اثر فعالیت مورچه ها و آهوان بر ویژگیهای بیولوژیکی و آنزیمی خاک در پارک ملی کلاه قاضی

اثر فعالیت مورچه ها و آهوان بر ویژگیهای بیولوژیکی و آنزیمی خاک در پارک ملی کلاه قاضی

پارک ملی کلاهxadقاضی یکی از بهترین زیستگاهxadهای حیاتxadوحش در ایران است که در جنوب شرقی اصفهان واقع شده است. یکی از گونهxadهای فعال علفxadخوار در این منطقه آهوی ایرانی(Gazelle subguturosa) میxadباشد. مورچه جمع کننده بذر از گونه Messor. sp نیز یکی دیگر از گونهxadهای فعال این منطقه است. فعالیت این دوگونه (لانهxadسازی مورچهxadها و تجمع سرگین آهوان) به دلیل وقوع برهمxadکنش بین آنxadها میxadتواند باعث تغیرات موضعی در خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک خاک در طول زمان شود. از آنجایی که شاخصxadهای بیولوژیک نسبت به تغییرات خاکی به سرعت عکسxadالعمل نشان میxadدهند، اندازهxadگیری این شاخصxadها کمک زیادی به شناخت تغییراتی که تحت تأثیر فعالیت آهوان و مورچهxadها در خاک این منطقه بوجود آمده است، میxadکند. به همین منظور در منطقه کلاه قاضی 4 سایت مشخص شد که در هر سایت 5 حوزه فعالیت وجود داشت [حوزه شاهد (غیاب آهو- غیاب مورچه)C ، حوزه لانه مورچه (حضور مورچه- غیاب آهو)A ، حوزه تجمع سرگین آهوان (حضور آهو- غیاب مورچه) G، حوزه تجمع سرگین آهو در کنار لانه مورچه و نمونه برداری از لانهxadهای مورچه A/A+G، حوزه تجمع سرگین آهو در کنار لانه مورچه و نمونه برداری از تجمع سرگینxadهای آهوG/A+G ]. سپس از هر کدام از حوزهxadها نمونهxadگیری شد، به طوری کلی 20 نمونه خاک تهیه گردید. بافت خاک، pH، هدایت الکتریکی، آهک، کربن آلی و نیتروژن کل خاکxadها تعیین گردید. بافت کلیه خاکxadها لومی شنی بوده و جزو خاکxadهای آهکی قرار گرفتند. نیتروژن آلی محلول، نیتروژن معدنی اولیه، معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی و بیxadهوازی، نیتروژن توده زنده میکروبی، فعالیت آنزیمxadهای ال- آسپاراجیناز، ال گلوتامیناز و اوره آز به عنوان شاخصxadهای بیولوژیک اندازهxadگیری شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که فعالیت آهوان و مورچهxadها باعث تغییرات معنیxadداری بر خصوصیات مورد مطالعه شد. کمترین میزان ECخاک، کربن آلی، نیتروژن کل، نیتروژن آلی محلول، شاخص بی هوازی معدنی شدن نیتروژن، فعالیت آنزیمxadاوره آز، فعالیت آنزیمxadال -آسپاراژیناز و فعالیت آنزیمxadال –گلوتامیناز در تمام سایتxadها درحوزه شاهد مشاهده شد. در حوزه G/A+Gیکی از سایتxadها به جای معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی، ایموبیلیزاسیون مشاهده شد. با توجه به همبستگیxadهای ساده مشخص شد که معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی و بیxadهوازی با تعدادی پارامترهای بیوشیمیایی و آنزیمی خاک همبستگی نشان دادند، لذا برای ارائه بهترین مدل برای تخمین پتانسیل معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی و بیxadهوازی در خاکxadهای مورد مطالعه در منطقه کلاه قاضی، رگرسیون چند متغیره گام به گام انجام شد، تا سهم هر یک از این پارامترها در توجیه تغییرات مدل مشخص شود. نتایج رگرسیون گام به گام بین معدنی شدن نیتروژن در شرایط بیxadهوازی و پارامترهای بیولوژیک نشان داد که مهمxadترین پارامترهای ورودی به مدل نیتروژن آلی محلول و نسبت نیتروژن معدنی اولیه به نیتروژن کل بودند. نتایج رگرسیون گام به گام برای معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی نشان دادکه ازبین ویژگیxadهای بیولوژیک ارائه شده به مدل فعالیت آنزیم ال -گلوتامیناز، نیتروژن معدنی اولیه، نیتروژن توده زنده میکروبی، فعالیت آنزیم ال -آسپاراژینازو نسبت کربن به نیتروژن به ترتیب وارد مدل شدند. به منظور تفکیک اثر ویژگیxadهای اندازهxadگیری شده بر معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی و بیxadهوازی با استفاده از نرم افزار Path2آنالیز مسیر صورت گرفت. نتایج نشان داد که همبستگی بین شاخص بیxadهوازی معدنی شدن نیتروژن و نیتروژن آلی محلول بیشتر به خاطر اثر مستقیم SONبر این فرایند است و در درجه بعدی کربن آلی و بعد از آن نیتروژن کل خاک در این همبستگی سهیم بودهxadاند. همxadچنین همبستگی بین معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی با نیتروژن کل، نیتروژن توده زنده میکروبی، نیتروژن معدنی و آنزیم ال -گلوتامیناز بیشتر به صورت مستقیم و همبستگی بین معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی با آنزیمxadهای اوره آز و ال-آسپاراجیناز به صورت غیر مستقیم و از طریق اثر نیتروژن معدنی بود. تجزیهxadهای تبعیضی نشان داد که حوزهxadهای مختلف در ارتباط با صفات مورد بررسی تأثیرات یکسانی برجای نگذاشتهxadاند. به عبارت دیگر فعالیت دو گونه آهو و مورچه در حوزهxadها به خوبی توانستهxadاند تمایز قابل توجهی در ویژگیxadهای اندازهxadگیری شده بوجود آورند، چرا که محدوده پراکنش حوزهxadها همپوشانی با یکدیگر نداشتند. نتایج تجزیه به مؤلفهxadهای اصلی نشان داد که بردارهای مربوط به متغیرهای کربن آلی، نیتروژن کل، فعالیت آمیدوهیدرولازها دارای راستا و جهت یکسانی بوده که نشانxadدهنده ارتباط قوی بین این متغیرهاست. بین کربنات کلسیم خاک و دیگر متغیرها ارتباط بسیار کم و از نوع منفی وجود داشت. همبستگی معنیxadدار منفی بین نیتروژن توده زنده میکروبی با هدایت الکتریکی خاک و pH خاک مشاهده شد. به طورکلی نتیجهxadگیری میxadشود که مجموع فعالیت آهوان و مورچهxadهای جمع کننده بذر در این مناطق بر سرعت بازچرخ نیتروژن در خاک از طریق عوامل مستقیم یا غیر مستقیم موثر بوده و حداقل بخشی از رشد سریعتر گیاهان و تنوع زیستی غنی گیاهان در این مناطق موضعی را باید به نیتروژن قابل جذب بیشتری که از طریق فرآیند معدنی شدن نیتروژن بوسیله واکنشxadهای آنزیمی حاصل میxadشود، معطوف نمود.

کلمات کلیدی: آهوایرانی ( Gazelle subguturosa)، مورچه جمعxadکننده بذر از گونه Messor. sp، منطقه کلاه قاضی، آمیدوهیدرولازها، معدنی شدن نیتروژن

فهرست مطالب

فهرست مطالب

فهرست شکل ها یازده

فهرست جدول ها دوازده

چکیده. 1

فصل اول: مقدمه و بررسی منابع

1-کلیات و بررسی منابع 2

1-1-تأثیر فعالیت مورچهxadها بر رشد گیاهان و خصوصیات خاکی.. 3

1-2-تأثیر علفxadخواران بر اکوسیستمxadهای خاکی و مرتع. 6

1-3- تأثیر علف خواران بر میکروارگانیسمxadهای خاک.... 6

1- 4- برهمxadکنش فعالیت علفxadخواران و جانوران ریزجثه. 7

1-5-مورچهxadهای برداشت کننده بذر. 9

1-6- آهوی ایرانی.. 10

1-7-اجزای اکوسیستم خاکی.. 10

1-8- نیتروژن در خاک.... 11

1-9- نیتروژن آلی محلول.. 11

1-10- معدنی شدن نیتروژن 12

1-11- عوامل مؤثر بر معدنی شدن نیتروژن 13

1-12- توده زنده میکروبی 14

1-13-آنزیمxadها در خاک.... 15

1-13-1-آنزیم ال -آسپاراجیناز. 16

1-13-2- آنزیم ال -گلوتامیناز. 17

1-13-3-آنزیم اورهxadآز 17

1-14- عوامل مؤثر بر فعالیت آنزیمxadها 17

1-15- فرضیات و اهداف 19

1-15-1- فرضیات... 19

1-15-2-اهداف... 19

فصل دوم: مواد و روشxadها

2-1- معرفی منطقه مورد مطالعه 20

2-2- نمونهxadبرداری.. 21

2-3- آماده سازی نمونهxadها 23

2-4- تعیین برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک 23

2-4-1-pHخاک 23

2-4-2- قابلیت هدایت الکتریکی خاک (EC). 23

2-4-3- کربنات کلسیم معادل (آهک) خاک 23

2-4-4- بافت خاک 23

2-4-5-کربن آلی خاک.... 23

2-4-6- نیتروژن کل خاک 23

2-5-اندازهxadگیری نیتروژن آلی محلول(SON). 24

2-6-اندازهxadگیری معدنی شدن نیتروژن در شرایط بیxadهوازی (شاخص بیxadهوازی معدنی شدن نیتروژن ) 24

2-7-اندازهxadگیری معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی 24

2-8-اندازهxadگیری نیتروژن توده زنده میکروبی 25

2-9-اندازهxadگیری فعالیت آنزیم ال-آسپاراجیناز 26

2-10- اندازهxadگیری فعالیت آنزیم ال-گلوتامیناز. 26

2-11- اندازهxadگیری فعالیت آنزیم اورهxadآز. 27

2-12- طرح آزمایش و تجزیه و تحلیل آماری.. 27

فصل سوم: نتایج و بحث

3-1-خصوصیات خاکxadهای مورد مطالعه 29

3-2-دامنه مقادیر خصوصیات شیمیایی و بیوشیمیایی حوزهxadها 29

3-3- پاسخ هدایت الکتریکی(EC) خاک به فعالیت آهوان و مورچهxadها 32

3-4-پاسخpHخاک به فعالیت آهوان و مورچهxadها 32

3-5- پاسخ کربنات کلسیم معادل خاک به فعالیت آهوان و مورچهxadها 34

3-6- پاسخ کربن آلی خاک به فعالیت آهوان و مورچهxadها 37

3-7- پاسخ نیتروژن کل خاک به فعالیت آهوان و مورچهxadها 39

3-8- پاسخ نیتروژن آلی محلول خاک به فعالیت آهوان و مورچهxadها 41

3-9- پاسخ نیتروژن معدنی خاک به فعالیت آهوان و مورچهxadها 43

3-10- پاسخ نسبت کربن به نیتروژن خاک به فعالیت آهوان و مورچهxadها 43

3-11- پاسخ نسبت نیتروژن معدنی به نیتروژن کل خاک به فعالیت آهوان و مورچهxadها 46

3-12- پاسخ معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی به فعالیت آهوان و مورچهxadها 48

3-13- پاسخ شاخص بی هوازی معدنی شدن نیتروژن به فعالیت آهوان و مورچهxadها 48

3-14- پاسخ نیتروژن توده زنده میکروبی به فعالیت آهوان و مورچهxadها 50

3-15- پاسخ فعالیت آنزیم اورهxadآز به فعالیت آهوان و مورچهxadها 52

3-16- پاسخ فعالیت آنزیم ال-آسپاراجیناز به فعالیت آهوان و مورچهxadها 54

3-17- پاسخ فعالیت آنزیم ال-گلوتامیناز به فعالیت آهوان و مورچهxadها 57

3-18- همبستگیxadهای ساده خطی 59

3-18-1- همبستگی بین ویژگیxadهای فیزیکی و شیمیایی خاکxadها 59

3-18-2- همبستگی بین ویژگیxadهای فیزیکی و شیمایی خاکxadها با صفات بیولوژیکی اندازهxadگیری شده 60

3-18-3- همبستگی بین صفات بیولوژیکی اندازهxadگیری شده. 63

3-19- آنالیز مسیر(تحلیل علیت). 65

3-19-1-آنالیز مسیر برای متغیر وابسته معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی 65

3-19-2- آنالیز مسیر برای متغیر وابسته شاخص بیxadهوازی معدنی شدن نیتروژن 66

3-20-رگرسیون چند متغیره 69

3-20-1- رگرسیون چند متغیره جهت تخمین معدنی شدن نیتروژن در شطرایط هوازی 69

3-20-2-رگرسیون چند متغیره جهت تخمین شاخص بیxadهوازی معدنی شدن نیتروژن.. 70

3-21- تحلیل تأثیر حوزهxadها بر ویژگیxadهای مورد بررسی با استفاده از روش تجزیهxadهای تبعیضی.. 70

3-22-تحلیل اطلاعات به کمک روش تجزیه به عاملxadها بر اساس مؤلفهxadهای اصلی.. 71

فصل چهارم: نتیجهxadگیری و پیشنهادها

4-1- نتیجهxadگیری.. 73

4-2- پیشنهادها 74

4-5- توصیه کاربردی.. 74

پیوستxadها 75

فهرست منابع. 78

فهرست شکلxadها

شکل 1-1- شمایی کلی از نحوه نمونه برداری در منطقه کلاه قاضی.. 22

شکل 3-1- اثر اصلی سایت، حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر هدایت الکتریکی (dS m^-1) 33

شکل 3-2-اثر اصلی سایت،حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر pH خاک ها 35

شکل 3-3- اثراصلی سایت، حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر کربنات کلسیم معادل (g kg^-1). 36

شکل 3-4- اثر اصلی سایت، حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر میزان کربن آلی خاک (g kg^-1). 38

شکل 3-5-اثر اصلی سایت، حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر میزان نیتروژن کل خاک (g kg^-1). 40

شکل 3-6- اثر اصلی سایت، حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر میزان نیتروژن آلی محلول خاک ها (mg kg^-1). 42

شکل 3-7- اثر اصلی سایت، حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر میزان نیتروژن معدنی اولیه خاک ها (mg kg^-1). 44

شکل 3-8- اثر اصلی سایت، حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر میزان نسبت کربن به نیتروژن خاکxadها 45

شکل 3-9- اثر اصلی سایت، حوزه واثر متقابل سایت و حوزه بر میزان نسبت نیتروژن معدنی به نیتروژن کل خاکxadها 47

شکل 3-10- اثر اصلی سایت، حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی(mg N kg^-1). 49

شکل 3-11- اثر اصلی سایت، حوزه و اثرمتقابل سایت وحوزه بر شاخص بیxadهوازی معدنی شدن نیتروژنmg NH₄⁺-Nkg^-1). 51

شکل 3-12- اثر اصلی سایت، حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر میزان نیتروژن توه زنده میکروبی (mg N kg^-1). 53

شکل 3-13-اثر اصلی سایت، حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر فعالیت آنزیم اوره آز(mg NH₄⁺-N kg^-1 h^-1). 55

شکل 3-14- اثر اصلی سایت، حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر فعالیت آنزیم ال-آسپاراجیناز(mg NH₄⁺-N kg^-1 h^-1) 56

شکل 3-15- اثر اصلی سایت، حوزه و اثر متقابل سایت و حوزه بر فعالیت آنزیم ال-گلوتامیناز(mg NH₄⁺-N kg^-1 h^-1). 58

شکل 3-16- تجزیه های تبعیضی اثر حوزهxadها بر ویژگی های اندازه گیری شده. 71

شکل 3-17- تجزیه به مؤلفه های اصلی برای متغیرهای اندازه گیری شده. 72

فهرست جدولxadها

جدول 3-1- برخی ویژگیxadهای فیزیکی و شیمایی خاکxadهای مورد مطالعه. 29

جدول 3-2- دامنه مقادیر ویژگی های اتدازه گیری شده در خاک های مورد مطالعه 30

جدول 3-3- تجزیه واریانس تأثیرسایت وحوزه بربرخی خصوصیات اندازهxadگیری شده در خاکxadهای مورد مطالعه 31

جدول 3-4 - ماتریس همبستگی بین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی در خاک های مورد مطالعه 59

جدول 3-5- همبستگی بین ویژگی های فیزیکی و شیمایی با صفات بیولوژیکی در خاک های مورد مطالعه 62

جدول 3-6- ماتریس همبستگی بین صفات بیولوژیکی اندازه گیری شده در خاک های مورد مطالعه. 64

جدول 3-7- نتایج تجزیه مسیر برای متغیر وابسته معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی در خاک های مورد بررسی.. 67

جدول 3-8- نتایج تجزیه مسیر برای متغیر وابسته شاخص بی هوازی معدنی شدن نیتروژن در خاک های مورد بررسی.. 68

جدول 3-9-نتایج رگرسیون چند متغیره جهت تخمین معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی.. 69

جدول 3-10-نتایج رگرسیون چند متغیره جهت تخمین شاخص بی هوازی معدنی شدن نیتروژن.. 70

خرید فایل

[ادامه مطلب را در اینجا بخوانید ...]