اثرات مواد اصلاحی مصنوعی و طبیعی بر پویایی کربن، نیتروژن و فعالیت برخی آنزیم های خاک تحت تنش خشکی

بروز شرایط تنش خشکی و استمرار آن در برخی مناطق خشک و نیمه خشک یکی از عوامل محیطی تأثیرگذار بر جمعیت و فعالیت میکروب های خاک و متعاقب آن قابلیت جذب عناصر غذایی و حاصل خیزی آن به شمار می آید. هدف این مطالعه بررسی اثر تنش خشکی کوتاه مدت و پیوسته (15 هفته متوالی) بر فعالیت و بیوماس میکروبی خاک در حضور مواد (پلیمرهای) طبیعی و مصنوعی (هیدروژل ها) جاذب رطوبت بود. این آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل 5×2 در قالب طرح کاملاً تصادفی با 4 تکرار در شرایط گلخانه ای اجرا گردید. دو نوع ماده طبیعی جاذب رطوبت (شامل کوکوپیت و خاک اره) و دو نوع ماده مصنوعی جاذب رطوبت (شامل پلیمر سوپرجاذب یا هیدروژل های a200 و a300) تحت شرایط بدون تنش رطوبتی (70% ظرفیت مزرعه ای) و تنش رطوبتی یا خشکی (30% ظرفیت مزرعه ای) به یک خاک آهکی اضافه و برخی خصوصیات میکروبیولوژیکی خاک اندازه گیری شد. عکس العمل شاخص-های میکروبیولوژیکی خاک شامل معدنی شدن کربن (تنفس پایه میکروبی)، تنفس ناشی از سوبسترا، کربن بیوماس میکروبی، معدنی شدن نیتروژن و فعالیت چهار آنزیم خاک (شامل ساکاراز، اوره آز، آریل سولفاتاز و آلکالاین فسفاتاز) به مواد اصلاحی تحت شرایط متفاوت رطوبتی (بدون تنش رطوبتی یا مطلوب و تنش رطوبتی یا خشکی) طی 105 روز آزمایش پایش و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با کاهش رطوبت از 70% ظرفیت مزرعه ای (شرایط مطلوب) به 30% ظرفیت مزرعه ای (شرایط تنش خشکی)، کل تنفس میکروبی در خاک شاهد و خاک های تیمار شده با کوکوپیت و خاک اره کاهش (72-47 درصد) و در خاک های تیمار شده با سوپرجاذب ها افزایش (221-188 درصد)، میزان تنفس ناشی از سوبسترا در خاک شاهد و تیمارهای کوکوپیت و a200 کاهش (52-8 درصد) ولیکن در خاک اره و a300 افزایش (125-49 درصد) و کربن بیوماس میکروبی به طور متوسط در تمامی تیمارها به جز a300 کاهش (59-10 درصد) یافت. ضریب متابولیکی کربن میکروبی(qco2) در همه تیمارها به جز a300 افزایش (184-6 درصد) و سرعت بازگشت (turnover rate) بیوماس میکروبی در خاک شاهد و تیمارهای کوکوپیت و a200 کاهش (33-10 درصد) ولیکن در خاک اره و a300 افزایش (127-118 درصد) نشان دادند. نتایج بدست آمده نشان داد که تغییرات شاخص های پویایی نیتروژن در شرایط تنش و غیر تنش به نوع ماده اصلاحی بستگی دارند. بر اثر تنش خشکی تولید آمونیوم، نیترات و کل نیتروژن معدنی شده در خاک شاهد و خاک های تیمار شده با مواد طبیعی جاذب رطوبت کاهش (به ترتیب 57-14، 51-31 و 52-21 درصد) و در تیمار سوپرجاذب ها افزایش (به ترتیب 62-31 ، 44-3 و 68-18 درصد) یافت. فعالیت آنزیم ساکاراز در کلیه تیمارها به جز تیمار سوپرجاذب a200 کاهش (29-16 درصد)، فعالیت آنزیم اوره آز و آریل سولفاتاز در تمامی تیمارها کاهش (به ترتیب 37-30 و 19-10 درصد) و فعالیت آلکالاین فسفاتاز به جز در خاک شاهد در سایر تیمارهای مواد اصلاحی کاهش (25-4/0 درصد) نشان داد. نتایج نشان داد که اثرات مواد اصلاحی مختلف بر ویژگی های میکروبی بررسی شده تحت شرایط متفاوت رطوبتی کاملاً متغیر است. در نهایت، نتایج تحقیق حاضر حاکی است سوپرجاذب ها فعالیت های میکروبی خاک را در شرایط تنش رطوبتی بیش از سایر مواد اصلاحی افزایش داده اند. بنابراین مواد اصلاحی مصنوعی به دلیل جذب بیشتر آب و احتمالاً ماندگاری طولانی مدت در تعدیل اثر تنش خشکی ناشی از کاهش و کمبود رطوبت خاک بهتر و موثرتر از مواد اصلاحی طبیعی عمل می کنند.