| تعداد نشریات | 27 |
| تعداد شمارهها | 487 |
| تعداد مقالات | 5,127 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,640,239 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,426,282 |
زیستپالایی و اصلاح آلی خاک آلوده به فلزات سنگین و تأثیر آن بر فعالیت زیستی خاک و فعالیت آنزیم ال-گلوتامیناز | ||
| مجله بیوتکنولوژی کشاورزی | ||
| دوره 18، شماره 2، خرداد 1405، صفحه 489-508 اصل مقاله (716.23 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22103/jab.2026.26784.1845 | ||
| نویسنده | ||
| میعاد م. الجابری* | ||
| گروه خاک و منابع آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بصره، عراق. | ||
| چکیده | ||
| هدف: آلودگی خاک یکی از جدیترین مشکلات پیش روی دانشمندان و کشاورزان است که علاوه بر ایجاد مشکلات بهداشتی برای انسان و دام، موجب کاهش کمّی و کیفی عملکرد گیاهان میشود. یکی از دلایل مهم کاهش عملکرد گیاهان، اثرات زیانبار آلایندهها (مانند فلزات سنگین) بر فعالیتهای زیستی میکروارگانیسمهای خاک است که مسئول چرخه کربن و عناصر غذایی در خاک میباشند. بنابراین، هدف این مطالعه ارزیابی ترکیب زیستپالایی (تلقیح قارچی) و اصلاحکنندههای آلی و مقایسه کارایی آنها در کاهش سمیت فلزات سنگین و بازگرداندن عملکردهای زیستی خاک بود. مواد و روشها: یک آزمایش انکوباسیون بهمنظور بررسی نقش زیستپالایی با استفاده از قارچ Aspergillus niger و همچنین اصلاحکنندههای آلی (اسید هیومیک و کود دامی گاوی) در کاهش اثرات منفی برخی فلزات سنگین (کادمیم Cd، سرب Pb و روی Zn) بر شاخصهای زیستی شامل تعداد کل A. niger، میزان آزادسازی CO₂ و فعالیت آنزیم ال-گلوتامیناز در خاک سیلتی-لوم جمعآوریشده از استان بصره (جنوب عراق) انجام شد. تلقیح A. niger با تراکم جمعیتی 50 × 103 واحد تشکیلدهنده کلنی (cfu) به خاک افزوده شد. اسید هیومیک و کود گاوی نیز بهترتیب با مقادیر 20 لیتر در هکتار و 4 درصد به خاک اضافه گردیدند. نتایج: نتایج نشان داد که Cd، Pb و Zn تمامی شاخصهای زیستی را مهار کردند و بیشترین اثر مربوط به کادمیم بود که باعث کاهش 67/30، 93/13 و 34/45 درصدی بهترتیب در تعداد کل A. niger، آزادسازی CO₂ و فعالیت آنزیم ال-گلوتامیناز شد. با این حال، افزودن A. niger، اسید هیومیک یا کود گاوی بهطور معنیداری غلظت فلزات سنگین قابلدسترس در خاک را کاهش داده و در نتیجه اثرات منفی آنها بر شاخصهای زیستی را کم کرد. استفاده از تلقیح A. niger مؤثرترین راهکار در مقایسه با سایر تیمارها بود و موجب کاهش 02/89 درصدی فلزات سنگین قابل استخراج با DTPA شد، در حالی که این میزان برای اسید هیومیک و کود گاوی بهترتیب 48/63 و 71/48 درصد بود. در نتیجه، تلقیح A. niger موجب افزایش 71/164، 31/35 و 32/89 درصدی بهترتیب در تعداد کل A. niger، آزادسازی CO₂ و فعالیت آنزیم ال-گلوتامیناز در خاک آلوده گردید. نتیجهگیری: تلقیح A. niger مؤثرترین راهبرد برای کاهش زیستدسترسی فلزات سنگین و احیای فعالیت زیستی خاک در شرایط کنترلشده انکوباسیون بود. با این حال، انجام تحقیقات بیشتر برای درک تأثیر فلزات سنگین و اصلاحکنندههای خاک بر رشد گیاهان در شرایط واقعی مزرعه ضروری است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| اسید هیومیک؛ ال-گلوتامیناز؛ زیستپالایی؛ فلزات سنگین؛ قارچها | ||
| مراجع | ||
|
Abd El Hameed, A. H., Eweda, W. E., Abou-Taleb, K. A., & Mira, H. I. (2015). Biosorption of uranium and heavy metals using some local fungi isolated from phosphatic fertilizers. Annals of Agricultural Sciences, 60(2), 345-351. https://doi.org/10.1016/j.aoas.2015.10.003 Ahemad, M. (2012). Implications of bacterial resistance against heavy metals in bioremediation: A review. Journal of Institute of Integrative Omics and Applied Biotechnology, 3(3). https://api.semanticscholar.org/CorpusID:13232689 Al-Hadrawi, W. B., & Al-Jaberi, M. M. (2023). Effect of the substrate and inoculation of phosphate-dissolving bacterial and fungal with humic acids in the activity of the alkaline phosphatase enzyme in cadmium contaminated soil. International Journal of Agriculture and Animal Production, 4(1), 10-23. https://doi.org/10.55529/ijaap.41.10.23 Al-Jaberi, M. M. (2023). Effect of paper mill sludge (furfural) on soil respiration, urease activity and ammonia volatilization of calcareous soils. Journal of Wildlife and Biodiversity, 7(Special Issue), 217-229. https://doi.org/10.5281/zenodo.10212150 Al-Jaberi, M. M. (2024). Effect of bioremediation or organic treatments of soil contaminated with some heavy metals on the biological and L-glutaminase activity. Journal of Global Innovations in Agricultural and Social Sciences, 12(1), 243-250. https://doi.org/10.22194/JGIAS/12.1143 Alloway, B. J. (2013). Sources of heavy metals and metalloids in soils. In B. J. Alloway (Ed.), Heavy metals in soils (pp. 11-50). Springer. https://doi.org/10.1007/978-94-007-4470-7_2 Al-Malaky, I. A. Y., Abdulkareem, M. A., & Al-Jaberi, M. M. (2024). Effect of humic acids extracted from different organic sources and inoculation with Bacillus subtilis or Aspergillus niger on urease activity in calcareous soil. Edelweiss Applied Science and Technology, 8(3), 326-335. https://doi.org/10.55214/25768484.v8i3.1658 Ano, A. O., Ubochi, C. I., & Nwokocha, C. C. (2012). Effect of heavy metals (Cd, Ni and Pb) on soil productivity: Organic carbon mineralization. International Journal of Physical Sciences, 7(4), 573-577. https://doi.org/10.5897/IJPS11.044 Bottomley, P. J., Angle, J. S., & Weaver, R. W. (Eds.). (2020). Methods of soil analysis, Part 2: Microbiological and biochemical properties (Vol. 12). John Wiley & Sons. https://www.wiley.com/en-us/Methods+of+Soil+Analysis%2C+Part+2%3A+Microbiological+and+Biochemical+Properties-p-9780891188650 Bruins, M. R., Kapil, S., & Oehme, F. W. (2000). Microbial resistance to metals in the environment. Ecotoxicology and Environmental Safety, 45(3), 198-207. https://doi.org/10.1006/eesa.1999.1860 Ciardi, C., & Nannipieri, P. (1990). A comparison of methods for measuring ATP in soil. Soil Biology & Biochemistry, 22(5), 725-727. https://doi.org/10.1016/0038-0717(90)90022-R El-Said, A. H., Shebany, Y. M., Hussein, M. A., & El-Dawy, E. G. (2016). Antimicrobial and L-asparaginase activities of endophytic fungi isolated from Datura innoxia and Hyoscyamus muticus medicinal plants. European Journal of Biological Research, 6(3), 135-144. https://doi.org/10.5281/zenodo.56056 Frankenberger, W. T., Jr., & Tabatabai, M. A. (1991). L-glutaminase activity of soils. Soil Biology and Biochemistry, 23(9), 869-874. https://doi.org/10.1016/0038-0717(91)90099-6 Gopinath, A., Krishna, K., & Karthik, C. (2020). Adsorptive removal and recovery of heavy metal ions from aqueous solution/effluents using conventional and non-conventional materials. In M. Oves, M. Ansari, M. Zain Khan, & M. Shahadat (Eds.), Modern age waste water problems (pp. 265-293). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-08283-3_15 Gui, H., Yang, Q., Lu, X., Wang, H., Gu, Q., & Martín, J. D. (2023). Spatial distribution, contamination characteristics and ecological-health risk assessment of toxic heavy metals in soils near a smelting area. Environmental Research, 222, Article 115328. https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.115328 Klich, M. A. (2002). Identification of common Aspergillus species. Centraalbureau voor Schimmelcultures. Kloke, A. (1980). Guideline data for tolerable total levels of some elements in cultivated soil. Mitteilungen der VDLUFA, 1, 9-11. Koller, M., & Saleh, H. M. (2018). Introductory chapter: Introducing heavy metals. In Heavy metals (pp. 3-11). IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.74783 Kozlowski, H., Janicka-Klos, A., Brasun, J., Gaggelli, E., Valensin, D., & Valensin, G. (2009). Copper, iron, and zinc ions homeostasis and their role in neurodegenerative disorders (metal uptake, transport, distribution and regulation). Coordination Chemistry Reviews, 253(21-22), 2665-2685. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2009.05.011 Krajewska, B. (2009). Ureases I. Functional, catalytic and kinetic properties: A review. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 59(1-3), 9-21. https://doi.org/10.1016/j.molcatb.2009.01.003 Kumar, R., Singh, P., Dhir, B., Sharma, A. K., & Mehta, D. (2014). Potential of some fungal and bacterial species in bioremediation of heavy metals. Journal of Nuclear Physics, Material Sciences, Radiation and Applications, 1(2), 213-223. https://europub.co.uk/articles/-A-593454 Lindsay, W. L., & Norvell, W. (1978). Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese, and copper. Soil Science Society of America Journal, 42(3), 421-428. https://doi.org/10.2136/sssaj1978.03615995004200030009x Lwin, C. S., Seo, B. H., Kim, H. U., Owens, G., & Kim, K. R. (2018). Application of soil amendments to contaminated soils for heavy metal immobilization and improved soil quality—A critical review. Soil Science and Plant Nutrition, 64(2), 156-167. https://doi.org/10.1080/00380768.2018.1440938 Meng, X., Ai, Y., Li, R., & Zhang, W. (2018). Effects of heavy metal pollution on enzyme activities in railway cut slope soils. Environmental Monitoring and Assessment, 190(12), Article 712. https://doi.org/10.1007/s10661-018-6567-9 Nardi, S., Schiavon, M., & Francioso, O. (2021). Chemical structure and biological activity of humic substances define their role as plant growth promoters. Molecules, 26(8), Article 2256. https://doi.org/10.3390/molecules26082256 Odeniyi, O. A., & Turaki, L. (2022). Soil-borne alkaline phosphatase-producing Bacillus and Penicillium species as growth promoters of the Corchorus olitorius and Amaranthus hybridus plants. Novel Research in Microbiology Journal, 6(3), 1557-1582. https://researcherslinks.com/current-issues/Soil-borne-alkaline-phosphatase-producing/44/5/10708 Odika, P., Anike, O., Onwuemesi, A., Odika, N. F., & Ejeckam, R. B. (2020). Assessment of environmental geochemistry of lead-zinc mining at Ishiagu area, Lower Benue Trough, Southeastern Nigeria. Earth Science Research, 9(1), 31-43. https://doi.org/10.5539/esr.v9n1p31 Page, A. L. (Ed.). (1982). Methods of soil analysis: Part 2. Chemical and microbiological properties (2nd ed., Agronomy Monograph No. 9). American Society of Agronomy; Soil Science Society of America. https://doi.org/10.2134/agronmonogr9.2.2ed Rajendran, S., Priya, T. A. K., Khoo, K. S., Hoang, T. K. A., Ng, H.-S., Munawaroh, H. S. H., Karaman, C., Orooji, Y., & Show, P. L. (2022). A critical review on various remediation approaches for heavy metal contaminants removal from contaminated soils. Chemosphere, 287(Part 4), Article 132369. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.132369 Sanyaolu, A. A. A. (2018). Verification of Aspergillus niger as a myco-remediation agent of lambda-cyhalothrin and associated heavy metals in Lactuca sativa (L.) leaf. Journal of Applied Sciences and Environmental Management, 22(5), 621-624. https://doi.org/10.4314/jasem.v22i5.2 Sharma, N., Sodhi, K. K., Kumar, M., & Singh, D. K. (2021). Heavy metal pollution: Insights into chromium eco-toxicity and recent advancement in its remediation. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, 15, Article 100388. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2020.100388 Sibagariang, N. A., Bertham, Y. H., Widiyono, H., Anandyawati, & Utami, K. (2022). The effect of humic acid and micro compound fertilizer on soil microorganism population and upland rice yield in coastal land. TERRA: Journal of Land Restoration, 5(2), 58-64. https://ejournal.unib.ac.id/terrajournal/article/view/23405 Singh, P. C., Srivastava, S., Shukla, D., Bist, V., Tripathi, P., Anand, V., & Srivastava, S. (2018). Mycoremediation mechanisms for heavy metal resistance/tolerance in plants. In R. Prasad (Ed.), Mycoremediation and environmental sustainability (pp. 233-255). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-77386-5_14 Sparks, D. L. (2005). Toxic metals in the environment: The role of surfaces. Elements, 1(4), 193-197. https://doi.org/10.2113/gselements.1.4.193 Tabatabai, M. A. (1994). Soil enzymes. In R. L. Weaver, S. Angle, P. Bottomley, D. Bezdicek, S. Smith, A. Tabatabai, & A. Wollum (Eds.), Methods of soil analysis: Part 2. Microbiological and biochemical properties (pp. 775-833). Soil Science Society of America. https://doi.org/10.2136/sssabookser5.2.c37 Tahir, A., Lateef, Z., Abdel-Megeed, A., Sholkamy, E. N., & Mostafa, A. A. (2017). In vitro compatibility of fungi for the biosorption of zinc (II) and copper (II) from electroplating effluent. Current Science, 839-844. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:53476883 Tang, T., Zeng, P., Wang, J.-Y., Gu, J.-F., Liu, C.-F., Mu, Y.-S., Liu, Y.-F., Zhou, H., & Han, Z.-Y. (2025). Remediation of multi-metal contaminated soil using cow dung and its biochar: Effects on heavy metal uptake and soil microbiome in Triticum aestivum L. Environmental Technology & Innovation, 39, Article 104243. https://doi.org/10.1016/j.eti.2025.104243 Utobo, E. B., & Tewari, L. (2015). Soil enzymes as bioindicators of soil ecosystem status. Applied Ecology and Environmental Research, 13(1), 147-169. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:52885121 Vodyanitskii, Y. N. (2016). Standards for the contents of heavy metals in soils of some states. Annals of Agrarian Science, 14(3), 257-263. https://doi.org/10.1016/j.aasci.2016.08.011 Wasay, S. A., Barrington, S. F., & Tokunaga, S. (1998). Using Aspergillus niger to bioremediate soils contaminated by heavy metals. Bioremediation Journal, 2(3-4), 183-190. https://doi.org/10.1088/10889869809380376 Yami, K. D., & Shakya, S. (2005). Effect of Rhizobium leguminosarum biovar phaseoli inoculation alone and in combination with organic fertilizers on bean (Phaseolus vulgaris L.). Nepal Journal of Science and Technology, 6(1), 1-8. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:55756637 Zhang, X., Yu, Q., Gao, B., Hu, M., Chen, H., Liang, Y., & Yi, H. (2025). Organic amendments enhance the remediation potential of economically important crops in weakly alkaline heavy metal-contaminated bauxite residues. Agriculture, 15(1), Article 15. https://doi.org/10.3390/agriculture15010015 Zhao, P., Wang, A., Wang, P., Huang, Z., Fu, Z., & Huang, Z. (2023). Two recyclable and complementary adsorbents of coal-based and bio-based humic acids: High efficient adsorption and immobilization remediation for Pb(II) contaminated water and soil. Chemosphere, 318, Article 137963. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.137963 Zheng, L., Li, Y., Wenqin, D., Xianglin, D., Quan, T., & Hua, C. (2019). The inhibitory effect of cadmium and/or mercury on soil enzyme activity, basal respiration, and microbial community structure in coal mine-affected agricultural soil. Annals of Microbiology, 69(8), 849-859. https://doi.org/10.1007/s13213-019-01478-3 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 145 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 85 |
||