تحقیق مقاله کشاورزی

کشاورزی

مقدمه

خاک می تواند موجب انتقال عوامل بیماریزای بسیاری از امراض عفونی گردد(11) . تعداد میکروبهایی که از طریق فضولات به خاک اضافه می شوند ، به وسعت آلودگی های خاک می افزایند. بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مواد زائد یا به عبارتی کودهای آلی ، مدتهاست که به منظور بهینه سازی و استفاده آگاهانه از آنها صورت می پذیرد(9)در این میان خصوصیات بیولوژیکی کودهای آلی در مطالعات فوق نادیده گرفته می شود و توصیه به استفاده از کودهای آلی بدون بررسیهای همه جانبه بیولوژی و زیست محیطی آنها صورت می گیرد. از آنجایی که خاک پایگاه موجودات خشکی زی بویژه جوامع انسانی است و انتقال عوامل پاتوژن از راههای گوناگون توسط گرد و غبار از راه تنفس و زخمهای سطحی بدن به انسان و حیوان صورت می گیرد ، بنابراین خصوصیات بیولوژیکی و جمعیت فلور میکروبی بیماریزای خاک را باید تعیین نمود. کلیفرمها که از باکتریهای خانواده انتروباکتریاسه هستند ، معمولا به عنوان شاخص آلودگی آب و خاک مورد ارزیابی قرار می گیرند(8). خانواده انتروباکتریاسه شامل گروه بزرگی از باکتریها می باشد که بطور وسیع در طبیعت پراکنده هستند. این باکتریها در روده انسان ، حیوانات ، در خاک و آب وجود دارند که به دلیل زندگی آنها در روده انسان و حیوانات به باسیلهای انتریک معروفند. همه این باکتریها هوازی و بی هوازی اختیاری ، گرم منفی ، بدون اسپور و میله ای شکل ، دارای متابولیسم تنفسی و تخمیری ، دارای قدرت تخمیر گلوکز و لاکتوز هستند. علاوه بر تولید بیماریهای مختلف ، از انجایی که این باکتریها ساکن طبیعی دستگاه گوارش می باشند ، به محض وارد شدن به هر نقطه از بدن ، می توانند در تمام بافتها و اعضاء ایجاد عفونت کنند (5). در شهر اصفهان به دلیل وجود کارخانه تولید کود آلی کمپوست و چند تصفیه خانه فاضلاب ، هر ساله مقادیر زیادی کمپوست زباله و لجن فاضلاب در زمینهای کشاورزی مصرف می شود و چون مصرف این کودها بدون نظارتهای بیولوژیکی صورت می گیرد ، لذا می تواند تاثیر نا مطلوبی را در محیط زیست بگذارد. تحقیق حاضر نیز در راستای ارزیابی آلودگیهای میکروبی خاکهای کشاورزی که با استفاده از انواع مواد زائد و فضولات تیمار میشوند ، صورت پذیرفت.

کشاورزی

کمپوست عبارت از بقایای گیاهی و حیوانی، زباله های شهری و یا لجن فاضلاب است که تحت شرایط پوسیدگی قرار گرفته باشند، بطوری که مواد سمی آنها از بین رفته، مواد پودر شده و فرم اولیه خود را از دست داده باشند. برای تهیه کمپوست می توان از بقایای چوب بریها‏، زباله شهری،‏ بقایای کشتارگاهها و کارخانه های کنسرو ماهی ، لجن فاضلاب و اجساد گیاهان پست غیرآوندی استفاده نمود. بطورکلی، کمپوست ها از نظر مواد غذائی ضعیف هستند (به استثناء بقایای کشتارگاهها و کارخانه های کنسرو ماهی که از نظر ازت غنی می باشند) و معمولاً برای بهبود ساختمان خاک مورد استفاده قرار می گیرند. اثر فیزیکی کمپوست به مقدار ماده آلی آن و اثر شیمیائی کمپوست به ترکیب شیمیائی آن بستگی دارد. تهیه کمپوست از زباله های شهری و لجن فاضلاب راه مفیدی برای مصرف مجدد و دفع بهداشتی این مواد است. مواد اخیر از این نظر که دارای املاح کم، فاقد مولدین امراض و آفات گیاهی، بذر علفهای هرز و خاک می باشند مناسب بوده و به سرعت در خاک می پوسند. لجن فاضلاب را پس از تخمیر غیر هوازی و حرارت دادن (برای کشتن عوامل بیماریزای آن) مورد استفاده قرار می دهند برای تهیه کمپوست روش کلی زیر انجام پذیر است. موادی را که می خواهند. کمپوست نمایند بصورت لایه ای به ضخامت 7 تا 10 سانتیمتر روی سطح زمین یا حفره ای که در زمین تهیه نموده اند قرار می دهند و به ازاء هر سطل از مواد کمپوست شونده حدود 100 گرم فسفات دی آمونیم یا سوپر فسفات بر روی مواد می باشند (در صورتی که از سوپر فسفات استفاده می شوند بهتر است حدود 40 گرم اوره به ازاء هر 100 گرم سوپر فسفات اضافه شود) پس از پاشیدن کود شیمیائی اقدام به آبپاشی این لایه نموده و سپس لایه های جدید را به همین روش اضافه می کنند. ممکن است لایه هائی از کود حیوانی و یا خاک را بطور متناوب با لایه های مواد کمپوست شونده قرار دهند. در صورتی که از لایه های کود حیوانی استفاده می شود به اضافه کردن کود ازت در زمان انباشتن مواد کمپوست شونده نیازی نیست، اما به فسفات و همچنین سولفات کلسیم ممکن است نیاز باشد. ترکیب کود شیمیائی که برای تحریک و تکمیل پوسیدگی و تعادل عناصر به کمپوست اضافه می شود به نسبت کربن به ازت و ترکیب شیمیائی مواد کمپوست شونده بستگی دارد.
پاشیدن چند کیلوگرم اوره به ازاء هر تن مواد کمپوست شونده روی توده کمپوست قبل از هر بار آبپاشی مفید است در مورد بقایای چوب بریها لازم است کلیه عناصر غذائی به کمپوست اضافه شود. مواد کمپوست شونده را می بایستی همیشه مرطوب نگهداشت و هر 2 تا 4 هفته یکبار آن را مخلوط و زیرورو نمود تا به خوبی تهویه و یکنواخت گردد.

زیرورو کردن زیاد توده موجب می شود که حرارت کمپوست بالا نرفته و آفات و عوامل بیماریزای موجود در مواد از بین نروند.

کمپوست هنگامی آماده مصرف است که مواد کمپوست شونده پوسیده و پودر شده باشند. مدت لازم برای کمپوست شدن با مواد مصرفی و شرایط کار فوق می کند. زباله های شهری پس از مدتی حدود 6 هفته کمپوست می شوند. کمپوست شد کامل خاک اره گاهی چندین ماه طول می کشد. معمولاً خاک اره راحدود 6 هفته در شرایط مناسب می پوسانند تا ترکیبات سمی محلول آن پوسیده شوند و سپس مصرف می کنند. از مسائل تهیه کمپوست توسعه و تجمع مگس و پشه و بوی نامطلوب تخمیر آن است.

افزایش تهویه مواد از شدت بو می کاهد. برای مبارزه با مگس و پشه می بایستی از حشره کشها استفاده نمود. کمپوست را می توان به جای کود حیوانی مورد استفاده قرار داد.

کوآنزیم

کوآنزیم‌ها مولکول‌های غیر پروتئینی و آلی هستند که از اجزای برخی آنزیم‌ها می‌باشند. کوآنزیم‌ها شامل ویتامین‌های فسفوریبله شد‌ٔ محلول در آب و برخی مولکول‌های غیر ویتامینی و آلی دیگر مانند هم (در هموگلوبین و میوگلولین ) می‌باشند.

به آنزیم بدون کوآنزیم، آپوآنزیم گفته می‌شود و هنگامی که کوآنزیم‌ وارد ساختار آنزیم می‌شود، آنزیم کامل، هالوآنزیم نامیده‌ می‌شود.‌

آنزیم‌ها ، کاتالیزورهای واکنشهای بیوشیمیایی هستند که بیشتر آنها بتوانند فعالیت کنند به فعال کننده‌هایی ، نیاز دارند. که این فعال کننده‌ها غیر‌پروتئینی بوده و کوفاکتور نام دارند و به دو گروه تقسیم بندی می‌شوند:

·         کوفاکتورهایی که شامل یک یون فلزی مانند می‌باشند که نقش این کوفاکتورها به دو صورت انجام پذیر است:

1.      یونهای فلزی نقش یک واسطه را برای پیوند مولکولهای آنزیم با سوبسترا به‌ عهده دارند

2.      برخی از یونهای فلزی خود در عمل کاتالیز شرکت می‌کنند، از این جمله است. اتم آهن کاتالاز که نقش اصلی را در تجزیه () پراکسید هیدروژن انجام می‌دهد.

·         کوفاکتورهایی که از یک مولکول ترکیب آلی یافته‌اند. اینگونه کوفاکتورها را کوآنزیم (Coenzyme) می‌نامند. پیوند کوآنزیم با قسمت پروتئینی آنزیم اغلب از نوع پیوندهای ضعیف و کم انرژِی است. بطوری که در اثر عمل دیالیز ، کوآنزیم از مولکول آنزیم جدا می‌گردد. ولی در بعضی موارد ، کوآنزیم به کمک پیوندهای کووالان به مولکول پروتئینی آنزیم اتصالی یابد، مانند ریشه هم ( Heme) در سیتوکرومها اینگونه کوآنزیم را ریشه پروستتیکنیز می‌نامند. بیشتر کوآنزیم‌ها از مشتقات ویتامینهای محلول در آب هستند.

کوآنزیم‌ها

پس از اینکه پروآنزیم یا زیموژن به ‌صورت آنزیم فعال در‌آمد، وجود بخش فعال کننده برای ادامه آنزیم ضرورت ندارد، ولی برخی از آنزیم‌ها ، به تنهایی قادر به انجام نقش متابولیکی خود نیستند و برای فعال شدن به مواد آلی دیگری به نام کوآنزیم نیاز دارند. کوآنزیم‌ها برخلاف بخش پروتئنی آنزیم‌ها (آپوآنزیم) در برابر حرارت، فعالیت خود را از دست نمی‌دهند. نیکوتین آمیدآدنین دی‌نوکلئوتید (NAD) ، فلاوین آدنین دی‌نوکئوتید (FAD) ، فلاوین مونونوکلئوتید (FMN) و سیتوکروم‌ها ، کوآنزیم‌هایی هستند که برای فعال ساختن آنزیم‌هایی که واکنش‌‌های آکسایشی کاهشی را کاتالیز می‌کنند، بکار رفته و از اجزای ضروری تنفس سلولی هستند. ویتامین B یا کربوکسیلاز ، کوآنزیمی است که در متابولیزم گلوکز نقش مهمی را عهده‌دار است.

اسید پانتونتیک از اجزای تشکیل دهنده کوآنزیم A به شمار می‌رود. این کوآنزیم نیز نقش عمده‌ای را در متابولیزم چربی‌ها و قندها ، ایفا کرده و وظیفه انتقال گروه اتیل را از یک مولکول به مولکول دیگر را به‌عهده دارد. از آنجایی که کوآنزیم‌ها بین آنزیم‌های مختلف واسطه مشترک هستند، در متابولیزم اهمیت خاص دارند. کوآنزیم‌ها در واکنش‌ها تشکیل بخشی را می‌دهند که بوسیله آنها تعویض مواد خواه این مواد ، هیدروژنی ، اسید فسفریک و یا گروه آلی باشد، وقتی واقعا در محیط انجام می‌گیرد که این گروههای آنزیمی با پیوند پرانرژی به سوبسترا بپوندند. بوخند کوآنزیم‌ها را متابولیت‌های ناقل ، نامگذاری کرده است.

کوآنیزم A

از یکی دیگر از ویتامین‌های گروه B به نام اسید پانتوتنیک مشتق می‌شود و از ویتامین B5 مشتق می‌شود و چون عامل شیمیایی مهم این کوآنزیم عامل SH- از تیواتانل آمین است ، لذا آن‌را به صورت HS-COA نشان می‌دهند. این کوآنزیم نقش انتقال ریشه اسیل را انجام می‌دهد. مثلا ریشه دو کربنه استات که از دکربوکسیله شدن اسید پیرویک حاصل می‌شود، توسط یک پیوند تیواستر پرانرژی بر روی کوآنزیم A قرار می‌گیرد و به این ترتیب است که ریشه استات تشکیل می‌شود. کوآنزیم A نقش بسیار مهمی در متابولیزم قندها ، چربیها ، بیوسنتز کلسترول و هورومونهای استروئیدی دارد.

آلایندگی پساب شهری در خاکهای کشاورزی

منظور بررسی اثرات استفاده از لجن فاضلاب و سایر مواد زائد شهری و کشاورزی بر آلودگیهای میکروبی خاک ، چهار نوع کود آلی شامل لجن فاضلاب ، کود حیوانی ، کمپوست زباله و مخلوط کاه گندم و یونجه در آزمایشات گلخانه ای در قالب طرح های کاملا تصادفی مورد ارزیابی قرار گرفتند. بررسی تغییرات جمعیت میکروبی مخلوط کودهای فوق با خاک شامل باکتریها ، قارچها و آکتینومایستها بررسی تغییرات جمعیت کلیفرمها و شناسایی تعدادی از آنها و همچنین شناسایی انواع میکرو فلور غالب در تیمارهای مختلف به روش اسلاید پنهان ، از اهداف اختصاصی در تحقیق فوق بوده است. بیشترین جمعیت باکتریها و قارچها در کودهای کمپوست زباله و لجن فاضلاب و بیشترین جمعیت آکتینومایست ها در کاه گندم مشاهده شد. شمارش کلیفرمها نشان داد که در هفته اول انکوباسیون ، جمعیت کلیفرمها بخصوص در کود حیوانی بسیار زیاد است. در این مدت وجود بعضی از باکتریهای کلیفرم در کودهای لجن فاضلاب ، حیوانی و کمپوست زباله تشخیص داده شد. همچنین در این تحقیق ، تکنیک اسلاید پنهان به عنوان یکی از بهترین روشهای بررسی تنوع اکولوژیکی موجودات ذره بینی خاک معرفی شده است.
مواد و روشها

در این تحقیق چهار نوع کود آلی شامل لجن فاضلاب ، کود حیوانی ، کمپوست زباله و مخلوط کاه گندم و یونجه ، به عنوان چهار تیمار اصلی ( به میزان دو درصد وزنی ) به همراه شاهد بدون کود در سه تکرار در یک طرح آماری کاملا تصادفی در آزمایشات گلخانه ای ارزیابی شدند. این آزمایشات بطور کلی در سه بخش شامل تعیین جمعیت باکتریها ، قارچها و اکتینومایست ها در خاک ، بررسی میزان آلودگی خاک به کلیفرمها و شناسایی انواع میکروفلور غالب در تیمارهای مختلف به روش اسلاید پنهان انجام پذیرفت. برای تعیین جمعیت میکروبی خاک ، ابتدا از نمونه خاک در تیمارهای مختلف ، سوسپانسیون و سپس سری رقت تهیه شده و به منظور پراکنده شدن خاکدانه ها و جداشدن میکروارگانیسمها از ذرات خاک ، از ارتعاشات اولتراسونیک استفاده شد. پس از تهیه سری رقت ، از محیط کشت نوترینت آگار برای کشت باکتریها ، از محیط کشت +PDA کلرامفنیکل برای کشت قارچ و از محیط کشت جنسون آگار به منظور کشت اکتینومایست ها استفاده شد