزایش مقدار و دفعات کوددهی با لجن فاضلاب سبب افزایش معنی‌دار فعالیت آنزیم‌های ال‌گلوتامیناز، فسفاتاز قلیایی، آریل سولفاتاز، بتاگلوکوزیداز، شاخص بیومس میکروبی و عملکرد گیاه ذرت نسبت به تیمار شاهد شد. در هر یک از سطوح کودی بیشترین افزایش فعالیت‌های آنزیمی، شاخص بیومس میکروبی و عملکرد گیاه ذرت متعلق به تیمار چهار بار کوددهی بود. کمترین مقدار ویژگی‌های فوق در تیمار شاهد یافت گردید. بین فعالیت‌های آنزیمی و شاخص بیومس میکروبی و عملکرد گیاه ذرت همبستگی معنی‌داری مشاهده گردید. به طور کلی کاربرد لجن فاضلاب با افزایش کربن آلی و نیتروژن کل خاک و فعالیت‌های آنزیمی میزان عملکرد تنوع زیستی[1] را در خاک‌های تیمار شده با لجن فاضلاب افزایش داد.
 
[1] - Functional biodiversity

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Microbial Biomass Index, Enzyme Activities and Corn Yield in a Soil Amended with Sewage Sludge

نویسندگان [English]

  • S. Hojati 1
  • F. Nourbakhsh 2
  • K. Khavazi 3
1 M. Sc. Student; Assist. Prof. of Soil Science at Isfahan University of Technology; Assist. Prof. of Soil and Water Research Institute, respectively.
2 Prof. of Soil Science at Isfahan University of Technology
3 Assist. Prof. of Soil and Water Research Institute, respectively.
چکیده [English]

Increasing soil organic matter can improve plant growth due to its effects on physical, chemical and biological properties of soil. Transformation of essential elements from organic form under the influences of intra- and extra-cellular enzymes and other microbially mediated processes can increase plant growth. The aim of this study was to identify the effects of different rates and times of sewage sludge application on L-glutaminase, alkaline phosphatase, arylsulfatase and β-glucosidase activities, microbial biomass index and corn yield. Three levels of application (0, 25 and 100 Mg ha-1) and four consecutive times of sewage sludge application (1, 2, 3 and 4) were studied in a randomized complete block split plot design with three replications. Composite soil samples were collected from 0-15 cm depth at the end of 4th year of application. Results illustrated that application of sewage sludge increased soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) compared with control treatment. An increasing trend was observed in SOC and TN, as the rates and times of applications increased. Increasing the times and rates of application also enhanced L-glutaminase, alkaline phosphatase, arylsulfatase, β-glucosidase activities, microbial biomass index and corn yield, significantly. The lowest levels of enzyme activities and microbial biomass indices were observed in the control treatment. Four consecutive applications of 100 Mg ha-1 sewage sludge was associated with the highest levels of the bio-indicators. We concluded that functional biodiversity increased in soils that were amended with sewage sludge.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sewage sludge
  • Soil enzyme activities
  • Soil biomass index
  • Corn yield

مراجع

  1. خدیوی، ا. 1382. اثر کودهای آلی بر اشکال شیمیایی عناصر سنگین و جذب این عناصر توسط گندم. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.
  2. ملکوتی، م. 1375. کشاورزی پایدار و افزایش عملکرد با بهینه سازی مصرف کود در ایران. نشر آموزش کشاورزی
  3. Adegbidi, H.G. and R.D. Briggs. 2003. Nitrogen mineralization of sewage sludge and composted poultry manure applied to a willow in a green house experiment. Biomass and Bioenergy. 2(56): 665-673.
  4. Albiach, R., R. Canet, F. Pomares. and F. Ingelmo. 2000. Microbial biomass content and enzyme activities after application of organic amendments to a horticultural soil. Biores. Technol. 75: 43-48.
  5. Burns, R.G. and R. P. Dick. 2002. Enzymes in the Environment. Activity, Ecology and Applications. Dekker, New York.
  6. Deng, S. P. and M. A. Tabatabai. 1996. Effects of tillage and residue management on enzyme activities in soils. II. Glycosidase. Biol. Fertil. Soils. 22:208-213.
  7. Dick, R. P., P. E. Rasmussen and E. A. Kerle. 1988. Influence of long-term residue management on soil enzyme activity in relation to soil chemical properties of a wheat-fallow system. Biol. Fertil. Soils. 6: 159-164.
  8. Farrel, R.E., V. V. S. R. Gupta and J. J. Germida. 1994. Effects of cultivation on the activity of arylsulfatase in Saskatchewan soils. Soil Biol. Biochem.       26:1033-1040.
  9. Frankenberger Jr, W. T., J. B. Johnson and C. O. Nelson. 1983. Urease activity in sewage sludge amended soils. Soil Biol. Biochem. 15: 543-549.
  10. Frankenberger Jr, W. T. and M. A. Tabatabi. 1991. L-glutaminase activity in soils. Soil Biol. Biochem. 23(9): 869-879.
  11. Gagnon, B., R. Lalande, R. R. Simard and M. Roy. 2000. Soil enzyme activities following paper sludge addition in a winter cabbage- sweet corn rotation. Can. J. Soil Sci. 80:91-97.
  12. Galstyan, A. S. 1960. Enzyme activities in Solonchalks. Dokl. Akad. Nauk. Arm. SSR. 30: 61-64.
  13. Hernandez, T., R. Moral, A. Prez-Espinosa, J. Moreno-Caselles, M.D. Perez-Murica and C. Garcia. 2002. Nitrogen mineralization potential in a calcareous soil amended with sewage sludge. Biores. Technol. 83: 213-219.
  14. Koepf, H. 1954. Investigation on soil biological activity in soils. I. Respiration curves of soil and enzyme activity under the influence of fertilizing and plant growth. Zeitschrift fur acker-under pflanzenbau. 289-312.
  15. Nannipieri, P., P. Sequi and P. Fusi. 1996. Humus and enzyme activity. In: Piccolo, A. (ed.). Humic substances in terrestrial ecosystems. Elsevier, Amesterdam,  pp. 293-327.
  16. Nourbakhsh, F., C. M. Monreal, G. Emtiazy and H. Dinel. 2002. L-asparaginase activity in some soils of central Iran. Arid Land Res. 16: 377-384.
  17. Olivera, F. C., M. E. Mattiazzo, C. R. Marciano and R. Rossetto. 2002. Organic carbon, electrical conductivity, pH and CEC changes in a dystrophic yellow Latosol.  Revista Brasiliena de ciencia do solo.   2: 505-519.
  18. Page, A. L., R. H. Miller and D. R. Keeny. 1982. Methods of soil analysis, Part 2: Chemical and Biological Properties, second edition, Soil Sci. Soc. Am. Inc. Publisher, PP. 1159.
  19. Tabatabai, M. A. 2003. Enzymes: past, present and future. Second international conference on enzymes in the environment: Activity, Ecology and Application. Prague, Czech Republic. July 14-17, 2003.
  20. Tabatabai, M. A. 1994. Soil enzymes. In: Weaver, R.W., J.S., Angle, and P.S., Bottomley. (eds.). Methods of Soil Analysis. Part2- Microbiological and Biochemical Properties. SSSA Book, series No.5. Soil Sci. Soc. Am., Madison, WI, pp. 775-833.
  21. Turner, B. L., A. W. Bristrow and P. M. Haygarth. 2001. Rapid estimation of microbial biomass in grassland soils by ultra-violet absorbance. Soil. Biol. Biochem. 33:913-919.
  22. Walker, D. and N. Kenkle. 1999. Data analysis in agricultural research. Quantitative plant ecology laboratory, University of Manitoba, Canada.
  23. Wang, W., R. C. Dalal and P. W. Moody. 2001. Evaluation of the microwave irradiation method for measuring soil microbial biomass. Soil Sci. Soc. Am. J. 65:1696-1703
پژوهش های خاک
دوره 20، شماره 1
خرداد 1385
صفحه 79-88

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار