فهرست مطالب

  • سال هشتم شماره 1 (بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/04/09
  • تعداد عناوین: 8
|
  • عبدالرضا اخگر*، الهام احمدی نیا، محسن حمیدپور، حسین شیرانی صفحات 1-14

    کادمیوم بدلیل سمی بودن و نیمه عمر طولانی در بدن انسان و حیوان از اهمیت ویژه ای در کشاورزی برخوردار می باشد. امروزه سعی بر آن است تا از باکتری های محرک رشد گیاه (PGPR) برای افزایش زیست فراهمی و جذب فلزات سنگین در خاک های آلوده استفاده شود. هدف این پژوهش بررسی کارایی باکتری های سودوموناس فلورسنت مقاوم به کادمیوم با توانایی حل فسفات های معدنی بر جذب کادمیوم توسط ذرت در یک خاک آلوده بود. بدین منظور یک آزمایش گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در چهار تکرار انجام گرفت. تیمارها شامل چهار سطح باکتری (بدون باکتری (P0)،  تلقیح با سه جدایه P1،P169و P108) و چهار سطح زمان بعد از کشت (سه، شش، نه و دوازده هفته) بودند. برای آلوده کردن خاک از 13 میلی گرم بر کیلوگرم کادمیوم از منبع نیترات کادمیوم استفاده گردید. نتایج نشان داد تلقیح ذرت با جدایه های منتخب به طور معنی داری وزن خشک بخش هوایی و ریشه و نیز جذب کادمیوم بخش هوایی و ریشه را افزایش داد. بیشترین وزن خشک بخش هوایی مربوط به زمان 12 هفته با تلقیح باکتری P169 بود) 22/31 درصد افزایش نسبت به شاهد(. هم چنین باکتری های P1 و P108 در هفته 12 اختلاف معنی داری با باکتری P169  نداشتند و توانستند وزن خشک بخش هوایی را نسبت به شاهد به ترتیب معادل 81/23 و 21/25 درصد افزایش دهند. بیشترین جذب کادمیوم بخش هوایی ذرت در 12 هفته با تلقیح باکتری P169 بدست آمد. در هفته 12، باکتری P169 جذب کادمیوم بخش هوایی را نسبت به شاهد معادل 150 درصد و نسبت به دو جدایه P1 و P108 به ترتیب به میزان81/13 و 75/37 درصد افزایش داد. اگرچه کاربرد تمام جدایه های مورد استفاده در آزمون گلخانه ای به طور معنی داری باعث افزایش جذب کادمیوم توسط ذرت شدند؛ لیکن تاثیر و کارایی جدایه P169بیشتر از سایر جدایه ها بود.

    کلیدواژگان: باکتری های ریزوسفری محرک رشد گیاه، فسفر، فلزات سنگین
  • جهانبخش میرزاوند، هادی اسدی رحمانی* صفحات 15-24

    حفظ بقایا و کاهش دفعات شخم در خاک، راهکاری مناسب در جهت حفظ و بهبود کیفیت خاک می باشد. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر روش های خاک ورزی و مدیریت بقایا بر فعالیت آنزیم های فسفاتاز و اوره آز یک خاک آهکی در تناوب گندم-ذرت در سال 96-1395 و 97-1396 اجرا گردید. آزمایش به صورت کرت های یک بار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و با سه تکرار در شرایط مزرعه ای در زرقان استان فارس انجام شد. تیمارها شامل روش های خاک ورزی در سه سطح (خاک ورزی رایج، کم خاک ورزی و بی خاک ورزی) به عنوان فاکتور اصلی و مدیریت بقایا در دو سطح (حفظ 30 درصد بقایا و حذف تمام بقایا) به عنوان فاکتور فرعی بود. نتایج نشان داد اثر روش های خاک ورزی و بقایا بر فشردگی، ماده آلی و فعالیت های آنزیمی خاک معنی دار بود. در شرایط حذف بقایا، همواره بیشترین فشردگی خاک در عمق سطحی (cm 0-10) در سامانه بی خاک ورزی و با افزایش عمق (cm 10-20) در سامانه خاک ورزی رایج حاصل شد. درمقابل، بیشترین ماده آلی خاک در هر دو محصول در سامانه کم خاکورزی و حفظ 30 درصد بقایا مشاهده شد. کمترین میزان آنزیم فسفاتاز قلیایی در گندم (µg PNP g-1 soil h-1 00/917) و ذرت (µg PNP g-1 soil h-1 00/443) در سامانه خاک ورزی رایج و حذف بقایا فراهم شد. بیشترین میزان آنزیم فسفاتاز اسیدی در گندم (µg PNP g-1 soil h-1 65/442) و سپس در ذرت (µg PNP g-1 soil h-1 17/374) با انجام عملیات کم خاک ورزی و حفظ 30 درصد بقایا به دست آمد. اما، در سامانه بی خاک ورزی بیشترین فعالیت آنزیم اوره آز در کشت ذرت (µg NH4 g-1 soil h-1 33/198) و سپس در کشت گندم (µg NH4 g-1 soil h-1 67/181) مشاهده شد. بنابراین، در یک خاک آهکی اتخاذ عملیات کم خاک ورزی و باقی گذاشتن 30 درصد بقایای گیاهی جهت کاهش فشردگی، افزایش ماده آلی و بهبود فعالیت های آنزیمی خاک در تناوب گندم-ذرت پیشنهاد می گردد.

    کلیدواژگان: آنزیم اوره آز، فسفاتاز اسیدی، فسفاتاز قلیایی، کم خاک ورزی، ماده آلی
  • فریبا محمدی فر، محمد مقدم* صفحات 25-39
    فلزات سنگین را می توان یکی از آلاینده های اکوسیستم نام برد که به دلیل اثرات فیزیولوژیکی خاص خود بر روی موجودات زنده حتی در غلظت های پایین هم از اهمیت بالایی برخودار هستند. فلز کادمیوم در بین فلزات سنگین، به دلیل تحرک بالا در خاک، حلالیت زیاد در آب و خاک به‏عنوان یکی از مهمترین فلزات سنگین شناخته می‏شود. به همین منظور آزمایشی گلدانی جهت ارزیابی خصوصیات رشدی، پایداری غشاء، محتوای نسبی آب برگ و جذب برخی عناصر در گیاه گشنیز (Coriandrum sativum L.) تحت شرایط تنش کادمیوم و مایه زنی قارچ های مایکوریزا به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور و در 3 تکرار در دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد اجرا شد. فاکتور اول نیترات کادمیوم در 4 سطح (80،40،20،0 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و فاکتور دوم قارچ مایکوریزا در 3 سطح (بدون مایه زنی قارچ، قارچ هایFunnetiformis mossea  و Rhizophagus intraradices) بود. نتایج بیانگر این بود که با افزایش سطح تنش صفات رشدی، شاخص پایداری غشاء، درصد کلونیزاسیون و غلظت عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، آهن و روی در گشنیز به طور معنی داری کاهش یافت درحالیکه با افزیش غلظت کادمیوم خاک، غلظت عنصر کادمیوم و محتوای نسبی آب برگ در گیاه به طور معنی داری افزایش پیدا کرد. اما مایه زنی قارچ مایکوریزا توانست اثرات زیانبار کادمیوم را در گیاه کاهش دهد. به طوری که بیشترین غلظت نیتروژن (08/3 درصد)، فسفر (126/0 درصد)، کلسیم (92/2 درصد)، منیزیم (85/0 درصد) و روی (121میلی گرم در کیلوگرم) در تیمار مایه زنی قارچ مایکوریزا به دست آمد. قارچFunnetiformis mossea  با کاهش 42 درصدی غلظت کادمیوم در بالاترین سطح آلودگی (80 میلی گرم در کیلوگرم) تاثیر بیشتری نسبت به قارچRhizophagus intraradices  داشت. تلقیح با قارچ های مایکوریزا (به ویژه قارچ Funnetiformis mosseae) توانست تحمل گیاه را در مقابله با تنش کادمیوم بالا ببرد. به طوری که گیاهان تلقیح شده با قارچ مایکوریزا رشد و عملکرد بالاتری نسبت به گیاهان بدون تلقیح داشتند و کاربرد آن‏ها در این شرایط پیشنهاد می‏گردد.
    کلیدواژگان: خصوصیات رشدی، محتوای نسبی آب برگ، عناصر غذایی، کادمیوم، قارچ های مایکوریزا
  • رعنا دشت بین، نعمت الله محمودی*، حسین بشارتی صفحات 41-53

    تحقیق حاضر با هدف جداسازی سویه‎های برتر باکتری‎های اکسید‎کننده گوگرد بومی مزارع پرورش ماهیان گرمابی استان مازندران برای حذف سولفید هیدروژن انجام شد. پس از نمونه برداری از رسوبات و آب بین رسوب مزارع پرورش ماهیان در شهرستان‎های فریدون‎کنار، بابل، بابلسر و ساری، اقدام به غنی‎سازی برای افزایش تعداد میکروارگانیسم‎های مورد نظر در سه محیط کشت مایع استارکی، پستگیت و H-3 گردید. پس از جداسازی بر اساس تفاوت‎های ریخت شناسی (در محیط‎های کشت جامد فوق)، 27 جدایه (14 جدایه اتوتروف و 13 جدایه هتروتروف) خالص‎سازی گردید. سپس غربالگری اولیه بر اساس کاهش pH در محیط کشت مایع استارکی انجام شد که از این میان 6 جدایه کارآمدتر انتخاب شدند. به منظور ارزیابی دقیق تر توانایی اکسایش گوگرد 6 جدایه، میزان مصرف تیوسولفات، میزان تولید یون سولفات و نیز تراکم باکتری‎ها در محیط کشت مایع استارکی بررسی گردید. از بین 6 جدایه، جدایه‎های FH-13، FH-21 و FH-14 توانایی بیشتری در اکسیداسیون یون تیوسولفات (79/4053، 5/3104 و 97/278 میلی‎گرم بر لیتر در مدت 14 روز) و تولید یون سولفات (2240، 965 و 490 میلی‎گرم بر لیتر) در محیط کشت مایع را داشتند. شناسایی مولکولی این جدایه ها نیز با استفاده از روش توالی یابی ژن rRNA S16 انجام شد. نتایج نشان داد که هر سه جدایه FH-14، FH-13 و FH-21 به ترتیب 70/99، 100 و 80/99 درصد با سویه Thiobacillus thioparus HM173634 شباهت تبارزایی داشتند. بر اساس نتایج این پژوهش، از این سویه ها می توان به عنوان سویه‎های موثر اکسید کننده گوگرد در فرآیند زیست پالایی به منظور حذف سولفید هیدروژن در مزارع پرورش ماهیان گرمابی استفاده نمود.

    کلیدواژگان: پرورش ماهیان گرمابی، سولفید هیدروژن، باکتری‎های اکسیدکننده گوگرد، اکسیداسیون گوگرد، Thiobacillus thioparus
  • سحر سلیمانی، امیر لکزیان*، امیر فتوت، محمود رمضانپور صفحات 55-71

    آسنفتن، یکی از اجزای طبیعی نفت خام و ترکیبی مقاوم در برابر تجزیه و سرطانزا است. زیست پالایی که تکنیک استفاده از ریزجانداران زنده جهت تجزیه و معدنی کردن آلاینده ها است، برای حذف آلودگی های مقاوم محیطی نظیر آسنفتن استفاده می شود. تجزیه کامل هیدروکربن ها نتیجه فعالیت ترکیبی از گونه های مختلف ریزجانداران بوده که به عنوان کنسرسیوم شناخته می شود. از سوی دیگر، حلالیت کم آلاینده های نفتی عامل محدود کننده زیست پالایی است. به همین دلیل اخیرا استفاده از کنسرسیوم های باکتریایی تولید کننده بیوسورفاکتانت، جهت افزایش دسترسی زیستی آلاینده های نفتی، در فرآیند زیست پالایی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در مطالعه حاضر، با استفاده از غنی سازی خاک آلوده به مشتقات نفتی، باکتری های تجزیه کننده آسنفتن جداسازی و سپس با بررسی میزان کشش سطحی محیط حاوی جدایه ها، انواع جدایه های باکتریایی مولد بیوسورفاکتانت غربال شدند. پس از شناسایی جدایه ها، تجزیه آسنفتن توسط جدایه های منفرد انتخابی، کنسرسیوم آن ها و بیوسورفاکتا نت های استخراج شده از جدایه ها در دو محیط کشت و خاک بررسی شد. نتایج نشان داد که دو جدایه AP3 و BM1 علاوه بر توانایی تجزیه آسنفتن، مولد بیوسورفاکتانت بوده و به ترتیب 2/72 و 54% و کنسرسیوم حاصل از آن ها نیز 100% از آلاینده را در محیط محلول تجزیه می کنند. بیوسورفاکتانت استخراج شده از جدایه AP3 در تجزیه آسنفتن موثرتر از بیوسورفاکتانت حاصل از جدایه BM1 عمل کرد. میزان تجزیه آسنفتن در خاک توسط جدایه AP3 و کنسرسیوم به ترتیب 7/64 و 7/75% بوده و استفاده از بیوسورفاکتانت AP3 به همراه کنسرسیوم نیز موجب تجزیه کامل آسنفتن شد. شناسایی جدایه ها نشان داد که AP3 به میزان 100 درصد با سویه Bacillus velezensis CR-502)T) و جدایهBM1  5/99 درصد با سویهPseudomonas putida ATCC 12633 مطابقت دارد. بنابراین، استفاده از کنسرسیوم و کاربرد بیوسورفاکتانت به همراه آن، در مقایسه با تلقیح جدایه منفرد موجب بهبود تجزیه زیستی آسنفتن شد.

    کلیدواژگان: آلودگی های نفتی، باسیلوس، زیست پالایی، سودوموناس
  • مهدی رشتبری*، علی اکبر صفری سنجانی صفحات 73-88

    امروزه کاربرد گسترده پادزیست ها در پزشکی برای درمان بیماری های مردم و در کشاورزی و دامپزشکی، مایه آلودگی آب و خاک گردیده و پیامد منفی بر ریزجانداران خاک و تندی فرآیندهای زیستی داشته است. در این پژوهش پیامد رها شدن پادزیست های پرکاربرد در خاک (جنتامایسین، اکسی تتراسایکلین و پنی سیلین) در اندازه های گوناگون (50، 100 و 200 میلی گرم بر کیلوگرم خاک خشک) با و بدون بهسازهای آلی و کانی (کود گاوی، بیوچار و نانوزیولیت) بر فراوانی قارچ ها، باکتری ها، کلیفرم ها و شناسه های پایداری و بازگشت پذیری آنها در سه بازه زمانی 7-1، 30-7 و 90-30 روز در دوره گرماگذاری 90- روزه در قالب طرح اسپلیت-فاکتوریل ارزیابی شد که بهساز بکاررفته کرت اصلی و گونه پادزیست و اندازه کاربرد آن به عنوان فاکتورهای آزمایش بودند. شناسه های پایداری و بازگشت پذیری نیز برای گروه های میکروبی برآورد گردید. بر پایه برآوردهای آزمایش، افزودن پادزیست ها و در میان آنها جنتامایسن مایه کاهش فراوانی ریزجانداران شد. از سوی دیگر خاک های دارای بهساز کود گاوی بیشترین لگاریتم فراوانی قارچی را در بازه زمانی 7-1 داشت که از دیدگاه آماری ناهمانندی چشمگیری با خاک های دارای بیوچار نداشت. در بازه 30-7 روز، فراوانی همه باکتری ها در تیمارهای کاربرد پادزیست به گونه چشمگیری افزایش پیدا کرد که اندازه افزایش برای پادزیست جنتامایسین و اکسی تتراسایکلین، بویژه در اندازه های بیشتر کاربرد در برابر در کاربرد پادزیست پنی سیلین بالاتر بود. در بازه های زمانی 30-7 و 90-30 روز، تیمارهای بهره گیری از بهساز کود گاوی و پادزیست های جنتامایسین و اکسی تتراسایکلین در اندازه های کاربرد 100 و 200 میلی گرم بر کیلوگرم بیشترین اندازه لگاریتم فراوانی باکتری های روده ای را داشتند. رو هم رفته این پژوهش نشان داد که کاربرد بهسازها بویژه کود گاوی و زغال آن می تواند از پیامد زهری پادزیست ها کاسته و مایه افزایش شناسه های پایداری و بازگشت پذیری فراوانی ریزجانداران در خاک گردد.

    کلیدواژگان: باکتری های روده ای، پایداری پادزیستی، زغال زیستی، نانوزئولیت
  • بهمن زمانی کبرآبادی، فرهاد رجالی*، سید محمد حجتی، مسعود اسماعیلی شریف، حمیدرضا رحمانی صفحات 89-104

    افزایش غلظت فلزات سنگین در خاک یکی از نتایج فعالیت های صنعتی بشری است. از روش های پالایش زیستی این نوع آلاینده ها می توان به استفاده از همزیستی قارچ‏های میکوریزی اشاره نمود. تحقیق حاضر با هدف بررسی پتانسیل قارچ های میکوریزی در زیست پالایی سرب توسط محلب (Cerasus mahaleb L. Mill.) در سطوح مختلف آلودگی خاک با فلز سنگین سرب و تلقیح با قارچ های میکوریزی مورد بررسی قرار گرفت. تیمارها شامل سه سطح تلقیح با قارچ های میکوریزی و سه سطح آلودگی خاک به فلز سنگین سرب در چهار تکرار بود. نتایج نشان داد با افزایش آلودگی خاک به سرب درصد کلنیزاسیون قارچ های میکوریزی کاهش یافت. همچنین در بالاترین سطح آلودگی خاک تیمار ترکیبی قارچ میکوریزی بیشترین درصد همزیستی با ریشه گیاه محلب را به خود اختصاص داد. فاکتور انتقال (TF) فلز سرب در ساقه و برگ در تیمار خاک آلوده شدید نسبت به خاک کم آلوده افزایش یافته و تیمار ترکیبی قارچ میکوریزی در انتقال فلز سرب به برگ و ساقه محلب عملکرد به نسبت بهتری از خود نشان داد. بالاترین مقادیر مربوط به هر دو فاکتور انتقال زیستی (BCF) (تجمع در ریشه) و ضریب تجمع زیستی (BAC) (انتقال به اندام هوایی) در تیمار خاک آلوده شدید بیشترین مقدار بود، همچنین تیمار ترکیبی قارچ میکوریزی بهترین عملکرد را در افزایش دو فاکتور ذکر شده داشت. مقدار فاکتور انتقال زیستی ((BCF از ضریب تجمع زیستی (BAC) و فاکتور انتقال (TF) بیشتر و نزدیک به یک بود (مقدار محاسبه شده حدود 9 /0 بود).با توجه به نتایج حاصل، نهال های گونه محلب اگرچه دارای توانایی انباشت فلزات سرب در ریشه و انتقال آن به اندام‏های هوایی را نشان دادند، لیکن تثبیت در ریشه را با کارایی بسیار بهتر و موثرتری انجام داده و بدین صورت توانسته‏اند در همزیستی با قارچ های میکوریزی در کاهش انتقال عنصر سنگین در خاک موثر عمل نمایند.

    کلیدواژگان: خاک آلوده، سرب، فاکتور انتقال
  • اختر اقتصادی، اکبر قویدل*، علی اشرف سلطانی طولارود، معراج شرری صفحات 105-113
    زمینه و هدف

    هدف از این تحقیق بررسی تاثیر پنج علف کش (تری بنورون متیل، متریبوزین، تریفلورالین، هالوکسی فوپ آرمتیل و توفوردی) بر فعالیت آنزیم های دهیدروژناز و اوره آز خاک بود.

    روش بررسی

    آزمایش به صورت طرح کاملا تصادفی با پنج تیمار علف کش و خاک شاهد در سه تکرار و به مدت شش ماه انجام شد و فعالیت آنزیم ها در ابتدای آزمایش، سه و شش ماه پس از شروع آزمایش اندازه گیری شد. غلظت علف کش ها 27/0، 67/0، 67/0، 67/0 و 1/0میلی گرم در کیلوگرم خاک به ترتیب برای هالوکسی فوپ، متریبوزین، تریفلورالین، توفوردی و تریبنورون متیل بود.

    یافته ها

    بین علف کش ها از لحاظ تاثیر بر فعالیت آنزیم ها تفاوت معنی داری (01/0p 14≤">) وجود داشت. اثر علف کش ها پس از سه ماه کاهش فعالیت آنزیم اوره آز نسبت به شاهد (9/34 14 μgN.g-1">) بود که بیشترین تغییرات معنی دار مربوط به تریفلورالین (8/24 14 μgN.g-1">) بود که نسبت به شاهد 9/28 درصد کاهش داشت. فعالیت آنزیم اوره آز پس از شش ماه نسبت به سه ماه افزایش داشت و در مورد علف کش های تریفلورالین (1/35 14 μgN.g-1">) این افزایش به میزان 5/41 درصد بود که نسبت به همین تیمار در مدت سه ماه تفاوت معنی داری داشت؛ در حالی که تغییرات در شاهد در شش ماه نسبت به سه ماه معنی دار نبود. در مورد آنزیم دهیدروژناز همه علف کش ها موجب کاهش معنی دار فعالیت این آنزیم پس از سه ماه نسبت به شاهد (6/0 14 μgTPF.g-1">) شدند به طوری که کمترین فعالیت آنزیم در تیمار هالوکسی فوپ با 01/0 14 μgTPF.g-1">  مشاهده شد که کاهش 98% نسبت به شاهد نشان داد. فعالیت این آنزیم در مورد همه تیمارها پس از شش ماه نسبت به سه ماه افزایش معنی داری داشت به طوری که بیشترین فعالیت آنزیم در تیمار توفوردی (44/1 14 μgTPF.g-1">) مشاهد شد که به طور معنی داری از شاهد بیشتر بود.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان می دهد که علف کش های مورد مطالعه در طول دوره سه ماه موجب کاهش معنی دار در فعالیت آنزیم ها نسبت به شاهد شده که این فعالیت آنزیمی پس از شش ماه مجددا به سطح قبل از مصرف علف کش ها رسیده است. این موضوع احتمالا به این دلیل بوده است که زمان ماندگاری علف کش ها در خاک کمتر از شش ماه بوده است.

    * فرمول ها به درستی نمایش داده نمی شوند.

    کلیدواژگان: آفت کش، آلودگی خاک، شاخص کیفیت خاک، فعالیت آنزیمی خاک
|
  • Abdolreza Akhgar *, Elham Ahmadinia, Mohsen, Hamidpour, Hosein Shirani Pages 1-14

    Cadmium, because of the long half a lifetime in the human and animal body and its toxicity, has great importance in agriculture. Today, plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) are used to increase the bioavailability and uptake of heavy metals in polluted soils. This study aimed to investigate the effectiveness of cadmium-tolerant fluorescent pseudomonads with inorganic phosphate solubilizing ability on the cadmium uptake by maize plants in contaminated soil. For this purpose, a greenhouse experiment was conducted in factorial based on a completely randomized design with four replications. Treatments were included four levels of bacteria (without bacteria (P0) and inoculation with three isolates P1, P169, P108) and four levels of time after planting (3, 6, 9, and 12 weeks). The soils were artificially spiked with cadmium (13 mg kg−1) as Cd(NO3)2. The results showed that the inoculation of maize with the selected isolates significantly increased shoot and root dry weights and shoot cadmium uptake in comparison to non-inoculated plants. The maximum shoot dry weight observed in plants inoculated with P169 and 12 weeks (31.22% more compared to non-inoculated plants). In the 12th week after planting, there was not any significant difference among P1, P108, and P169 isolates in shoot dry weights. P1 and P108 enhanced shoot dry weights by 23.81 and 22.21 percent in comparison to control, respectively. The maximum uptake of cadmium in plant shoot was found in inoculation with P169 and 12th week. In the 12th week, P169 increased cadmium uptake of the shoot by 150 percent in comparison to the control and 13.81 and 37.75 percent, compared to P1 and P108, respectively. Although all of the isolates used in the greenhouse experiment significantly increased cadmium uptake by maize plants but the effectiveness of P169 was more evident than other isolates.

    Keywords: Heavy metals, Phosphorus, Plant growth-promoting rhizobacteria
  • J. Mirzavand, H. Asadi Rahmani* Pages 15-24

    Residue retention with less soil disturbance is a promising approach to maintain the soil quality. The study was conducted to determine the effects of tillage at three levels (conventional tillage (CT), reduced tillage (RT), and No-Till (NT)) as main plots and crop residue at two levels (residue removal and retention) as sub-plot on phosphatase and urease enzyme activitiesof calcareous soil in wheat-corn cropping system based on a split-plot design with three replications at the Zarghan in Fars province, Iran from 2015-16 to 2016-17. Results showed that applying tillage and residue significantly affected on soil bulk density (BD), organic matter (OM), and enzyme activities. In soil surface (soil depth: 0-10 cm), the highest BD was observed by NT practice when residue removed, whereas BD maximized as soil depth (10-20 cm) increased especially under CT. In contrast, OM was maximized under RT and residue retention (30% of residue) in wheat-corn rotation. The lowest alkaline phosphatase enzyme (917.00 and 443.00 µg PNP g-1 soil h-1 in wheat and corn, respectively) was obtained by CT and residue removal. Applying RT with 30% of residue was maximized acid phosphatase activity in wheat by 442.65 µg PNP g-1 soil h-1 and followed in corn by 374.17 µg PNP g-1 soil h-1. However, the highest urease enzyme activity (198.33 and 181.67 µg NH4 g-1 soil h-1 in corn and wheat, respectively) observed by NT when 30% of residue was retained. In general, adopting RT practice accompanied by retaining crop residue (30% of residue on the soil surface) to reduce BD, increase OM and improve enzyme activities of calcareous soil in the wheat-corn cropping system is recommended.

    Keywords: Acid Phosphatase, Alkaline phosphatase, Organic Matter, Reduced tillage, urease enzyme
  • Fariba Mohammadifard, M. Moghaddam * Pages 25-39
    Heavy metals are one of the pollutants in the ecosystem. They are of great importance due to their specific physiological effects on living organisms, even at low concentrations. Cadmium is one of the most important heavy metals due to its high mobility in the soil, and high solubility in water and soil. For this purpose, a pot experiment was carried out in a completely randomized design with factorial arrangement and two factors and three replications at the Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, to evaluate the growth characteristics, membrane stability, relative water content and uptake of some nutrients in coriander (Coriandrum sativum L.) under heavy metal stress and mycorrhizal inoculation. The first factor was cadmium nitrate in 4 levels of 0, 40, 20, 80 mg/kg soil, and the second factor was mycorrhiza in 3 levels (without fungi inoculant, Funnetiformis mosseae, and Rhizophagus intraradicese). The results showed that with increasing stress levels, the membrane stability index, root colonization percentage, and the concentration of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, iron, and zinc in coriander were significantly reduced. While increasing cadmium concentration in soil, increased significantly cadmium concentration and relative water content of leaf (p ≤ 0.01). However, the mycorrhiza inoculation reduced the harmful effects of cadmium in the plant. The highest concentrations of nitrogen (3.08%), phosphorus (0.126%), calcium (2.92%), magnesium (0.85%), and zinc (121 mg/kg) were observed in mycorrhizal fungi application. Funnetiformis mosseae was more effective than Rhizophagus intraradices with a 42% decrease in cadmium concentration of leaf at the highest level of soil cadmium contamination (80 mg/kg cadmium nitrate). Inoculation with mycorrhizal fungi (especially Funnetiformis mosseae) increased plant tolerance against cadmium stress. So, plants inoculated with mycorrhizal fungi had higher growth and yield than non-inoculated plants, and their application in these conditions is recommended.
    Keywords: Cadmium, Growth Properties, mycorrhizal fungi, Nutrient, relative water content
  • Rana Dashtbin, N. L. Mahmoudi *, Hossein Besharati Pages 41-53

    This study was aimed to isolate and identify the most efficient native bacteria from warm-water fish farms of Mazandaran that can potentially oxidize hydrogen sulfide. After sampling the sediments and sediment pore water of fish farms in Fereydunkenar, Babol, Babolsar and Sari counties, enrichment and isolation carried out in three liquid culture media of Starkey, Postgate, and H-3 to increase the number of the desired microorganisms. After isolation based on morphological difference (in the above solid culture media), 27 isolates (14 autotrophic and 13 heterotrophic isolates) were purified. Then preliminary screening was performed based on pH decrease in Starkey liquid culture media, among which only 6 isolates were selected. In the next stage, the amount of thiosulfate consumption, sulfate production, and the density of bacteria in Starkey liquid culture media were measured to a more detailed evaluation of the ability of sulfur oxidation. Among the 6 isolates, isolates FH-13, FH-21, and FH-14 had the highest oxidation ability of thiosulfate ions (4053.79, 3104.5, and 2878.97 mg / l for 14 days) and sulfate ion production (2240, 965 and 490 mg / l) in the liquid culture medium. Molecular identification of these isolates was performed using the 16S rRNA gene sequencing method. The results showed that three isolates FH-14, FH-13, and FH-21 had 99.70, 100, and 99.80% of identity with the Thiobacillus thioparus HM173634, respectively. Based on the results of this study, these strains can be used as effective sulfur-oxidizing strains in the bioremediation process to remove hydrogen sulfide in warm-water fish farms.

    Keywords: Warm-water fish culture, Hydrogen sulfide, Sulfur-oxidizing bacteria, Sulfur oxidation, Thiobacillus thioparus
  • Sahar Soleymani, Amir Lakzian *, A. Fottovat, Mahmoud Reza Ramezanpour Pages 55-71

    Acenaphthene, a natural component of crude oil, is a carcinogenic compound and persistent to degradation. Bioremediation, which involves the use of living microorganisms for degradation and mineralization of contaminants, used to remove persistent contaminants such as Acenaphthene. Complete degradation of hydrocarbons is the result of different species activity that is known as a bacterial consortium. On the other hand, the low solubility of oil pollutants is a limiting factor in bioremediation. So, recently biosurfactant-producing bacterial consortia have been considered in the bioremediation to increase the bioavailability of oil contaminants. In the present study, Asenaphthene degrading bacteria were isolated by enriching the oil-contaminated soil and then, the biosurfactant-producing bacteria were screened based on the surface tension of the medium containing the isolates. After bacterial identification, degradation of Acenaphthene by isolates, consortium, and extracted biosurfactants from isolates, were investigated in the aqueous medium and soil. The results showed that both AP3 and BM1 could decompose Acenaphthene and produce biosurfactants. The AP3, BM1, and their consortium degraded 72.2%, 54%, and 100% of pollutants in the aqueous medium, respectively. The effect of biosurfactant extracted from AP3 on the degradation of Acenaphthene was more than the BM1 biosurfactant. Percentage of Acenaphthene degradation in soil by AP3 and consortium was 64.7% and 75.7% respectively, and the use of AP3 biosurfactant with the consortium led to complete degradation. 16S rRNA gene sequences of isolates showed that AP3 100% was compatible with Bacillus velezensis CR-502 (T) and BM1 99.5% was compatible with Pseudomonas putida ATCC 12633. Therefore, the use of a consortium and biosurfactants improve the biodegradation of Acenaphthene compared to inoculation of individual isolates.

    Keywords: Bacillus sp, bioremediation, Hydrocarbon contamination, Pseudomonas sp
  • Mehdi Rashtbari *, A. A. Safari Sinegani Pages 73-88

    Nowadays, extensive application of antibiotics in medicine for treating people and in agriculture and veterinary caused soil and water contamination and also have negative impacts on soil microorganisms and biological processes rate. In the present study, the effect of releasing the mostly used antibiotic in soil (gentamicin, oxytetracycline, and penicillin) and different concentrations (50, 100 and 200 mg/kg dry soil) with and without organic and mineral conditioner (cow manure, biochar, and nano-zeolite) on total soil fungi, total cultivable bacteria and coliforms and their resistance and resilience indices at three time periods including 1-7, 7-30 and 30-90 days during a 90-day incubation time was evaluated in a split-factorial design which soil conditioners were considered as main plots and antibiotic types and concentration were as experimental factors. Resistance and resilience indices were calculated for microbial groups, as well. The addition of antibiotics, including gentamicin, reduced the abundance of microorganisms. Based on the results, cow manure had the highest total fungi count at 1-7 days which had no significant difference with biochar application. At 7-30 days, total bacteria count in antibiotic-treated soil significantly increased which the increase rate for gentamicin and oxytetracycline, especially at higher concentrations was more than penicillin. At 7-30 and 30-90 days, the application of cow manure and gentamicin and oxytetracycline at 100 and 200 mg/kg soil resulted in the highest total coliforms count. Generally, the results of the present study showed that the application of conditioners, especially cow manure, could decrease the toxic effects of antibiotics in soils and causes an increase in resistance and resilience indices of soil microorganisms.

    Keywords: coliforms, Antibiotic resistance, biochar, nano-zeolite
  • Bahman Zamani Kebrabadi, F. Rejali *, M. Hodjati, M. Esmaeili Sharif, H. R. Rahmani Pages 89-104

    One of the most important results of human industrial activities is the increased concentration of heavy metals in the soil. Application of mycorrhizal symbiosis is one of the bioremediation methods of heavy metals contaminated soils. The purpose of this study was to investigate the potential of mycorrhizal fungi in lead phytoremediation by Cerasus mahaleb in soil contaminated with different levels of lead. The treatments were three levels of mycorrhizal fungi and three levels of soil contaminated with lead in four replications. The results showed that the percentage of root colonization decreased by increasing soil contamination with lead. Also, in the highest level of soil contamination, the mixed mycorrhizal treatment had the highest percentage of root colonization. The transfer factor (TF) of lead in stems and leaves in the soil with high contamination was more than low contamination. Mixed mycorrhizal treatmentshowed the highest effect in lead transfer to leaf and stem. The highest bioconcentration factor (BCF) and bioaccumulation coefficient (BAC) were related to soil with high contamination. Also, the mixed mycorrhizal treatment had the best performance in increasing BCF and BAC. The amount of BCF was greater than BAC and TF and was close to one (0.9). Although  C. mahaleb seedlings could accumulate lead in roots and transfer it to shoot, they effectively stabilized lead in root and thus decreased lead translocation from soil to plant shoot.

    Keywords: Contaminated soil, Lead, Transfer factor
  • Akhtar Eghtesadi, Akbar Ghavidel *, A. A. Soltani Toolarood, Meraj Sharari Pages 105-113
    Background and Objective

    This study aimed to investigate the effect of five herbicides (Tribenuron-methyl, Metribuzin, Trifluoralin, Haloxyfop-methyl, and 2, 4-D (on the soil dehydrogenase and urease activities.

    Method

    The experiment was conducted as a completely randomized design with five herbicides and a control with three replicates for six months and the enzyme activities were measured at beginning of the experiment, and after three and six months. The concentration of herbicides was 0.27, 0.67, 0.67, 0.67, and 0.1 mg/kg soil for Haloxyfop-methyl, Metribuzin, Trifluoralin, 2, 4-D, and Tribenuron-methyl, respectively.

    Findings

    The results showed that the effect of herbicides on the enzyme activities was significantly different (p0.01). After 3 months, the herbicides decreased the urease activity in comparison to the control (34.9 µgN.g-1). The most reduction was related to Trifluoralin (24.8 µgN.g-1) which was 28.9% lower than the control. Urease activity increased after six months compared to three months, and this increase was 41.5% for Trifluoralin herbicides (35.1 µgN.g-1). Urease activity in control treatment in six months was not significant compared to the three months. All of the herbicides significantly reduced the dehydrogenase activity after three months compared to the control (0.6 µgTPF.g-1), so that the dehydrogenase activity was observed in Haloxyfop treatment with 0.01 µgTPF.g-1, which was 98% lower than the control. In all treatments, dehydrogenase activity after six months was significantly higher than that in the three months, so that the highest dehydrogenase activity was observed in 2,4-D treatment (1.44 µgTPF.g-1), which was significantly higher than the control.

    Conclusion

    The results show that the herbicides significantly decreased the activity of the enzymes compared to the control during the three months. After six months the enzyme activities recovered to the level before herbicides application. Probably this was due to a short lifetime of herbicide in the soil which was less than six months.

    Keywords: pesticides, Soil pollution, Soil quality index, Soil enzymatic activity