بررسی برهمکنش کیتوزان با سرب بر فعالیت‌ آنزیم‌ها در دو خاک اسیدی و آهکی

کیتوزان پلیمری طبیعی و تخریب پذیر متشکل از واحد‌های گلوکز آمین است که با داشتن گروه های عاملی واکنشی می تواند فراهمی فلزهای سنگین را برای آنزیم های خاک که شناسه ای از کیفیت خاک هستند، کاهش دهد. با این حال، آگاهی های اندکی از تاثیر‌پذیری آنزیم های خاک در حضور هم‌زمان کیتوزان و فلزهای سنگین در دسترس است. در این پژوهش تاثیر برهم‌کنش کیتوزان در سه سطح شاهد (نبود کیتوزان)، کیتوزان با وزن مولکولی کم (lmc) و کیتوزان با وزن مولکولی زیاد (hmc) با سرب در سه سطح صفر، 50 و 500 میلی‌گرم در کیلوگرم بر غلظت سرب فراهم و فعالیت آنزیم‌های اسید و آلکالین فسفاتاز، الگلوتامیناز و هیدرولیز فلورسین دی استات در دو خاک متفاوت (لورک و لنگرود) بررسی و نتایج از نظر آماری مقایسه شدند. هر دو نوع کیتوزان غلظت سرب فراهم را در هر دو خاک به‌طور چشمگیری کاهش داد ولی hmc موثرتر بود. در خاک لورک کاربرد هر دو نوع کیتوزان در حضور سرب فعالیت آنزیم های اسید فسفاتاز، آلکالین فسفاتاز، الگلوتامیناز و هیدرولیز فلورسین دی استات را نسبت به شاهد به‌طور چشمگیری افزایش داد. در خاک لنگرود کاربرد hmc در حضور سرب، سبب افزایش فعالیت آنزیم الگلوتامیناز شد، ولی بر فعالیت آنزیم اسیدفسفاتاز، آلکالین فسفاتاز و هیدرولیز فلورسین دی استات تاثیر نداشت. کاربرد hmc در خاک لنگرود نسبت به شاهد تاثیر چشمگیری بر فعالیت آنزیم‌ها نداشت. سطح 50 میلی گرم در کیلوگرم سرب در حضور کیتوزان فعالیت اسید فسفاتاز در خاک لورک و هیدرولیز فلورسین دی استات در خاک لنگرود را نسبت به شاهد کاهش داد ولی بر فعالیت آنزیم‌های الگلوتامیناز و آلکالین فسفاتاز تاثیر مثبت داشت. سطح 500 میلی گرم در کیلوگرم سرب در حضور کیتوزان نیز فعالیت اسید و آلکالین فسفاتاز در خاک لورک و هیدرولیز فلورسین دی استات در خاک لنگرود را کاهش ولی فعالیت دیگر آنزیم‌ها را افزایش داد. به‌طورکلی، در پی افزدون هم‌زمان کیتوزان و سرب به خاک، افزایش یا کاهش فعالیت آنزیم ها بستگی به نوع آنزیم، کیتوزان و غلظت فلز داشت.

Investigating chitosan interaction with lead on enzyme activities in two acidic and calcareous soils

Chitosan is a natural and destructive polymer that consists of glucosamine units, which, due to reactive groups, can reduce the availability of heavy metals and change soil enzyme activities which is an indicator of soil quality. However, little information is available on simultaneous effect of chitosan and heavy metals on soil enzymes activities. In this study, the interaction of chitosan at three levels of control, low molecular weight (LMC), and high molecular weight (HMC) with Pb at three levels of 0, 50 and 500 mg/kg on available soil lead (Pb) investigated on activity of acid and alkaline phosphatase, Lglutaminase and fluorcine diacetate hydrolysis enzymes in two different soils, Lavark and Langroud. The results were statistically compared. Both chitosan types significantly reduced available Pb concentration in two soils, but HMC was more effective. In Lavark soil, LMC and HMC application to Pb treatments significantly increased the activity of acid and alkaline phosphatase, Lglutaminease and fluorcine diacetate hydrolysis compared to control treatments. In Langroud soil, LMC application to Pb treatments significantly increased Lglutaminease activity, but did not affect the activity of other enzymes. The HMC application in Langroud soil also did not significantly affect activity of any enzymes compared to control. Level of 50 mg/kg Pb in the presence of chitosan significantly decreased acid phosphatase activity in Lavark soil and hydrolysis of fluorcine diacetate hydrolysis in Langroud soil compared to control, but had a positive effect on the activity of other enzymes. Level of 500 mg/kg Pb in the presence of chitosan also reduced acid and alkaline phosphatase activity in Lavark soil and hydrolysis of fluorcine diacetate in Langroud soil, but significantly increased the activity of other enzymes. Generally, increasing or decreasing enzyme activity due to the simultaneous presence of chitosan and Pb depended on soil, enzyme, Pb concentration, and chitosan type.