سنجش فعالیت آنزیم ال-گلوتامیناز در بقایای گیاهی، لاشبرگ های جنگلی و کودهای آلی

حفظ حاصلخیزی خاک، کلیدی برای کشاورزی پایدار است. مدیریت پسماندهای گیاهان و برگرداندن آن ها به خاک از عوامل ضروری حفظ حاصلخیزی برای کشاورزی پایدار می باشد. تجزیه ی مواد آلی در خاک، عامل بسیار مهمی در بازچرخ عناصر غذایی ضروری است. یکی از منابع تأمین نیتروژن به عنوان محدودکننده ترین عنصر در رشد گیاه، تجزیه ی مواد آلی است. پس از آن که آریل آمیداز و پروتئازها اسیدآمینه را از سایر بخش های مواد آلی جدا کرد گروهی از آنزیم ها به نام آمیدوهیدرولاز، اسیدآمینه ی حاصل را به نیتروژن معدنی تبدیل می کنند. یکی از مهم ترین آمیدوهیدرولازها، ال-گلوتامیناز است. ال-گلوتامیناز، ال-گلوتامین را به ال-گلوتامیک اسید و آمونیاک هیدرولیز می کند. از آن جا که علاوه بر میکروارگانیسم ها گیاهان نیز ال-گلوتامیناز تولید می کنند، تدوین روشی مناسب برای سنجش فعالیت ال-گلوتامیناز در بسترهای آلی ضروری به نظر می رسد. مواد آلی مورد آزمایش شامل سه گروه بقایای گیاهی، لاشبرگ های جنگلی و کودهای آلی بود. از بین بقایای گیاهی ذرت و یونجه، لاشبرگ های جنگلی افرا و لیلکی و کودهای آلی کود گاوی و لجن فاضلاب انتخاب شدند. عوامل موثر بر فعالیت آنزیم مانند زمان انکوباسیون، مقدار نمونه،ph بافر، دمای انکوباسیون و غلظت سوبسترا مورد بررسی قرار گرفتند. هم چنین برای بررسی اثر انجماد و هواخشک شدن، فعالیت آنزیم ال-گلوتامیناز تحت شرایط تازه، منجمدشده و هواخشک شده در بقایای گیاهی اندازه گیری شد. سپس پارامترهای سینتیکی و ترمودینامیکی (km، vmax، ea و ?ha) آنزیم ال-گلوتامیناز با معادلات لاین ویور-برک، ایدی-هافستی، هانس-ولف، آرنیوس و ایرنیگ محاسبه شد. برای سنجش فعالیت ال-گلوتامیناز در بقایای گیاهی، لاشبرگ های جنگلی و کودهای آلی بهترین زمان 2 ساعت، مناسب ترین مقدار نمونه 1/0 گرم، بهترین دمای انکوباسیون 37 درجه ی سانتی گراد و غلظت سوبسترای کافی 50 میلی مولار بود. هم چنین منجمدشدن و هواخشک شدن باعث کاهش فعالیت آنزیم ال-گلوتامیناز شد و این کاهش بر اثر هواخشک شدن به مراتب بیش تر از منجمدشدن بود. بیش ترین تمایل آنزیم به سوبسترا در لاشبرگ های جنگلی و کم ترین مقدار آن در گروه بقایای گیاهی مشاهده شد. کم ترین سرعت فعالیت آنزیم ال-گلوتامیناز در کود گاوی و بیش ترین مقدار آن در یونجه ی تازه مشاهده شد. مقادیر انرژی فعال سازی از 28 در کودگاوی تا68 کیلوژول بر مول در یونجه ی هواخشک شده متغیر بود. کم-ترین و بیش ترین آنتالپی فعال سازی نیز به ترتیب به کود گاوی و یونجه ی هواخشک شده اختصاص یافت. با افزایش دما، تفاوت ضرایب دمایی در مواد آلی متفاوت کاهش یافت، به طوری که پاسخ دمایی آنزیم ال-گلوتامیناز در دماهای کم تر شدیدتر بود. نتایج این پژوهش نشان داد که با اندکی تغییر در روش سنجش ال-گلوتامیناز در خاک، می توان از آن برای اندازه گیری فعالیت این آنزیم در بسترهای آلی استفاده کرد. هم چنین آنزیم های موجود در مواد آلی مشابه ، پاسخ شبیه به هم دارند.