
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,491 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,612,787 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,201,785 |
کارایی آنزیمهای برون یاخته ای فسفاتاز و اوره آز خاک و شناسه کارایی آنزیمی در خاک-های تیمار شده با بهسازهای آلی و کانی در برابر پادزیستهای جنتامایسین، اکسی تتراسایکلین و پنی سیلین | ||
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار | ||
دوره 10، شماره 3، آذر 1399، صفحه 1-26 اصل مقاله (881.84 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2021.17664.1931 | ||
نویسندگان | ||
مهدی رشتبری* 1؛ علی اکبر صفری سنجانی2 | ||
1دانشجوی دکتری ،گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه بوعلیسینا همدان | ||
2استاد ،گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه بوعلیسینا همدان | ||
چکیده | ||
مقدمه و هدف: پادزیستهای دامپزشکی از راه کاربرد در دامپروری و کودهای جانوری به زمینهای کشاورزی میرسند که این زمینها میتوانند خاستگاه پخش آن در زیستگاههای آبی و خاک باشد. در پی افزایش کاربرد پادزیستها در کشور ، هدف پژوهش کنونی شناخت و ارزیابی پیامد رها شدن پادزیستهای پرکاربرد در خاک (با و بدون بهسازهای آلی و کانی)، بر کارایی آنزیمهای برون یاختهای فسفاتاز قلیایی و اورهآز و شناسههای پایداری و بازگشتپذیری آنها و همچنین شناسه چگونگی زیستی خاک در یک بازه زمانی 90-روزه بوده است. مواد و روشها: در این پژوهش پیامد رها شدن پادزیستهای پرکاربرد در خاک (جنتامایسین، اکسیتتراسایکلین و پنیسیلین) در اندازههای گوناگون (50، 100 و 200 میلیگرم بر کیلوگرم خاک خشک) با و بدون بهسازهای آلی و کانی (کود گاوی، بیوچار و نانوزئولیت) بر کارایی آنزیمهای فسفاتاز قلیایی و اورهآز خاک و شناسههای پایداری و بازگشت پذیری آنها و همچنین شناسه چگونگی کارایی آنزیمهای خاک در سه بازه زمانی 7-1، 30-7 و 90-30 روز در زمان گرماگذاری 90-روزه با طرح اسپلیت-فاکتوریل ارزیابی شد. یافتهها: در خاک بدون بهساز، کاربرد پادزیست جنتامایسین با اندازه 200 میلیگرم بر کیلوگرم مایه کاهش 9/68 درصدی کارایی آنزیم فسفاتاز قلیایی در برابر گواه (شاهد بدون کاربرد پادزیست) گردید، ولی اندازه کاهش کارایی آنزیم در خاک با دارای اکسیتتراسایکلین با اندازه 200 میلیگرم بر کیلوگرم و در تیمارهای گواه (بدون بهساز)، کاربرد بهساز کود گاوی، بیوچار و نانوزئولیت در برابر خاک بدون آن به ترتیب 5/17، 8/13، 5/17 و 16 درصد بود. کارایی آنزیم اورهآز در بازه زمانی 90-30 روز روند افزایشی داشته و بیشترین اندازه کارایی آنزیم در زمان انکوباسیون 90-روز اندازهگیری شد. برپایه یافتهها، پاسخدهی آنزیمها ناهمانند بود، به گونه ای که پادزیست پنیسیلین و اکسیتتراسایکلین پیامد بد چندانی بر کارایی آنزیم فسفاتاز قلیایی خاک نداشتند. از سوی دیگر جنتامایسین و اکسیتتراسایکلین در همه اندازههای بکاررفته پیامد چشمگیری بر کارایی آنزیم اوره آز خاک داشتند. با نگر به پاسخدهی بالای فسفاتاز قلیایی به پادزیست جنتامایسین، کاربرد بهسازها کارایی چندانی در بهبود شناسه پایداری این آنزیم در خاکهای با کاربرد جنتامایسین نداشت و به همین ترتیب کاربرد بهسازها کارایی چندانی در بهبود شناسه پایداری آنزیم اورهآز در خاکهای با کاربرد اکسیتتراسایکلین نداشت. یافته ها نشان می-دهند که با افزایش اندازه کاربرد پادزیستها از اندازه بازگشتپذیری کارایی آنزیمها کاسته شد و بیشترین بازگشت پذیری کارایی در اندازه کاربرد 50 میلیگرم بر کیلوگرم دیده شد. همچنین آنزیم اورئاز بیشترین بازگشتپذیری کارایی را در تیمارهای پنیسیلین و سپس جنتامایسین و در پایان در اکسی تتراسایکلین داشت. نتیجه گیری: این پژوهش نشان داد که کاربرد بهسازها، بویژه کود گاوی و زغال زیستی آن، ویژگی خاک را بهبود بخشیده و توان پایداری ریزجانداران را در برابر پادزیستها، هتا در اندازه های بالا را افزایش داد. پاسخدهی آنزیمها ناهمانند بود، به گونه ای که پادزیست اکسیتتراسایکلین پیامد بد چندانی بر کارایی آنزیم فسفاتاز قلیایی خاک نداشت ولی پادزیست پنیسیلین پیامد چشمگیری بر کارایی آنزیم اورهآز خاک نداشت. روهمرفته این پژوهش نشان داد که کاربرد بهسازها میتواند از پیامد زهری پادزیستها کاسته و مایه افزایش شناسه-های پایداری و بازگشتپذیری کارایی آنزیمهای خاک و بهبود چگونگی کارایی آنزیمها در خاکهای تیمار شده با پادزیست گردد. | ||
کلیدواژهها | ||
چگونگی خاک؛ فرآیندهای زیستی؛ پایداری پادزیستی؛ بیوچار؛ نانوزئولیت | ||
مراجع | ||
1.Akimenko, Y.V., Kazeev, K.S., and Kolesnikov S. 2015. Impact Assessment of Soil Contamination with Antibiotics (for Example, an Ordinary Chernozem). American Journal of Applied Sciences. 12: 2. 80-8.
2.Alam, M., and Imran, M. 2018. Screening and Potential of Gram Negative Bacterial Isolates for their Extracellular Enzymatic Activities Isolated from the Hospital Aquatic Environment. Journal of Basic and Clinical Pharmacy. 9: 41-5.
3.Albero, B., Tadeo, J.L., Escario, M., Miguel, E., and Pérez, R.A. 2018. Persistence and availability of veterinary antibiotics in soil and soil-manure systems. Science of The Total Environment. 643: 1562-1570.
4.Aldeek, F. 2017. Penicillin G’s function, metabolites, allergy, and resistance. Journal of Nutrition and Human Health. 1: 28-40.
5.Ansari, F. 2001. Use of systemic anti-infective agents in Iran during 1997-1998. European Journal of Clinical Pharmacology. 57: 6-7. 547-551.
6.Chiou, M.S., and Li, H.Y. 2002. Equilibrium and kinetic modeling of adsorption of reactive dye on cross-linked chitosan beads. Journal of Hazardous Materials. 93: 2. 233-48.
7.Chopra, I., and Roberts, M. 2001. Tetracycline Antibiotics: Mode of Action, Applications, Molecular Biology, and Epidemiology of Bacterial Resistance. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 65: 232-60.
8.Cox, L., Celis, R., Hermosín, M.C., Cornejo, J., Zsolnay, A., and Zeller, K. 2000. Effect of Organic Amendments on Herbicide Sorption as Related to the Nature of the Dissolved Organic Matter. Environmental Science & Technology. 34: 21. 4600-4605.
9.Cycoń, M., Mrozik, A., and Piotrowska-Seget, Z. 2019. Antibiotics in the Soil Environment-Degradation and Their Impact on Microbial Activity and Diversity. Front Microbiol. 10: 338-345.
10.Dick, R., and Burns, R. 2011. A Brief History of Soil Enzymology Research. 1: 34-44.
11.Ding, C., and He, J. 2010. Effectof antibiotics in the environmenton microbial populations. Applied Microbiology and Biotechnology.87: 925-941.
12.Ding, G., Radl, V., Schloter-Hai, B., Jechalke, S., Heuer, H., Smalla, K. 2014. Dynamics of Soil Bacterial Communities in Response to Repeated Application of Manure Containing Sulfadiazine. PloS one. 9: 929-958.
13.Duan, M., Li, H., Gu, J., Tuo, X.,Sun, W., Qian, X. 2017. Effects of biochar on reducing the abundance of oxytetracycline, antibiotic resistance genes, and human pathogenic bacteriain soil and lettuce. Environmental Pollution. 224: 787-795.
14.Ekenler, M., and Tabatabai, M.A. 2004. β-Glucosaminidase Activity as an Index of Nitrogen Mineralization in Soils. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 35: 7-8. 1081-1094.
15.Gao, M., Song, W., Zhou, Q., Ma, X., and Chen, X. 2013. Interactive effect of oxytetracycline and lead on soil enzymatic activity and microbial biomass. Environmental Toxicology and Pharmacology. 36: 2. 667-674.
16.Gutiérrez, I.R., Watanabe, N., Harter, T., Glaser, B., and Radke, M. 2010. Effect of sulfonamide antibiotics on microbial diversity and activity in a Californian Mollic Haploxeralf. Journal of Soils and Sediments. 10: 3. 537-544.
17.Halling-Sørensen, B., Sengeløv, G.,and Tjørnelund, J. 2002. Toxicity of Tetracyclines and Tetracycline Degradation Products to Environmentally Relevant Bacteria, Including Selected Tetracycline-Resistant Bacteria. Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 42: 3. 263-271.
18.Hammesfahr, U., Kotzerke, A., Lamshöft, M., Wilke, B.M., Kandeler, E., and Thiele-Bruhn, S. 2011. Effects of sulfadiazine-contaminated fresh and stored manure on a soil microbial community. European Journal of Soil Biology. 47: 1. 61-68.
19.Hassan, S.T.S., and Šudomová, M. 2017. The Development of Urease Inhibitors: What Opportunities Exist for Better Treatment of Helicobacter pylori Infection in Children? Children. 4: 2. 1-5.
20.Heuer, H., Schmitt, H., and Smalla, K. 2011. Antibiotic resistance gene spread due to manure application on agricultural fields. Current Opinion in Microbiology. 14: 3. 236-243.
21.Kauri, S., Rao, R., and Sanju, N.2011. Amoxicillin: A broad spectrum antibiotic. Journal of Pharmaceutical Sciences. 34: 401-417.
22.Kemper, N. 2008. Veterinary antibiotics in the aquatic and terrestrial environment. Ecological Indicators.8: 1. 1-13.
23.Kivlin, S.N., and Treseder, K.K. 2014. Soil extracellular enzyme activities correspond with abiotic factors more than fungal community composition. Biogeochemistry. 117: 1. 23-37.
24.Klose, S., and Tabatabai, M.A. 1999. Urease activity of microbial biomass in soils. Soil Biology and Biochemistry. 31: 2. 205-211.
25.Kong, W.D., Zhu, Y.G., Fu, B.J., Marschner, P., and He, J.Z. 2006. The veterinary antibiotic oxytetracycline and Cu influence functional diversity of the soil microbial community. Environmental Pollution. 143: 1. 129-137.
26.Li, S., Gu, X., Zhuang, J., An, T., Pei, J., Xie, H. 2016. Distribution and storage of crop residue carbon in aggregates and its contribution to organic carbon of soil with low fertility. Soil and Tillage Research. 155: 199-206.
27.Liu, B., Li, Y., Zhang, X., Wang, J.,and Gao, M. 2015. Effects of chlortetracycline on soil microbial communities: Comparisons of enzyme activities to the functional diversity via Biolog EcoPlates™. European Journal of Soil Biology. 68: 69-76.
28.Liu, Z., Rong, Q., Zhou, W., and Liang, G. 2017. Effects of inorganic and organic amendment on soil chemical properties, enzyme activities, microbial community and soil quality in yellow clayey soil. PLOS ONE. 1: 21. 72-76.
29.Ma, T., Pan, X., Chen, L.K., Liu, W., Christie, P., Luo, Y. 2016. Effects of different concentrations and application frequencies of oxytetracycline on soil enzyme activities and microbial community diversity. European Journal of Soil Biology. 76: 53-60.
30.Mehdizadeh, M., Izadi-Darbandi, E., Yazdi, M., Rastgoo, M., Malaekeh-nikouei, B., and Nassirli, H. 2019. Impacts of different organic amendments on soil degradation and phytotoxicity of metribuzin. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture. 8:(Suppl 1). S113-S121.
31.Mirzaei Aminian, M., Hosseini, H., and Heyfariyan, A. 2018. Microbial communities and their characteristics in a soil amended by nanozeolite and some plant residues: Short time in-situ incubation. Eurasian Journal of Soil Science. 7: 1. 9-19.
32.Mirzaei Aminiyan, M., Safari Sinegani, A.A., and Sheklabadi, M. 2015. Aggregation stability and organic carbon fraction in a soil amended with some plant residues, nanozeolite, and natural zeolite. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture. 4: 1. 11-22.
33.Molaei, A., Lakzian, A., and Rasouli-Sadaghiani, M.H. 2018. The effects of oxytetracycline (OTC) and sulfamethoxazole (SMX) antibiotics on potential nitrification and alkaline phosphatase and urease activities in a calcareous soil. Soil Applied Research. 6: 2. 1-14.
34.Molaei, A., Lakzian, A., Haghnia, G., Astaraei, A., Rasouli-Sadaghiani, M.H., Teresa Ceccherini, M. 2017. Assessment of some cultural experimental methods to study the effects of antibiotics on microbial activities in a soil:An incubation study. PLOS ONE.12: 7.e0180663.
35.Mühlbachová, G., and Simon, T. 2003. Effects of zeolite amendment on microbial biomass and respiratory activity in heavy metal contaminated soils. Plant Soil and Environment.49: 12. 536-541.
36.Nannipieri, P., Giagnoni, L., Renella, G., Puglisi, E., Ceccanti, B., Masciandaro, G.. 2012. Soil enzymology: classical and molecular approaches. Biology and Fertility of Soils. 48: 7. 743-762.
37.Orwin, K.H., and Wardle, D.A. 2004. New indices for quantifying the resistance and resilience of soil biota to exogenous disturbances. Soil Biology and Biochemistry. 36: 11. 1907-1912.
38.Pampuro, N., Bertora, C., Sacco, D., Dinuccio, E., Grignani, C., Balsari, P. 2017. Fertilizer value and greenhouse gas emissions from solid fraction pig slurry compost pellets. The Journal of Agricultural Science.155: 10. 1646-1658.
39.Paz-Ferreiro, J., Gascó, G., Gutiérrez, B., and Méndez, A. 2012. Soil biochemical activities and the geometric mean of enzyme activities after application of sewage sludge and sewage sludge biochar to soil. Biology and Fertility of Soils. 48: 5. 511-517.
40.Pires, D.P., Melo, L., Vilas Boas, D., Sillankorva, S., and Azeredo, J. 2017. Phage therapy as an alternative or complementary strategy to prevent and control biofilm-related infections. Current Opinion in Microbiology.39: 48-56.
41.Punitha, B.C., Hanumantharaju, T.H., Jayprakash, R., and Shilpashree, V.M. 2012. Acetamiprid impacton urease and phosphatase activity in selected soils of southern Karnataka. International Journal of Basic and Applied Chemical Sciences. 2: 1. 1-6.
42.Raiesi, F., and Salek-Gilani, S. 2018. The potential activity of soil extracellular enzymes as an indicator for ecological restoration of rangeland soils after agricultural abandonment. Applied Soil Ecology. 126: 140-7.
43.Reiss, M., and Reiss, G.2003. Ototoxicity of aminoglycoside antibiotics. Praxis. 92: 127-33.
44.Riaz, L., Mahmood, T., Khalid, A., Rashid, A., Ahmed Siddique, M.B., Kamal. A. 2018. Fluoroquinolones (FQs) in the environment: A review on their abundance, sorption and toxicity in soil. Chemosphere. 191: 704-20.
45.Safari Sinegani, A.A., and Taheri Ghahrizjani, S. 2015. Effects of Zeolite and Manures Applications on Biological Properties of Light and Heavy Soils in Greenhouse Maize Culture. Water and Soil Science. 24: 4. 197-213.
46.Safari Sinegani, A.A., and Younessi, N. 2017. Antibiotic resistance of bacteria isolated from heavy metal-polluted soils with different land uses. Journal of Global Antimicrobial Resistance.10: 247-55. 47.Safari Sinegani, A.A., Sharifi, Z., and Safari Sinegani, M. 2008. Applied Methods in Soil Microbiology. Bu Ali Sina University Press, 562p.
48.Sammes, P.G. 1989. Topics in Antibiotics Chemistry. Ellis Horwood, 130p.
49.Schauss, K., Focks, A., Leininger, S., Kotzerke, A., Heuer, H., Sören, T.B. 2008. Dynamics and functional relevance of ammonia-oxidizing archaea in two agricultural soils. Environmental Microbiology. 11: 446-56.
50.Shaabani Rufchai, A. 2018. Influence of two type of pharmaceutical antibiotics on some biological properties of clay and sandy loam soils. Journal of Soil Management and Sustainable Production. 7: 4. 99-113.
51.Sparks, D.L., Page, A.L., Helmke, P.A., and Leoppert, R.H. 1996. Methods of Soil Analysis Part 3-Chemical Methods. Madison, WI: Soil Science Society of America, American Society of Agronomy.
52.Tabatabai, M.A., and Bremner, J.M. 1969. Use of p-nitrophenyl phosphate for assay of soil phosphatase activity. Soil Biology and Biochemistry.1: 4. 301-7.
53.Telesiski, M.M., Przytarska, J.E., Sternal, B., Forwick, M., Szczuci Ski, W. 2018. IRD record of sediment core JM07-015. In supplement to: Telesi&# 324; ski, MM et al (2018): Palaeoceanographic evolution of the SW Svalbard shelf over the last 14 000 years Boreas, 47(2), 410-422, https:// doiorg/101111/bor12282: PANGAEA; 2018.
54.Thiele-Bruhn, S., and Beck, I.C. 2005. Effects of sulfonamide and tetracycline antibiotics on soil microbial activity and microbial biomass. Chemosphere. 59: 4.457-65. 55.Walkley, A., and Black, I.A. 1934. An examination of the degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science.37: 1. 29-38.
56.Wang, S., and Wang, H. 2015. Adsorption behavior of antibiotic in soil environment: a critical review. Frontiers of Environmental Science & Engineering. 9: 4. 565-74.
57.Wei, X., Wu, S., Nie, X., Yediler, A., and Wong, M. 2009. The effects of residual tetracycline on soil enzymatic activities and plant growth. Journal of Environmental Science and Health Part B, Pesticides, food contaminants, and agricultural wastes. 44: 461-71.
58.Yang, Q., Zhang, J., Zhu, K., and Zhang, H. 2009. Influence of oxytetracycline on the structure and activity of microbial community in wheat rhizosphere soil. Journal of Environmental Sciences.21: 7.954-9.
59.Yao, X.H., Min, H., Lü, Z.H., and Yuan, H.P. 2006. Influence of acetamiprid on soil enzymatic activities and respiration. European Journal of Soil Biology.42: 2. 120-6. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 270 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 201 |