تأثیرپذیری تجزیه بقایای گیاهی فسکیوی بلند از همزیستی با قارچ اندوفایت (neotyphodium coenophialum)

رابطه همزیستی بین قارچ های اندوفایت با گیاهان فسکیوی بلند در نیمه دوم قرن بیستم مورد توجه قرار گرفت. اندوفایت های نیوتیفودیوم بدون ایجاد هیچ گونه علایم ظاهری بر روی گیاه میزبان، در اندام های هوایی این گیاهان رشد کرده و خصوصیات مهمی همچون بهبود عملکرد و مقاومت به انواع تنش های زیستی و غیر زیستی را به گیاه میزبان خود اعطا می کنند. بخشی از مزیت های این رابطه همزیستی مربوط به تولید آلکالویید های سمی توسط این قارچ است. بنابراین در حضور اندوفایت، از یک طرف به علت افزایش تولیدات گیاهی، کربن بیشتری به خاک افزوده می شود و از طرف دیگر به علت وجود آلکالویید در این بقایا، کیفیت سوبسترای آلی تغییر می کند. از آنجایی که ترکیب شیمیایی و بیوشیمیایی بقایای گیاهی نقش اساسی در تجزیه آنها دارد، این پژوهش با هدف مطالعه تأثیر همزیستی اندوفایت بر تجزیه پذیری بقایای فسکیوی بلند و برخی فعالیت های آنزیمی در خاک انجام شد. به این منظور از خاک سطحی (صفر تا 15 سانتیمتری) دو منطقه چم-آسمان و شرودان نمونه برداری مرکب صورت گرفت. نمونه های گیاهی نیز از دو ژنوتیپ گیاه فسکیوی بلند (b و c) که هر کدام در دو وضعیت حاوی و عاری از اندوفایت (e+ و e-) بودند، از مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان تهیه شد. در مرحله نخست، خاک های مورد مطالعه با یک درصد کربن آلی بقایای گیاهی فسکیوی بلند شامل be+، be-، ce+ و ce- تیمار شدند. سپس نمونه های خاک به مدت 2 ماه برای مطالعه معدنی شدن کربن و 3 ماه به منظور بررسی معدنی شدن خالص نیتروژن، تغییرات خالص غلظت آمینواسیدها، برخی فعالیت های آنزیمی خاک و فعالیت آرجینین آمونیفیکاسیون، در دمای 25 درجه سانتی گراد و رطوبت معادل 50 درصد ظرفیت نگهداری آب، در سه تکرار انکوباسیون گردیدند. نتایج نشان داد، بقایای گیاهی فسکیوی بلند از نظر نیتروژن کل فقیر بوده و دارای مقادیر قابل توجهی ترکیبات مقاوم به تجزیه مانند سلولز، همی سلولز و بخصوص لیگنین می باشند، لذا این بقایا به علت داشتن c/n زیاد (بیشتر از 175) از کیفیت پایین تجزیه پذیری برخوردار هستند. مقدار کل سلولز، همی سلولز و لیگنین به عنوان منابع کربن در ژنوتیپ c فسکیوی بلند بیشتر از ژنوتیپ b آن است و بالعکس از لحاظ نیتروژن کل فقیر می باشند. حضور اندوفایت نیز باعث افزایش مقادیر کربن، همی سلولز و لیگنین در بقایای فسکیوی بلند شده، اما نیتروژن کل بقایای حاوی اندوفایت کمتر از بقایای عاری از اندوفایت است. در تمام تیمارها معدنی شدن کربن با زمان دارای توزیع نمایی بوده و روند آن از سینتیک رده اول تبعیت نمود. در خاک چم-آسمان تأثیر اندوفایت بر روند معدنی شدن کربن منفی و در ژنوتیپ c با گذشت زمان تأثیر کاهنده آن بارزتر گردید. در خاک شرودان نوع ژنوتیپ و حضور اندوفایت نتوانست بر روند معدنی شدن کربن اثر قابل توجهی داشته باشد. حضور اندوفایت در بقایای گیاهی فسکیوی بلند باعث کاهش معدنی شدن خالص نیتروژن، تغییرات خالص غلظت آمینواسیدها، فعالیت آرجینین آمونیفیکاسیون و برخی فعالیت های آنزیمی در خاک های مورد مطالعه گردید. در مرحله دوم به منظور بررسی روند زمانی معدنی شدن نیتروژن و تغییرات خالص غلظت آمینواسیدها در خاک شرودان، معادل یک درصد کربن آلی بقایای be+ وbe- به خاک اضافه و به مدت 22 هفته در دمای 25 درجه سانتی گراد و رطوبت معادل 50 درصد ظرفیت نگهداری آب انکوباسیون گردیدند. خاک های تیمار شده با بقایای گیاهی فسکیوی بلند در هفته اول انکوباسیون، ایموبیلیزاسیون شدید نیتروژن نشان دادند که تا هفته چهارم با شدت کمتر ادامه داشته و سپس روند رو به افزایشی را دنبال می-کند. همچنین بیشترین مقدار کاهش غلظت آمینواسیدها طی هفته اول انکوباسیون مشاهده شد. تغییرات خالص غلظت آمینواسیدها و به دنبال آن سرعت معدنی شدن نیتروژن در خاک های تیمار شده با بقایای حاوی اندوفایت کندتر از خاک های تیمار شده با بقایای عاری از اندوفایت است و این اختلاف با گذشت زمان بیشتر می شود. نتایج همبستگی های ساده خطی نشان داد در خاک چم آسمان معدنی شدن یا ایموبیلیزاسیون خالص نیتروژن (nm/i) همبستگی معنی داری با نیتروژن کل (***89/0r= )، نسبت کربن به نیتروژن (***84/0r= -)، همی سلولز به نیتروژن (***89/0r= -) و لیگنین به نیتروژن (***83/0r= -) دارند. در خاک شرودان نیز همبستگی معنی داری بین nm/i با نیتروژن کل (***92/0r= )، نسبت کربن به نیتروژن (***93/0r= -)، همی سلولز به نیتروژن (***9/0r= -) و لیگنین به نیتروژن (***86/0r= -) مشاهده شد.