تدوین یک روش جدید تعیین شاخص توده زنده یا فعالیت میکروبی خاک براساس معدنی شدن ال- هیستیدین

چکیده ال-هیستیدین یکی از بیست آمینواسید ضروری است که در تشکیل پروتئین ها بکار می رود. وجود تعداد زیادی گروه آمینی بر روی آن این فرضیه را تقویت می کند که در فرایند معدنی شدن نیتروژن در خاک ممکن است سهم قابل توجهی داشته باشد. از سوی دیگر تشابه جرم مولکولی و رفتاری این آمینو اسید با ال- آرجینین نیز دلالت بر احتمال تشابه فرایندهای آنزیمی مربوط به معدنی شدن آنها دارد. آمونیفیکاسیون ال- آرجینین به طور گسترده جهت تخمین سرعت فعالیت های بیولوژیک خاک استفاده گردیده است. باتوجه به این که ساختار شیمیایی و عملکرد ال- آرجینین و ال- هیستیدین تشابه قابل توجهی دارد، ممکن است ال- هیستیدین نیز آنچنان در فرایندهای درون سلولی واجد نقش باشد که بتوان به طور مشابه به عنوان شاخصی از فرایندهای میکروبی و یا توده زنده خاک تلقی گردد. برای بررسی این فرضیه ابتدا نیاز به وجود روشی استاندارد است به گونه ای که نتایجی دقیق و تکرار پذیر به همراه داشته باشد. بررسی منابع علمی نشان می دهد که روش تعیین فرایند آمونیفیکاسیون ال- هیستیدین پیش از این منتشر نگردیده و ضرورت دارد ابتدا یک روش استاندارد تدوین گردد. این پژوهش با هدف تدوین یک روش استاندارد جهت تعیین آمونیفیکاسیون ال- هیستیدین صورت گرفت. به این منظور از خاک سطحی (0 تا 15 سانتی متری) مناطق لورک، رودشت، شرودان، چم آسمان و جوزدان نمونه برداری مرکب صورت گرفت. مقدار پ-هاش، هدایت الکتریکی، کربن آلی، آهک و بافت خاک تعیین گردید. نیتروژن توده زنده میکروبی به روش تدخین با کلروفرم-عصاره گیری اندازه گیری شد. جهت تدوین روش آمونیفیکاسیون ال- هیستیدین چهار عامل زمان انکوباسیون، غلظت سوبسترا، دمای انکوباسیون و تکان دادن حین انکوباسیون بر نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی اثر غلظت سوبسترا بر آمونیفیکاسیون ال- هیستیدین، خاک ها در معرض غلظت های 25/0، 5/0، 1، 5/1، 2، 5/2، 5، 5/7 و 10 میلی گرم بر گرم خاک از ال- هیستیدین قرار گرفتند. هنگام بررسی تأثیر زمان انکوباسیون، سه زمان 3، 6 و 10 ساعت مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین سرعت آمونیفیکاسیون ال- هیستیدین در دماهای 10، 20، 30 و 40 درجه سانتی گراد اندازه گیری شد. ضمنا این فرایند در دو وضعیت ثابت و تکان دادن (150 دور در دقیقه) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کلیه عوامل مورد بررسی بر سرعت این فرایند تاثیر معنی دار داشته اند. به ترتیب غلظت 5/0 میلی گرم ال- هیستیدین برگرم خاک، 10 ساعت انکوباسیون، دمای 30 درجه سانتی گراد و حالت تکان ندادن درحین انکوباسیون به عنوان شرایط بهینه اندازه گیری فرایند آمونیفیکاسیون ال- هیستیدین تعیین گردید. به منظور واسنجی اعتبار روش فوق در شرایط وجود مواد آلی در حال تجزیه، تأثیر غلظت سوبسترا، دمای انکوباسیون و تکان دادن در حین انکوباسیون مجددا مورد آزمون قرار گرفت و به ترتیب غلظت 2 میلی گرم ال- هیستیدین بر گرم خاک، دمای 30 درجه سانتی گراد و وضعیت تکان ندادن در حین انکوباسیون به عنوان وضعیت بهینه انتخاب شد. در خاک های تیمار نشده با بقایای گیاهی، مقادیر ضریب دمایی (q10) بین 51/3 تا 90/7 و مقادیر انرژی فعال سازی (ea) بین 79/34 تا 34/136 کیلو ژول بر مول محاسبه گردید. در خاک های تیمار شده با بقایای گیاهی، مقادیر q10 بین 14/2 تا10/3 در تیمارهای گندم و بین 83/1 تا 02/3 در تیمارهای یونجه محاسبه گردید. مقادیر ea بین 111 تا 240 کیلوژول بر مول در خاک های تیمار شده با بقایای گیاهی گندم و بین 538 تا 611 کیلوژول بر مول در خاک های تیمار شده با بقایای یونجه ملاحظه گردید. وجود ارتباط مثبت معنی دار بین آمونیفیکاسیون ال- هیستیدین با تنفس میکروبی پایه (001/0> p, 86/0 r=) وتنفس میکروبی القا شده (001/0> p, 86/0 r=) مشاهده شد که این همبستگی فرضیه شرکت ال- هیستیدین در فرایند های اساسی سلول های میکروبی را تقویت می نماید. لذا اینک با وجود این روش استاندارد امکان سنجش فعالیت یا توده زنده میکروبی خاک به کمک تعیین سرعت فرایند آمونیفیکاسیون ال- هیستیدین ، می تواند مورد ارزیابی قرار گیرد. واژه های کلیدی : آمونیفیکاسیون ال- آرجینین ، آمونیفیکاسیون ال-هیستیدین، ال- آرجینین، ال- هیستیدین، فعالیت بیولوژیک خاک