تأثیر منابع مختلف مواد آلی بر پایداری علف کش متری بیوزین در خاک در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی

مقدمه
متری‌بیوزین از علف کش های مهم گروه تریازین ها و از بازدارندگان فتوسنتز در فتوسیستم II می‌باشد که هم در مقیاس جهانی  و هم در ایران به‌عنوان یک علف‌کش انتخابی پیش‌کاشت و پیش‌رویشی، به طور گسترده‌ای برای کنترل علف‌های هرز باریک‌برگ و پهن‌برگ بسیاری از محصولات زراعی از جمله گوجه‌فرنگی و سیب‌زمینی بکار می‌رود (زند و همکاران، 1387). افزایش بی‌رویه کاربرد این علف‌کش در بسیاری از نقاط دنیا، آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از آن را به یک مشکل جهانی تبدیل کرده است. دراین‌ارتباط می‌توان به آلودگی منابع آب‌های زیرزمینی (Briceno and Palma, 2007؛ Khoury et al, 2003 )، پایداری متری‌بیوزین در خاک (Strek, 2005) از طریق تأثیر بر بهداشت آب آشامیدنی، ریز جانداران خاک و سلامت اکوسیستم خاک اشاره نمود. با توجه به موارد مذکور، به نظر می‌رسد برای کاهش خطر آلودگی های ناشی از این علف‌کش لازم است که عوامل مؤثر بر سرنوشت آن در محیط شناخته شود (Briceno and Palma, 2007). منابع مختلف، متری‌بیوزین را علف‌کشی با ماندگاری متوسط با نیمه‌عمر 50 تا 60 روز در خاک معرفی کرده‌اند (Fan, 2009) اما بسته به شرایط اقلیمی و خصوصیات خاک نیمه‌عمر های متفاوتی برای آن گزارش شده است .بر اساس مطالعات انجام‌شده، نیمه‌عمر متری بیوزین در لایه‌های سطحی خاک‌هایی که در معرض تابش شدید نور خورشید و دمای بالا قرار داشته‌اند در حدود یک هفته بوده است (Savage, 1977). درحالی‌که نیمه‌عمر آن در لایه‌های زیرین خاک که تابشی دریافت نکرده بود تا بیش از 500 روز نیز گزارش شده است (Henriksen et al, 2004). مطالعات انجام‌شده، تجزیه زیستی را عامل اصلی سرنوشت متری‌بیوزین در خاک معرفی کرده‌اند (Ashton and Monaco, 1991) و از این‌رو سرعت تجزیه آن ارتباط تنگاتنگی با مقدار مواد آلی موجود در خاک دارد. امروزه اکثر محققین بر این باورند که بدلیل کمبود یک یا تعداد بیشتری از عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان در شرایط طبیعی محیط، سرعت تجزیه آفت‌کش‌ها کاهش می‌یابد (Briceno and Palma, 2007). از این رو افزودن کودهای آلی و دامی به خاک های کشاورزی با تحریک رشد میکروارگانیسم های خاک موجب افزایش فرآیند تجزیه زیستی آفت‌کش‌ها می شود. به این منظور کاربرد کودهای آلی به عنوان روشی کارآمد و کم هزینه برای مقابله با خطرات زیست محیطی حضور بقایای علف‌کش‌های خاک مصرف در زمین های کشاورزی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. افزودن مواد آلی به خاک، به طور معمول باعث تقویت جمعیت میکروبی خاک و افزایش فعالیت های میکروبیولوژیکی در خاک می‌شود (Ros et al, 2003) که متعاقب آن، می‌تواند موجبات افزایش تجزیه بیولوژیکی علف‌کش‌ها در خاک را فراهم آورد. Fuscaldo و همکاران (1999) در  بررسی تجزیه علف‌کش‌های آترازین، متری‌بیوزین و سیمازین، به نقش مؤثر مواد آلی و رس در سرعت تجزیه‌ی علف‌کش‌های مذکور اشاره کردند. بر اساس گزارش نامبردگان، در همه‌ی علف‌کش‌های مورد مطالعه، رابطه‌ی مستقیمی بین محتوای مواد آلی و سرعت تجزیه‌ی علف‌کش‌ها وجود داشت. Henriksen و همکاران (2004) در پژوهشی با عنوان تجزیه و جذب متری‌بیوزین و متابولیت‌های اصلی آن در خاک‌های شنی به این نتیجه دست یافتند که فرآیند تجزیه‌ی متری‌بیوزین، و به ویژه مرحله حذف آمین (دآمیناسیون) ارتباط مستقیمی با وجود مواد آلی در خاک دارد و این مسئله به طور معنی‌داری پایداری آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. از سوی دیگر مواد آلی موجود در خاک می‌تواند در کنترل آبشویی علف‌کش‌ها موثر واقع شود. در آزمایشی که توسط Singh (2008) به‌منظور بررسی اثر بیوکمپوست حاصل از کارخانه نیشکر بر روی تجزیه و تحرک متری بیوزین در خاک شنی لومی انجام شد، مشاهده شد که استفاده از بیوکمپوست به طور مؤثری در کاهش آبشویی متری‌بیوزین و کاهش آلودگی آب های زیرزمینی مؤثر است. هر چند افزایش مواد آلی باعث کنترل آبشویی آفت‌کش‌ها می‌شود ولی از طرفی با افزایش فعالیت‌های میکروبی خاک ممکن است در تسریع فرآیند تجزیه‌ی آفت‌کش‌ها نیز موثر واقع شود. دراین‌ارتباط Getenga و همکاران (2004) در بررسی اثر کمپوست در تجزیه‌ی زیستی علف‌کش‌های متری‌بیوزین  و توفوردی به این نتیجه دست یافتند که با افزودن کمپوست به خاک، سرعت تجزیه‌ی متری‌بیوزین در مقایسه با توفوردی کمتر بود. نامبردگان علت این مسئله را جذب بیشتر متری‌بیوزین به ذرات کمپوست و کاهش زیست‌فراهمی آن دانستند. Mahmoudi و همکاران (2013) نیمه عمر علف‌کش تیوبنکارب را در حدود50 روز گزارش نمودند و علت آن را به حفاظت ذرات خاک از مولکول‌های علف‌کش در مقابل واکنش‌های تجزیه‌ای مرتبط دانستند. این بررسی با هدف ارزیابی اثرات مواد آلی مختلف بر پایداری علف‌کش متری‌بیوزین در خاک، در شرایط کنترل‌شده آزمایشگاهی انجام شد.
مواد و روش‌ها
به‌منظور مطالعه‌ی تجزیه متری‌بیوزین در شرایط کنترل‌شده، آزمایشی در دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1390 اجرا شد. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار انجام شد که تیمارهای آن شامل کاربرد چهار نوع کود آلی مختلف (کودهای گاوی، گوسفندی، مرغی و کمپوست زباله شهری) هر کدام به میزان 5/2 درصد وزنی خاک، به همراه شاهد بدون کاربرد کودهای آلی و هفت دوره نگهداری نمونه‌های خاک در داخل انکوباتور (صفر، 5، 15، 30، 50، 90 و 120 روز) بودند. برای این منظور نمونه خاکی (از عمق صفر تا 15 سانتی متر) مزرعه‌ای که حداقل تا پنج سال سابقه کاربرد هیچ آفت‌کش و کودی را نداشت انتخاب و پس از هوا خشک‌کردن آن برای جداسازی اجزای خاک و شن از یک الک دو میلی‌متری عبور داده شد و سپس توده‌ی خاک آماده شده به قسمت های مساوی تقسیم شده و به نسبت وزنی 5/2 درصد با تیمارهای کودهای آلی مخلوط شد. برای اختلاط متری‌بیوزین با خاک از محلول تجاری متری بیوزین در آب به میزان ثابت 5 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک و با استفاده از یک پیپت سرنگی استفاده شد و خاک های مخلوط شده با متری بیوزین در ظروف پلاستیکی در باز کوچکی قرار گرفت و سپس به انکوباتوری با دمای ثابت 25 درجه سانتی‌گراد و در شرایط تاریکی انتقال یافتند. ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک مورد آزمایش در جدول 1 آمده است. میزان رطوبت نمونه‌ها در طول آزمایش به‌صورت روزانه توزین شده و در حد 70 درصد ظرفیت زراعی نگهداری شد. پس از یک ساعت از ابتدای قرارگیری نمونه‌ها در انکوباتور، نمونه‌های مربوط به هر تیمار، پس از طی بازه زمانی مربوط به آن تیمار، از انکوباتور خارج شده و تا مرحله‌ی استخراج متری بیوزین از خاک در فریزری با دمای 20- درجه سانتی‌گراد قرار داده شدند. استاندارد شیمیایی متری بیوزین با خلوص 5/99 درصد از شرکت بایر و متری بیوزین تجاری نیز با خلوص 75 درصد به‌صورت پودر وتابل با همکاری بخش تحقیقات علف های هرز موسسه تحقیقات گیاه‌پزشکی کشور تهیه شد.
به‌منظور استخراج باقیمانده متری بیوزین از خاک، 10گرم از خاک مربوط به هر تیمار را توزین کرده درون ظرف‌های پلاستیکی درب دار 50 سی‌سی منتقل و 20 سی‌سی متانول با درجه خلوص 9/99 درصد به آن‌ها اضافه شد و با استفاده از دستگاه شیکر افقی با سرعت 300 دور در دقیقه به مدت 90 دقیقه تکان داده شدند (Fountolakis et al, 2010) و سپس با استفاده از دستگاه سانتریفو‍ژ با3000 دور در دقیقه و به مدت 6 دقیقه عملیات سانتریفوژ انجام تا  فاز مایع (متانول) از فاز جامد(خاک) جدا شود، سپس فاز مایع توسط کاغذ صافی واتمن شماره‌ی 42 درون ارلن شیشه‌ای صاف شد (Mueller et al, 2003) و مراحل مذکور برای خاک باقی‌مانده داخل ظرف، مجدداً تکرار شد و محلول صاف‌شده از دو مرحله را درون ارلن هایی به حجم 100 سی‌سی ریخته و برای ممانعت از تبخیر حلال درب آنها توسط پارافیلم بسته و در یخچال با دمای 5 درجه سانتی‌گراد نگهداری شدند. برای تغلیظ باقیمانده‌ی متری‌بیوزین در محلول جمع‌آوری شده، متانول محلول صاف‌شده  با استفاده از دستگاه تبخیر کننده چرخان1 و با تنظیم دمای 39 درجه سانتی‌گراد حمام آب، به طور کامل تبخیر و پس از آن، با استفاده از پیپت سرنگی، پنج میلی‌لیتر متانول به باقیمانده متری بیوزین موجود اضافه و سپس محلول حاصل پس از انتقال در ظروف شیشه‌ای به حجم 10سی‌سی،  تا زمان تزریق به دستگاه HPLC در یخچال و در دمای 5 درجه سانتی‌گراد نگهداری شد.
 دستگاه HPLC مدل Shimadzu با یک ستون فاز معکوس C18 ( به طول 25 و قطر5/4 سانتی متر) بود. فاز متحرک محلول متانول (با خلوص 9/99 درصد): آب دو بار مقطر شده، با نسبت حجمی 80: 20 بود که با سرعت جریان 5/0 میلی‌لیتر در دقیقه مورد استفاده قرار گرفت. حجم عصاره تزریق‌شده به دستگاه HPLC برابر 25 میکرولیتر و دستگاه آشکارساز HPLC از نوع Spectrophotometric Uv-Vis بود که طول‌موج مورد استفاده برای این منظور 290 نانومتر انتخاب شد (فخر راد و همکاران، 1390؛ Johnson and Pepperman, 1995). دمای تزریق ستون همان دمای اتاق بود. قبل از تزریق نمونه‌های مجهول به دستگاه، محلول های استاندارد با غلظت های مشخص تهیه و پس از تزریق به دستگاه، منحنی استاندارد و معادله خط مربوط به آن به‌دست آمد. معادله و منحنی استاندارد متری بیوزین در شکل 1 آمده است. مبنای تعیین غلظت نمونه‌های مجهول، معادله به‌دست آمده از منحنی محلول های استاندارد بود که با استفاده از سطح زیر منحنی حاصل از تزریق نمونه‌های مجهول، غلظت آنها با استفاده از غلظت های استاندارد تزریق شده به دستگاه به‌دست آمد. پس از حصول داده‌های آزمایش، تحلیل نتایج با استفاده از آنالیز رگرسیون توسط نرم‌افزار Sigma plot ver,11 انجام شد و برای این منظور معادله کینتیک مرتبه اول (معادله1) به داده‌های حاصل برازش داده شد.
معادله 1            C_t=C_0 e^(-kt)
که در آن Ct  غلظت متری بیوزین در زمان t، C0 غلظت اولیه متری بیوزین (میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) وk  سرعت تجزیه‌ی متری بیوزین (میلی‌گرم در کیلوگرم خاک در روز) و t زمان (روز) می‌باشد. نیمه‌عمر و زمان لازم برای تجزیه 90 درصد متری بیوزین  نیز با توجه به سرعت تجزیه آن از  معادله‌های 2 و 3 محاسبه شدند.
معادله 2           〖DT〗_50=Ln(2)/K
معادله 3          〖DT〗_90=Ln(10)/K
که در این معادله‌ها، DT50 و DT90 به ترتیب عبارت‌اند از نیمه‌عمر متری بیوزین و زمان مورد نیاز برای تجزیه 90 درصد از باقیمانده متری بیوزین و K نیز ضریب تجزیه متری بیوزین در معادله 1 می‌باشد.                                        
       از معادله 4 نیز به‌منظور بررسی اختلاف معنی‌داری منحنی های برازش شده استفاده شد.
      معادله 4           t=(b_2-b_1)/√(S^2 b_1+S^2 b_2 )
      که در آن b1 و b2 شیب خطوط برازش داده‌شده و  S2b1و S2b2 انحراف معیار ضرایب می‌باشند.
نتایج و بحث
تأثیر کودهای آلی مختلف بر روند تجزیه و پایداری متری بیوزین در شرایط کنترل‌شده
بر اساس داده‌های حاصل از آزمایش کاربرد کودهای آلی به خاک تأثیر معنی‌داری در افزایش سرعت تجزیه متری‌بیوزین در خاک داشت. به‌طوری که ضریب تجزیه متری بیوزین (K) به طور معنی‌داری در همه تیمارهای دارای کود آلی بیشتر از تیمار فاقد کود آلی بود (جدول 5) و در بین تیمارهای کود آلی، تیمار کمپوست زباله شهری و کود مرغی تأثیر بیشتری بر تجزیه متری بیوزین داشتند. بر اساس نتایج حاصل، باقیمانده متری بیوزین در خاک های حاوی کودهای آلی کمتر از تیمار شاهد بدون کاربرد کود آلی بود. به‌طوری که 120 روز پس از نگهداری نمونه‌ها در انکوباتور، باقیمانده آن در خاک دارای کمپوست زباله شهری، کودهای گاوی، گوسفندی و مرغی به ترتیب به میزان 69/36، 33/40، 42 و 39/38 درصد بود که در مقایسه با تیمار فاقد کود آلی (45/47 درصد) کاهش معنی‌داری داشت. بنا بر نتایج آزمایش کاربرد 5/2 درصد کود آلی به خاک منجر به افزایش 36/1، 22/1، 15/1 و 29/1 برابری در ضریب تجزیه متری بیوزین به ترتیب در تیمارهای کاربرد کمپوست زباله شهری، کودهای گاوی، گوسفندی و مرغی نسبت به تیمار شاهد شد و نیمه‌عمر متری بیوزین از 48/119 روز در تیمار شاهد به 72/87، 60/97، 43/103 و 4/92 روز به ترتیب در تیمارهای کمپوست زباله شهری، کودهای گاوی، گوسفندی و مرغی کاهش یافت. از سوی دیگر مدت‌زمان لازم برای تجزیه 90 درصد از باقیمانده متری بیوزین در خاک نیز روند مشابهی را نشان داد (جدول 4). مکانیسم تأثیر افزودن مواد آلی خاک بر روند افزایش تجزیه آفت کش ها بسیار پیچیده است. افزودن مواد آلی موجب ورود انواعی از ارگانیسم های جدید و مقادیر زیادی از انواع عناصر مثل کربن آلی، نیتروژن و غیره به محیط خاک می شود. ورود میکروارگانیسم ها به محیط خاک می تواند تجزیه آفت کش ها را امکان پذیر نموده و همچنین وقوع تجزیه زیستی کومتابولیسم بین میکروارگانیسم های وارد شده به خاک و میکروارگانیسم های موجود در خاک را محتمل می سازد. از طرفی عناصر غذایی می تواند موجب تحریک افزایش میکروب های موجود در خاک شود (Briceno and Palma, 2007).  از طرف دیگر، خاک هایی که به آنها مواد آلی افزوده شده است می توانند مقادیر نسبتاً زیادی از آفت کش های به کار رفته در خاک را توسط سطوح کلوئیدی خود جذب نمایند که این امر در کنترل آبشویی و رواناب آفت کش ها بسیار حائز اهمیت است. از آنجا که متری بیوزین به علت حلالیت نسبتاً بالایی که در خاک دارد (1050 میلی گرم در لیتر) به میزان ناچیزی توسط کلوئیدهای خاک جذب می شود، از پتانسیل بالایی برای قرارگیری در معرض تجزیه زیستی توسط میکروارگانیسم های موجود در خاک برخوردار است. لذا پیش بینی می شود که کاربرد این علف کش در خاک های آمیخته شده با کودهای آلی، به میزان بیشتری مورد تجزیه قرار گیرد. سایر محققان نیز ضمن اشاره به تجزیه زیستی آفت‌کش‌ها، استفاده از کودهای آلی در خاک را یکی از ساده‌ترین و اقتصادی‌ترین راه‌های حذف این آلاینده‌ها از خاک دانسته‌اند (Corria et al, 2007). فخر راد و همکاران (1390) گزارش کردند که سرعت تجزیه متری بیوزین در خاک سترون نشده به‌مراتب بیشتر از خاک سترون شده بود که این مسئله اهمیت تجزیه زیستی در سرنوشت متری بیوزین در خاک را نشان می‌دهد. نسبت C/N را همانگونه که در دیگر منابع نیز ذکر شده است می توان به عنوان معیاری از ترکیب ماده آلی مورد استفاده در نظر گرفت (Alvey, S. and Crowly, 1995؛Perruci et al, 2000 ). بنابراین با توجه به نسبت  C/Nترکیبات آلی، شاید بتوان میزان تأثیر آنها را روی تجزیه مولکول های علف‌کش‌های نیتروژن‌دار به عنوان منبع کربن و نیتروژن پیش بینی نمود. علت افزایش تجزیه متری بیوزین در تیمارهای کمپوست زباله شهری و کود مرغی نیز می تواند به به سبب کمتر بودن نسبت C/N این ترکیبات در مقایسه با سایر تیمارها بوده باشد. Guerrero و همکاران (2000) گزارش کردند که پس از کاربرد کمپوست زباله شهری به خاک، جمعیت قارچ های درون خاک پس از طی 90 روز به میزان 95/1 برابر و نیز جمعیت باکتری های خاک به میزان 7/1 برابر افزایش یافت. بر اساس نتایج این آزمایش تیمارهای کمپوست زباله شهری و کود مرغی نسبت به سایر تیمارها تأثیر بیشتری در افزایش تجزیه متری‌بیوزین در خاک داشته اند که علت این امر را می توان به ویژگی های تیمارهای مذکور و بویژه کمتر بودن نسبت C/N آنها نسبت داد. همچنین بین تیمار های کاربرد کود گاوی و گوسفندی تفاوت محسوسی در سرعت تجزیه و نیمه عمر متری‌بیوزین مشاهده نشد. که این مسأله احتمالأ می تواند به دلیل تشابه و عدم اختلاف چشمگیر در نسبت C/N این ترکیبات باشد (جدول 2). در همین رابطه Alvey و Crowly (1995) تاثیر چند نوع ماده آلی با نسبت های متفاوت C/N را بر تجزیه زیستی آترازین به عنوان منبع نیتروژن مورد بررسی قرار دادند و با تأیید این واقعیت که نسبت C/N مواد آلی افزوده شده به خاک، بر شدت تجزیه علف کش اثرگذار خواهد بود روند مشخصی را بین نسبت C/N این مواد و سرعت تجزیه مشاهده کردند. Moorman و همکاران (2001) معتقدند که ترکیبات آلی با نسبت C/N زیاد، مانند خاک اره وقتی به مقدار زیاد به خاک افزوده شوند تاثیر اندکی در سرعت تجزیه زیستی خواهند داشت. بررسی های متعدد نشان می دهند که افزایش مواد آلی در خاک سبب تقویت جمعیت و فعالیت های میکروبی خاک بویژه برای گونه های تجزیه کننده آلاینده های آلی در خاک می شود که نتیجه آن تجزیه بیشتر آلاینده ها در خاک می باشد  Theng et al, 2000)؛ Semple et al, 2001).  در بیشتر مطالعاتی که روی آلاینده های آلی صورت گرفته، از آنها به عنوان منبع کربن و انرژی برای فعالیت ریزجانداران استفاده شده است. حال آنکه در ترکیباتی همچون دینوزب، آترازین، متامیترون و متری بیوزین که در ساختمانشان اتم نیتروژن وجود دارد به عنوان منبع نیتروژن برای جمعیت میکروبی خاک مطرح می باشند (Kaake et al, 1992). کاربرد کودهای آلی به خاک به‌عنوان منبع غذایی منجر به افزایش جمعیت باکتری‌ها، اکتینومایست ها و قارچ ها می‌شود (Sanchez et al, 2004) که این ریز جانداران از اصلی‌ترین عوامل زیستی در تجزیه اغلب آفت‌کش‌ها در خاک می‌باشند. مطالعات نشان داده که ترکیباتی که در ساختار مولکولی آن‌ها حاوی عناصر کربن و نیتروژن است، این مواد در متابولیسم زیستی آنها به‌عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرارگرفته و این ریز جانداران نقش مهمی در تجزیه آنها بر عهده دارند (Briceno and Palma, 2007). غالباً اکثر آفت‌کش‌ها برای ریز جانداران موجود در خاک به‌عنوان موادی بیگانه و جدید تلقی شده که این مسئله در ابتدا منجر به عدم سازگاری ریز جانداران خاک در رویارویی با مولکول های آفت کش و در نتیجه عدم توانایی تجزیه زیستی آنها می‌شود. لذا سازگاری زیستی به‌کندی و با گذشت زمان و در نتیجه وجود غلظت های اندک آفت‌کش‌ها در خاک ایجاد می‌شود. بنابراین می‌توان انتظار داشت که اگر سازگاری ریز جانداران به مولکول های آفت کش با سرعت بیشتری صورت گیرد، می‌تواند به‌عنوان راهی برای پالایش خاک های آلوده به آفت‌کش‌ها قلمداد شود (Robert et al, 2006). اعتقاد بر این است که با تقویت جمعیت میکروبی خاک از طریق فراهم کردن مواد غذایی و ایجاد بستر مناسب رشد و نمو آنها، به‌عنوان مثال با افزودن مواد آلی به خاک و تقویت زیست‌توده میکروبی خاک می‌توان سرعت تجزیه آفت‌کش‌ها را در خاک افزایش داد (Jettner et al, 1999). در این ارتباط Khoury و همکاران (2003) در ارزیابی تجزیه متری بیوزین در خاک های لبنان دریافتند که محتوای مواد آلی خاک نقش مهمی در تجزیه این علف‌کش بازی می‌کند. از دید تئوری افزایش ماده آلی با نسبت C/N زیاد می‌بایست سبب کمبود نیتروژن برای ریز جانداران خاک شود و درنتیجه استفاده از منابع غیر متداول مانند نیتروژن موجود در ساختمان آلاینده های آلی ضرورت پیدا خواهد کرد (Mandelbaum et al, 1993). بنابراین علف‌کش متری‌بیوزین که در ساختمان خود دارای حلقه نیتروژن دار می باشد احتمالا توسط ریز جانداران خاک به عنوان منبع نیتروژن مورد استفاده قرار می گیرد. بنابر شواهد و فرضیه های مطرح شده، سرعت رها شدن نیتروژن از ماده آلی بومی خاک، بقایای آلی و یا مواد آلی افزوده شده به خاک بر احتمال یا عدم احتمال استفاده از نیتروژن موجود در ترکیبات آلاینده تأثیر گذار خواهد بود (Mandelbaum et al, 1993). بویژه زمانی که منابع فراهم تر کربن و نیتروژن در خاک مصرف شود (Alvey and Crowly, 1995). Fuscaldo و همکاران (1999) نیز در بررسی علف‌کش‌های آترازین، متری بیوزین و سیمازین، به نقش مؤثر مواد آلی و رس در سرعت تجزیه ی علف‌کش‌های مذکور اشاره کردند. بر اساس گزارش نامبردگان، در همه ی علف‌کش های مورد مطالعه، رابطه ی مستقیمی بین محتوی مواد آلی و سرعت تجزیه ی علف کش ها وجود داشت. Pothuluri و همکاران (1990) در مطالعه تجزیه آلاکلر نشان دادند که افزایش مواد غذایی آلی به خاک زیرسطحی سبب افزایش تجزیه آلاکلر می شود. در بررسی مذکور ارتباطی میان سرعت تجزیه و جمعیت های میکروبی خاک دیده نشد. بعبارتی همگام با افزایش جمعیت میکروبی خاک، شدت تجزیه زیادتر نشد. در تفسیر این مشاهدات، ایشان اظهار کردند که محدودیت های متابولیکی و محیطی مانع تجزیه زیستی آلاینده های آلی از جمله آفت کش ها می شود. تحریک تجزیه از طریق افزایش مواد غذایی به خاک در ادامه این مطالعه تائیدی بر این واقعیت بود. Henriksen و همکاران (2004) در بررسی تجزیه و جذب سطحی متری بیوزین در خاک مشاهده کردند که تجزیه متری بیوزین در لایه سطحی خاک با سرعت بیشتری نسبت به لایه‌های عمیق تر خاک صورت گرفت به نحوی که در لایه سطحی خاک در مدت‌زمان 30 تا 40 روز، 50 درصد از متری بیوزین اولیه تجزیه شده، که احتمالاً قسمتی از این تجزیه به علت اختلاط علف کش با مواد آلی موجود در لایه سطحی خاک و افزایش فعالیت ریز جانداران خاک به علت افزایش مواد آلی خاک بوده است. نامبردگان سرعت ‌بالای تجزیه متری‌بیوزین در خاک های سطحی را نشانگر این موضوع دانسته‌اند که مواد آلی خاک ارتباط تنگاتنگی با فرآیند تجزیه متری بیوزین داشته‌اند. نتایج این آزمایش نشان داد که فرآیند تجزیه متری بیوزین در روزهای آغازین پس از خواباندن نمونه‌ها در انکوباتور با سرعت پایینی صورت گرفته است ولی پس از طی 15 روز بر سرعت تجزیه افزوده شد (جدول 3). با توجه به این که خاک مورد استفاده در این آزمایش در طی پنج سال قبل از اجرای آزمایش سابقه دریافت هیچ علف کشی را نداشت لذا به نظر می‌رسد سرعت پایین تجزیه در روزهای اول به دلیل عدم سازگاری ابتدایی جمعیت میکروبی خاک به این علف کش باشد. در این ارتباط، رابرتسون و الکساندر (1994) در تحقیقات خود به اهمیت سابقه کاربرد آفت‌کش‌ها در سازگاری ریز جانداران خاک به آنها اشاره کرده‌اند. Kadian و همکاران (2007) با افزودن کودهای آلی، کمپوست قارچ و پساب به خاک آلوده به علف کش آترازین دریافتند که این مواد تجزیه آترازین را از طریق تحریک ریز جانداران تجزیه کننده افزایش داده‌اند. بطوریکه تجزیه آن در تیمارهای مذکور به ترتیب 07/22، 7/29 و 17/34 درصد نسبت به تیمار فاقد ماده آلی بیشتر بوده است. با توجه به نتایج این آزمایش نیز به نظر می‌رسد که مواد آلی با تأثیر بر فعالیت میکروبی خاک، باعث تسریع روند تجزیه متری بیوزین شده و نیمه عمر آن را نسبت به تیمار شاهد کاهش دادند. از آنجایی که در شرایط آزمایشگاهی نقش فرآیندهای رواناب، آبشویی، تجزیه نوری و تبخیر در سرنوشت آفت‌کش‌ها عملاً حذف می‌شود (Buelk et al, 2005) لذا در این شرایط فرآیند های اصلی تعیین‌کننده سرنوشت آفت‌کش‌ها تنها شامل تجزیه زیستی و شیمیایی (هیدرولیز) می‌باشد که در هر دو این فرآیندها نقش مواد آلی با افزایش فعالیت ریز جانداران خاک بارز می‌باشد. به طور کلی نتایج به‌دست آمده ضمن اشاره به اهمیت نقش مواد آلی بر افزایش روند تجزیه متری‌بیوزین نشان می‌دهند که توجه به ویژگی های خاک به‌ویژه افزودن کودهای آلی در مدیریت و کاربرد این علف‌کش نقش بسزایی دارند و استفاده از مواد آلی در جهت پاکسازی خاک و کاهش خسارت به محصولات حساس در تناوب موثر است.
به نظر می‌رسد افزایش سرعت تجزیه متری بیوزین در خاک های دارای مواد آلی، این فرضیه را که فرآیند اصلی تجزیه متری بیوزین در خاک، تجزیه زیستی می‌باشد را تقویت و تأیید نموده و نظر به اینکه پایداری زیستی آلاینده‌های زیست‌محیطی در خاک تهدید مهمی برای سلامت اکوسیستم خاک می‌باشند لذا استفاده از روش های عملی و مقرون‌به‌صرفه نظیر تغییر وضعیت مواد آلی خاک از طریق مدیریت کودهای آلی در جهت حذف یا کاهش آنها مفید می‌باشد و بررسی های صورت گرفته در این رابطه ( Corria et al, 2007؛Robert et al, 2006) نیز ضمن حمایت از این مهم، به لزوم استفاده از این روش‌ها تأکید می‌کنند.
پاورقی ها
Rotary Evaporator