اثر پسابهای صنعتی خام و تصفیه شده بر فعالیت آنزیمی یک خاک رس سیلتی در شرایط آزمایشگاهی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد بیولوژی و بیوتکنولوژی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد

2 دانشیار گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد

چکیده

امروزه به‌دلیل مشکلات کمبود آب در مناطق خشک و نیمه خشک استفاده از پسابهای صنعتی برای آبیاری اراضی کشاورزی رو به افزایش است. مصرف پساب در اراضی کشاورزی می‌تواند به حفظ حاصلخیزی خاک از طریق بهبود نسبی ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک کمک کند. از سوی دیگر، حضور برخی عناصر سمّی در پساب ممکن است فعالیت و جمعیت میکربی و آنزیمی خاک را مختل سازد. در این تحقیق به بررسی اثر انواع پسابهای صنعتی شامل کارخانه‌های ذوب آهن، فولاد مبارکه و پلی‌اکریل اصفهان به‌صورت خام و تصفیه شده بر فعالیت آنزیمی یک خاک رس سیلتی پرداخته شد. نمونه‌های خاک توسط پساب تا 70 درصد ظرفیت مزرعه مرطوب و به‌مدت سه ماه در دمای 25 درجه سلسیوس در داخل انکوباتور نگهداری شدند. سپس در فواصل 30 روز، نمونه‌های خاک به‌منظور سنجش فعالیت آنزیمی شامل ساکاراز، اوره آز، آریل سولفاتاز و فسفاتاز قلیایی تجزیه شدند. نتایج نشان داد فعالیت آنزیمی اغلب خاکهای تیمار شده با پساب در طی دو ماه اول انکوباسیون بر اثر مصرف پسابها افزایش و سپس در ماه سوم کاهش یافت. به‌طور کلی مصرف پسابهای صنعتی سبب کاهش 30 درصد متوسط فعالیت آنزیم آریل سولفاتاز شد در حالی که متوسط فعالیت آنزیم‌های فسفاتاز قلیایی، اوره آز و ساکاراز را به‌ترتیب 7/5، 60 و 26/5 درصد نسبت به خاک شاهد افزایش داد. صرف‌نظر از مدت زمان انکوباسیون، افزودن پساب به‌خاک سبب افزایش فعالیت آنزیمی در اغلب نمونه‌ها گردید و این حاکی از وجود کربن، انرژی و عناصر غذایی مورد نیاز برای رشد میکربی در پساب بود که منجر به افزایش فعالیت و جمعیت میکربی و در نتیجه افزایش سنتز آنزیم توسط آنها می‌گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Influence of Treated and Untreated Wastewaters on Enzymatic Activity of a Silty Clay Soil Under Laboratory Conditions

نویسندگان [English]

  • Zhara Nadi 1
  • Faez Raiesi 2
  • Alireza Hosseinpur
1 M.Sc. student, of Biotech. And Soil Biotech., College of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord
2 Assoc. Prof. of Soil Sciences, College of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord
چکیده [English]

The use of industrial wastewater for irrigating farmlands is currently increasing, especially in arid and semi-arid areas because of water shortage for agriculture. The use of industrial wastewater in farmlands could help the sustainable soil fertility through improving the physical, chemical and biological soil characteristics. On the other hand, wastewater may contain toxic elements that are detrimental to soil microorganism and biochemical reactions. The aim of this study was to determine the effects of industrial wastewater either treated or untreated on soil enzyme activities. The wastewater samples were taken from Zobahan, Foolad Mobarakeh Steel Plants and Polyacril plant. Soil samples were moistened at 70% field capacity using wastewaters and then placed at 25 oC for 3months in an incubator. Soil samples were analyzed to examine enzyme activities at monthly intervals. Results showed that during the first two months of incubation enzyme activities increased in wastewater-treated period and sampling time, adding wastewater to the soil increased enzyme activities. The presence of carbon and nutrients in wastewater could lead to an increase in microbial activities and populations, resulted in increasing synthesis and production of enzymes involved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Industrial Wastewater
  • Sility Clay Soil
  • Enzyme Activities
  • Micobiual Activity
  • Soil Plllution
Banerjee, M.R., Burton, D.L, and Depoe, S. (1997) Impact of sewage sludge application on soil biological characteristics, agriculture Ecosystems and Environment (61), 241-249
Monzavi, M. (1373) Urban sludge Tehran University Publication
Fernandes, S.A.P., Bettiol,W., and Clementi Cerri, C. (2005) Effect of sewage sludge on microbial biomass, basal respiration, metabolic quotient and soil enzymatic activity Applied Soil Ecology (30), 65-77
Brown, R.E. (1975) Signification of trace metals and nitrates in sludge soil J. Water Pollution Control Federation (47), 2863-2875
Deuel, L.E., and Swoboda, A.R. (1972) Arsenic solubility in reduced environment Soil Science Society of American Journal (36), 276-279
Selivanovskaya, S.Yu., Latypova,V.Z., Kiyamova, S.N., and Alimova, F.K. (2001) Use of microbial parameters to assess treatment methods of municipal sewage sludge applied to grey forest soils of Tatarstan, Agriculture Ecosystems and Environment (86), 145-153
Zaman, M., Matsushima, M., Chang, S. X., Inubushi, K., Nguyen, L., Goto, S., Kaneko, F., and Yoneyama, T. (2004) Nitrogen mineralization, N2O production and soil microbiological properties as affected by long-term applications of sewage sludge composts Biology and Fertility of Soils (40), 101-109
Rohani Shahraki, F., Mahdavi, R., and Rezaee, M. (2005) Effect of irrigation with wastewater on certain soil physical and chemical properties J. of Water and Wastewater (53), 23-29
García-Gil, J. C., Plaza ,C., Senesi, N., Brunetti, G., and Polo, A. (2004) Effects of sewage sludge amendment on humic acids and microbiological properties of a semiarid Mediterranean soil Biology and Fertility of Soils (39), 320-328
Renella,G., Mench, M., Landi, L., and Nannipieri, P. (2005) Microbial activity and hydrolase synthesis in long-term Cd-contaminated soils Soil Biology and Biochemistry (37), 133-139
Trasar-cepeda, C., Leiros, M.C., Seoane, S., and Gil-Sotres, F. (2000) Limitation of soil enzymes as indicators of soil pollution Soil Biology and Biochemistry (32), 1867-1875
Nannipieri, P. (1994) The potential use of soil enzyme as indicator of productivity, sustainability and pollution Soil Biota, Management in Sustainable Farming System, CSIRO Pub., Australia
Giller, K.E., Witter, E., and McGrath, S.P. (1998) Toxicity of heavy metals to microorganisms and microbial processes in agricultural soil: (a review) Soil Biology and Biochemistry (30), 1389-1414
Iranzo, M., Canizares, J.V., Roca-Perez, L., Sainz-pardo, I, Mormeneo, S., and Boluda, R. (2004) Characteristics of rice straw and sewage sludge as composting materials in Valencia (Spain) Bioresource Technology (95), 107-112
Tabatabai, M.A. (1997) Effects of trace metals on urease activity in soil Soil Biology and Biochemistry (9), 913-918
Ghazanshahi, J. (1376) Soil and plant analysis Motarjem Publication, Tehran
Alef, K., and Nannipieri, P. (1995) Methods in applied soil microbiology and biochemistry Academic Press, London
Jimenez, P., Ortiz, O., Tarrason, D., Ginovart, M., and Bonmati, M. (2007) Effect of differently posttreated dewatered sewage sludge on β-glucosidase activity, microbial biomass carbon, basal respiration and carbohydrates contents of soils from limestone quarries Biology and Fertility of Soils (44), 393-398
Bagheri, M.R. (1379) The effects of wastewater and irrigation systems on same physical and chemical characteristics and soil pollution under multiple cropping systems Ms Thesis, Faculty of Agriculture, Isfahan University, Isfahan
Lai, K.M., Ye, D.Y., and Wong, J.W.C. (1999) Enzyme activities in a sandy soil amended with sewage sludge and coal fly ash Water, Air and Soil Pollution (113), 261-272