زنده مانی، چسبندگی و جابجایی باکتری اشریشیا کولی و سودوموناس فلورسنس در یک خاک آهکی: پیامدهای کاربرد کربنات کلسیم و ماده آلی

بهره¬گیری از کودهای دامی و لجن فاضلاب در کشاورزی یکی از سرچشمه های آلودگی آب¬های روزمینی و زیرزمینی است. کلیفرم¬های روده¬ای مانند اشریشیاکولی در کودها فراوان¬اند و بودن سویه¬های بیماری¬زایی مانند o157 که دوز بیماری¬زایی کمی دارد، مایه دگرگونی نگرش پژوهش¬گران درباره¬ی زیان-های کاربرد کودهای دامی شده است. افزون بر این، کاربرد باکتری¬های دست¬کاری ژنتیکی شده، مانند سودوموناس¬ها برای زدودن آلاینده¬های آلی محیط زیست، گاهی مایه آلودگی زیستگاه های طبیعی نیز می¬شود. هدف این پژوهش بررسی پیامد کاربرد کربنات کلسیم و کود دامی بر زنده¬مانی، چسبندگی و جابجایی باکتری اشریشیا کولی و سودوموناس فلورسنس سوش cha0 در خاک می¬باشد. آزمایش در سه بخش انجام شد. در بخش نخست، پیامد سطوح صفر، 5، 10، 15 و %25 کربنات کلسیم آزمایشگاهی و کربنات کلسیم معادل خاک و هم¬چنین 2 و %5 کود گاوی و مرغی بر زنده¬مانی باکتری¬ها بررسی شد. آزمایش در دو خاک سترون و ناسترون و در سه دمای 4، 15 و °c37 انجام شد. در خاک ناسترون، کربنات فراوان (15 و %25) و دمای بالا (°c 37) زمان زنده¬مانی e. coli را در برابر گواه (صفر درصد کربنات) و دمای °c4 کاهش داد. پیامد دما دربرابر کربنات برجسته بود و تنها تا دو هفته در دمای °c 37 باکتری از آمیخته¬های یاد شده بازیابی شد. در خاک سترون شمار باکتری¬ها و زمان زنده¬مانی در همه آمیخته¬ها در هر دو دمای انکوباسیون 15 و °c37 بیشتر بود که پیامد زیانبار باکتری¬های دگرپرور و رقیب را بر زنده¬مانی نشان می¬دهد.کربنات کلسیم در خاک ناسترون مایه کاهش زمان زنده¬مانی e. coli نسبت به گواه در هرسه دمای انکوباسیون شد و در شرایط سترون نیز زمان زنده مانی را در دمای °c 4 کاهش داد. در خاک ناسترون کاربرد کود دامی در هر سه دما مایه کاهش زمان زنده¬مانیe. coli شد و پیامد کود مرغی در کاهش زنده¬مانی در برابر گواه آن بیشتر بود. در خاک سترون نیز کاربرد کود دامی مایه افزایش چشم¬گیر زمان زنده¬مانی در برابر گواه شد و پیامد کود گاوی در افزایش زمان زنده¬مانی برجسته¬تر بود. پیامد افزایش کربنات بر زنده¬مانی باکتری cha0 سودمند و پیامد افزایش دما بر آن زیانبار بود. به گونه¬ای که در خاک ناسترون، در °c 4، تا شش ماه، در °c 15، نزدیک 5 ماه و در °c 37 باکتری¬ها تنها یک هفته زنده ماندند. در خاک سترون، افزایش رشد سه واحد لگاریتمی (سه دهگان) در شمار باکتری cha0 در همه تیمارها دیده شد که در °c 4 تا پایان دوره آزمایش برپا بود و در °c 15، از مرز مایه¬زنی¬شده¬ی نخستین کم¬تر نشد. در °c 37 نیز زمان زنده¬مانی در همه¬ی تیمارها افزایش یافت و به نزدیک 3 هفته رسید. در خاک ناسترون پیامد کود گاوی مایه افزایش و پیامد کود مرغی مایه کاهش زمان زنده¬مانی cha0 در دمای 4و °c 15شد. سترون¬کردن آمیخته¬های دارای کود دامی مایه افزایش 3 تا 4 واحد لگاریتمی در شمار باکتری cha0 شد که در °c 4 با روند پایدار و در °c15 با اندکی کاهش، تا پایان دوره آزمایش باکتری زنده از آمیخته¬ها بازیابی شد. در این آزمایش نیز پیامد دمای °c 37 بر بودن و نبودن کود در زیستگاه باکتری چربش داشت و در این دما از آمیخته¬های سترون و ناسترون تنها یک هفته باکتری بازیابی شد. روی¬هم¬رفته، پیامد دما بر زنده مانی هر دو باکتری نمایان¬تر از پیامد دیگر ویژگی¬های آزمایش شده بود. اگرچه باکتری e. coli در دمای °c 37 بیش¬تر از cha0 زنده ماند، ولی دمای °c 4 برای زنده ماندن cha0 در خاک¬ها شایسته¬تر بود. دمای °c15، کربنات کم و کود گاوی برای زنده¬مانی و بازیابی e. coli و دمای°c 4کربنات بالا و کود گاوی برای زنده¬مانی و بازیابی cha0 در آمیخته¬ها بهتر بود. سترون کردن مایه افزایش شمار و زمان زنده¬مانی هر دو باکتری شد و زیستگاه بهتری برای cha0 در خاک پدید آورد. آزمایش چسبندگی پیامد تیمارهای کربنات کلسیم (صفر، 5، 10، 15 و %25) بر چسبیدن باکتری¬ها به دانه¬های شن با اندازه¬ی 2-1، 1-5/0، 5/0-25/0، 25/0-15/0 و 15/0-05/0 میلی¬متر و پیامد کربنات کلسیم معادل بر چسبیدن باکتری¬ها به خاک¬دانه¬های هم¬اندازه¬ی شن در سه زمان تعادل 2، 10 و 30 دقیقه بررسی شد. کربنات کلسیم و کربنات¬های معادل خاک به ترتیب مایه چسبیدن شمار بیشتری از باکتری¬ها به دانه¬های شن و خاک¬دانه¬های هم¬اندازه¬ آن شدند، اگرچه درصد چسبندگی در همه اندازه کربنات¬های بکار رفته در خاک¬دانه¬ها بیش¬تر بود. کاهش قطر دانه¬ها و افزایش زمان تعادل نیز مایه افزایش جذب شدند، اما روند منظم نبود. روی-هم¬رفته می¬توان گفت که در چسبندگی e. coli به دانه¬های شن، پیامد کربنات کلسیم بیش¬تر از پیامد زمان تعادل و آن¬هم بیش¬تر از پیامد اندازه¬ی دانه¬ها بود. ولی در چسبندگی به خاک¬دانه¬ها، اهمیت زمان تعادل بیش¬تر از اندازه¬ی خاک¬دانه¬ها و آن¬هم بیش¬تر از پیامد کربنات کلسیم معادل بود. در چسبندگی cha0 به دانه-های شن، پیامد کربنات کلسیم بیش¬تر از اندازه¬ی دانه¬ها بود و در چسبندگی به خاک¬دانه¬ها اهمیت اندازه¬ی دانه¬ها بیش¬تر از زمان و آن¬هم بیش¬تر از پیامد کربنات کلسیم معادل بود. روی¬هم¬رفته گرایش e. coli به چسبیدن روی دانه¬ها 48/1 برابر بیش¬تر از cha0 بود. در بخش دوم آزمایش چسبندگی، پیامد تیمارهای کود دامی (صفر، 2 و %5 گاوی و مرغی) و اندازه¬ی دانه¬های شن (25/0-2 و mm 05/0-25/0) بر درصد جذب باکتری¬ها روی دانه¬های شن بررسی شد. کاربرد کودها مایه افزایش چسبیدن باکتری¬ها در خاک شد و جذب باکتری e. coli در تیمار کود گاوی و جذب cha0 در تیمار کود مرغی بیش¬تر بود. در آزمایش¬های آب-شویی، پیامد کربنات کلسیم خاک (صفر، 5، 10، 15 و %25) بر آب¬شویی باکتری¬ها در ستون¬های خاک دست¬خورده (قطر 6/3 و بلندی cm 15) و در دو خاک که در آغاز خیس و خشک بوده اند، بررسی شد. اندازه ml 7 از محلول 025/0 مولار kcl که دارای 106×7 باکتری بود، به ستون¬های دست¬خورده افزوده شده و آب-شویی با محلول 01/0 مولار kno3 در شرایط جریان ماندگار با شدت جریان cm h?188/6 انجام شد. منحنی رخنه (btc) e. coli در خاک خیس شکل منظمی داشت و نقطه اوج آن در زمان 28 و 42 دقیقه رخ داد. افزایش غلظت کربنات مایه کاهش پیک btc شد. در آزمایش خاکی که در آغاز خشک بود، دیده شد کهbtc شکل منظمی ندارد و افزودن کربنات مایه کاهش بیش¬تر شمار باکتری¬های بیرون¬آمده از ستون در زمان آزمایش شد. منحنی رخنه باکتریcha0 در هر دو خاکی که در آغاز خیس و خشک بودند، شکل منظمی نداشت و افزودن کربنات مایه افزایش شمار باکتری آب¬شویی شده گردید. در هر دو خاکی که در آغاز خیس و خشک بودند، بیش¬ترین نگه¬داری باکتری در خاک و ضریب پالایش e. coli پس از افزودن کربنات، در لایه نخست (cm 3-0) و ستون دارای %25 کربنات به دست آمد. اندازه باکتری¬های پالایش¬شده در این لایه یک واحد لگاریتمی بیش¬تر از لایه¬های زیرین بود. ضمن اینکه پالایش در این لایه در خاکی که در آغاز خشک بود، در برابر خاکی که در آغاز خیس بود 3/0 واحد لگاریتمی بیش¬تر بود. پس از کاربرد کربنات، بیش¬ترین پالایش cha0 نیز در لایه نخست (cm 3-0) و ستون دارای %5 کربنات (در خاک خیس) و %10 کربنات (خاک خشک) به دست آمد. اگرچه روند پالایش cha0 در ستون خاک منظم نبود، اما اندازه باکتری¬های پالایش¬شده در این لایه یک واحد لگاریتمی بیش¬تر از لایه¬های زیرین بود. افزایش درصد کود مایه افزایش بلندی نقطه اوج و دیرآیی btc شد. در خاک خشک نیز کود دامی مایه افزایش آب¬شویی باکتری e. coli شد، اگرچه منحنی رخنه منظم نبود. کاربرد کود دامی در اندازه بالا در خاکی که در آغاز خشک بود و به ویژه کاربرد کود گاوی مایه افزایش شمار باکتری e. coli در آب آب¬شویی شده و افزایش جابجایی آن شد. منحنی رخنه cha0 نشان داد که کاربرد کود مایه کاهش آب¬شویی باکتری در خاک خیس و افزایش آب¬شویی در خاک خشک می¬شود. با کاربرد کود دامی، بیش¬ترین پالایش e. coli در لایه اول (cm 3-0) و به ترتیب برای تیمار شاهد و %2 گاوی در خاک خیس و خشک به دست آمد. شمار باکتری¬های پالایش¬شده در این لایه در خاک خشک در برابر شرایط خیس 79/0 واحد لگاریتمی بیش¬تر بود. بیش¬ترین پالایش cha0 نیز در لایه اول (cm 3-0) و تیمار %5 کود گاوی (در خاک خیس) و %2 کود گاوی (خاک خشک) به دست آمد. اگرچه روند پالایش cha0 در ستون خاک منظم نبود اما اندازه باکتری¬های پالایش¬شده در این لایه یک واحد لگاریتمی بیش¬تر از لایه¬های زیرین بود. روی¬هم¬رفته باکتری سودوموناس فلورسنس cha0 بیش¬تر از اشریشیاکولی در خاک زنده ماند، کمتر به روی دانه¬ها چسبید و بیشتر در ستون-های دست¬خورده جابجا شد.