تعداد نشریات | 50 |
تعداد شمارهها | 2,168 |
تعداد مقالات | 20,045 |
تعداد مشاهده مقاله | 23,630,198 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 21,720,519 |
غلظت عناصر کم مصرف در گیاه آزولا در محیط آلوده به کادمیوم و شوری | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
انسان و محیط زیست | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقاله 15، دوره 20، شماره 3 - شماره پیاپی 62، مهر 1401، صفحه 217-230 اصل مقاله (653.38 K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
صلاح الدین مرادی ![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1استادیار گروه کشاورزی دانشگاه پیام نور صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران (مسئول مکاتبات) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2استادیار گروه کشاورزی دانشگاه پیام نور صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3گروه کشاورزی دانشگاه پیام نور صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
زمینه و هدف: پیشرفت سریع فناوری در دهههای اخیر با وجود مزایای فراوانی که برای بشر داشته، منابع طبیعی و اجزای محیط زیست را در معرض آلایندههای مختلف از جمله فلزات سنگین و سمی قرار داده است. روش بررسی: جهت بررسی پتانسیل آزولا، برای جذب کادمیم و عناصر غذایی کم مصرف از محلولهای با شوریهای مختلف یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه اجرا شد. سطوح کادمیم عبارت بود از صفر، 5، 10، 20، 40 و 80 میلی گرم در لیتر کادمیم که از منبع سولفات کادمیم به محلول غذایی اپستین اضافه شد. غلظت نمک عبارت بود از صفر، 10، 20، 40 و 80 میلی مولار که از منبع کلرور سدیم به محلول غذایی اپستین اضافه گردید. یافته ها: نتایج نشان داد که آزولا غلظتهای بالایی از کادمیم را در بافتهای خود تجمع داد. شوری باعث افزایش جذب کادمیم به وسیله آزولا شد. کادمیم موجود در محلول سبب افزایش غلظت کادمیم (در گیاه)، سدیم، منگنز و مس و کاهش غلظت آهن و روی شد. سطوح شوری سبب افزایش غلظت کادمیم و سدیم و کاهش غلظت آهن، روی، منگنز و مس شد. تیمارهای اثرات متقابل کادمیم و شوری سبب افزایش غلظت کادمیم و سدیم و کاهش غلظت آهن و روی شدند. بحث و نتیجه گیری: وجود عنصر سنگین کادمیم و شوری باعث کاهش رشد و حتی باعث مرگ حتمی گیاه در غلظتهای بالا شد. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
آزولا؛ شوری؛ عناصر غذایی کم مصرف؛ کادمیم | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اصل مقاله | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقاله پژوهشی
فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 62، پاییز 1401، صص 217-230 غلظت عناصر کم مصرف در گیاه آزولا در محیط آلوده به کادمیوم و شوری
لیلا جهانبان [2] جعفر صوفیان[3] تاریخ دریافت: 1/2/97 تاریخ پذیرش: 14/9/97 چکیده زمینه و هدف: پیشرفت سریع فناوری در دهههای اخیر با وجود مزایای فراوانی که برای بشر داشته، منابع طبیعی و اجزای محیط زیست را در معرض آلایندههای مختلف از جمله فلزات سنگین و سمی قرار داده است. روش بررسی: جهت بررسی پتانسیل آزولا، برای جذب کادمیم و عناصر غذایی کم مصرف از محلولهای با شوریهای مختلف یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه اجرا شد. سطوح کادمیم عبارت بود از صفر، 5، 10، 20، 40 و 80 میلی گرم در لیتر کادمیم که از منبع سولفات کادمیم به محلول غذایی اپستین اضافه شد. غلظت نمک عبارت بود از صفر، 10، 20، 40 و 80 میلی مولار که از منبع کلرور سدیم به محلول غذایی اپستین اضافه گردید. یافته ها: نتایج نشان داد که آزولا غلظتهای بالایی از کادمیم را در بافتهای خود تجمع داد. شوری باعث افزایش جذب کادمیم به وسیله آزولا شد. کادمیم موجود در محلول سبب افزایش غلظت کادمیم (در گیاه)، سدیم، منگنز و مس و کاهش غلظت آهن و روی شد. سطوح شوری سبب افزایش غلظت کادمیم و سدیم و کاهش غلظت آهن، روی، منگنز و مس شد. تیمارهای اثرات متقابل کادمیم و شوری سبب افزایش غلظت کادمیم و سدیم و کاهش غلظت آهن و روی شدند. بحث و نتیجه گیری: وجود عنصر سنگین کادمیم و شوری باعث کاهش رشد و حتی باعث مرگ حتمی گیاه در غلظتهای بالا شد. واژگان کلیدی: آزولا، شوری، عناصر غذایی کم مصرف، کادمیم
Human and Environment, No. 62, Autumn 2022, pp. 217-230 Concentration of micronutrient in Azola at cadmium and salinity contaminated environment
Leyla Jahanban [5] Jafar Sufian [6]
Abstract Introduction: Rapid technological advances in recent decades are despite the many benefits for human, exposed the natural resources and environmental components to various contaminants such as heavy and toxic metals. Materials and Methods: In order to evaluate the potential of azolla, to absorb cadmium and micronutrient from solution contaning different concentrations of salinity, a factorial experiment with completely randomized design and three replications were conducted in the greenhouse. Cadmium was used from cadmium sulfate at the levels of 0, 5, 10, 20, 40, and 80 mg/liter using Epestin nutrient solution. The concentrations of NaCl in Epestin nutrient solutions were 0, 10, 20, 40 and 80 mM. Results: The azolla accumulated high concentration of cadmium solutions in their tissues. Assessing the effect of salinity on cadmium of the azolla indicated that increase in salinity levels of nutrient solution, increased cadmium concentration. Cadmium solutions increasing concentrations of cadmium (in plant), sodium, manganese, copper and decrease iron and zinc. Salinity treatments increased cadmium and sodium and decreasing concentrations of iron, zinc, manganese and copper. Mutual effects of cadmium and salinity treatments increased cadmium and sodium and decreasing concentrations of iron and zinc. Conclusion: Aplications of cadmium and salinity decreased the growth rate of azolla and even caused death where their concentrations were high. Keywords: Azolla, Cadmium, Micronutrient, Salinity
مقدمه استفاده از فلزات سنگین و ترکیبات آنها در فرایندهای مختلف صنعتی منجر به انباشتگی این فلزات در دورریزها و پسابها شده است. منابع اولیه آلودگی فلزات سنگین، سوزاندن سوختهای فسیلی، ذوب سنگهای معدنی فلزدار، پسماندهای شهری، کودها، آفت کشها و فاضلابها میباشد (1). با رشد جمعیت و پیشرفت صنایع، این عمل رو به رشد است و به طبع آن محیط زیست به مقدار بیشتر تحت تأثیر آلایندهها به خصوص فلزات سنگین قرار خواهد گرفت. از میان همه فلزات سنگین آلودگی کادمیم، آرسنیک و سرب بیشترین نگرانی را ایجاد کرده است (2). کادمیم یکی از فلزات سنگین سمی و غیر ضروری برای موجودات زنده است که اثر منفی بر محیط زیست دارد و میتواند به اشکال مختلف به زنجیره غذایی انسان وارد و سلامت او را به مخاطره اندازد. کادمیم میتواند باعث اختلال در عملکرد کلیه و استخوان و ایجاد سرطان کبد و خون شود (3). معمولاً کادمیم در جذب و انتقال عناصری مانند کلسیم، منیزیم، فسفر، پتاسیم و همچنین آب در گیاه اخلال ایجاد میکند. برهمکنش بین کادمیم و دیگر عناصر از جمله روی، ممکن است اشاره به حضور مکانیسمهای انتقال مشابه داشته باشد. این عنصر با اختلال در متابولیسم نیتروژن از طریق مهار فعالیت آنزیم هایی مانند گلوتامین سینتاز، گلوتامات سینتاز و نیترات رودوکتاز، سبب کاهش تولید پروتئین شده و رشد را متوقف میکند (4). کمبود جهانی منابع آب، آلودگی محیط زیست و افزایش شوری اراضی و منابع آب ویژگیهای برجسته قرن بیست و یکم هستند. سالانه حدود 10 میلیون هکتار از زمین های تحت کشاورزی جهان در اثر شوری حاصل از آبیاری از چرخه تولید خارج میشوند. شوری بر میزان رشد و ظرفیت جذب فلز تأثیر گذار است. در پژوهشی تأثیر شوری و واکنش خاک بر تجمع زیستی سطوح مختلف کادمیم در آفتابگردان (Helianthus Annus) مورد بررسی قرار گرفت که طی آن با افزایش شوری تجمع فلز در ریشه و ساقه افزایش یافت (5). خوشگفتارمنش و همکاران (6) بیان نمودند که استفاده از نمک همراه با آب آبیاری غلظت کادمیم را در ریشه و ساقه گندم افزایش داد. دمایریزن (7) تاثیر شوری بر رشد و ظرفیت تجمع نیکل در عدسک آبی (Lemna gibba) را بررسی کرده و نشان داد که بیشترین سرعت رشد عدسک آبی در تیمار 125 مول بر متر مکعب کلرور سدیم و کمترین مقدار آن در تیمار 375 مول بر متر مکعب بود. همچنین در بیشترین سطح شوری (500 مول بر متر مکعب) رشد گیاه منفی بود. از گیاه پالایی میتوان برای تصفیه پسابها استفاده نمود ولی گونههای مختلف گیاهی و حتی رقمهای مختلف یک گونه پتانسیل مختلفی برای جذب فلزات سنگین از آب و خاک دارند، بنابراین یافتن گونه یا رقم مناسب که از پتانسیل جذب بالایی برخوردار باشد برای انجام عمل گیاه پالایی بسیار حائز اهمیت است. آزولا (Azolla caroliniana) سرخس آبزی شناور کوچکی از خانواده Salvinaceae است که به طور گسترده ای در شالیزارها، روخانهها و دریاچهها یافت میشود. این گیاه به همراه سیانوباکتر همزیست خود (آنابنا) به عنوان یکی از سیستمهای تثبیت کننده نیتروژن (Nitrogen fixing biofertilizer) در کشاورزی بکار میرود. آزولا در پساب و آب شیرین رشد میکند، تولید زیتوده بالایی دارد و ظرفیت قابل ملاحظهای برای جذب عناصر سنگین سمی دارد (9). در این پژوهش تأثیر شوری و کادمیم بر جذب عناصر غذایی در گیاه آزولا از محیطهای آبی بررسی شد.
مواد و روش ها به منظور بررسی پتانسیل آزولا، در جذب کادمیم از محلولهای غذایی با شوریهای مختلف یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه اجرا شد. در این آزمایش سطوح مختلف کادمیم عبارت بود از صفر، 5، 10، 20، 40 و 80 میلی گرم در لیتر که از منبع سولفات کادمیم تأمین و به محلول غذایی اپستین اضافه شد تا غلظتهای ذکر شده حاصل گردد. غلظت نمک محلول غذایی عبارت بود از صفر، 10، 20، 40 و 80 میلی مولار که از منبع کلرور سدیم تهیه و به محلول غذایی اپستین اضافه گردید. پس از ساخت محلولهای غذایی با غلظتهای مختلف کادمیم و شوری در آنها، گیاه آبزی آزولا پرورش داده شد. برای تهیه محلول غذایی اپستین طبق جدول ۱، ابتدا محلولهای A، B و C به طور جداگانه به عنوان محلول ذخیره تهیه شدند. محلول A شامل چهار محلول مجزا، محلول B شامل یک محلول مرکب از شش نمک مختلف و محلول C شامل یک محلول مجزا بود که بعد از تهیه این محلولها، از هر کدام از آنها به اندازه ذکر شده در جدول ۱ برداشته و با هم مخلوط گردید و در نهایت به حجم یک لیتر رسانده شد. پس از انتقال گیاه به داخل ظروف کشت، حجم مشخصی از محلولهای غذایی حاوی کادمیم به ظروف اضافه شد و هر چهار روز یکبار آب محیط کشت همه ظرفها تعویض و آب مقطر و محلول غذایی تازه و حاوی غلظتهای مختلف کادمیم به مدت 30 روز به ظرفهای حاوی آزولا آبی اضافه شد. پس از گذشت 30 روز گیاهان هر یک از ظرفها برداشت و پس از شستشو با آب مقطر و گرفتن آب آزاد آنها، وزن نهایی گیاهان اندازه گیری گردید و سپس در آون در دمای 55 درجه سانتیگراد به مدت 72 ساعت خشک گردیدند. سپس نمونههای گیاهی تهیه شده آسیاب و بعد از هضم آنها در آزمایشگاه، میزان عناصر اندازه گیری گردید. مقدار عناصر کم مصرف شامل روی، آهن، منگنز و مس همچنین کادمیم با کمک دستگاه جذب اتمی اندازهگیری شد. اطلاعات بدست آمده از آزمایش به کمک نرمافزار SAS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و جداول تجزیه واریانس دادهها تهیه گردید. مقایسه میانگین تیمارهای مختلف به کمک آزمون چند دامنهای دانکن صورت پذیرفت.
جدول 1- ترکیب محلول غذایی مورد استفاده در این آزمایش (10) Table 1. The composition of the nutrient solution used in this experiment (10)
نتایج تأثیر سطوح کادمیم محلول غذایی بر غلظت کادمیم و سدیم گیاه آزولا نتایج به دست آمده از جدول تجزیه واریانس دادهها نشان داد که اختلاف معنیداری (01/0 < p) بین تیمارهای اعمال شده از نظر غلظت کادمیم وجود داشت. در تیمار 40 میلی گرم کادمیم در لیتر بیشترین غلظت کادمیم گیاه با میانگین 17/3173 میلی گرم در کیلوگرم اندازه گیری شد و کمترین غلظت کادمیم از تیمار شاهد با میانگین 97/69 میلی گرم در کیلوگرم حاصل شد (جدول 2). نتایج نشان داد که با افزایش غلظت کادمیم محلول غذایی تا سطح 40 میلیگرم در لیتر غلظت آن در بافتهای گیاه افزایش یافت ولی در غلظتهای بالاتر غلظت کادمیم گیاه کاهش یافت که نشان دهنده مسمومیت گیاه و متوقف شدن رشد و نمو و جذب توسط گیاه بود (جدول 2). در مورد سدیم تیمار 80 میلی گرم کادمیم در لیتر با میانگین 49/2219 میلی گرم در کیلوگرم دارای بیشترین غظت سدیم بود. تیمار شاهد با میانگین غلظت سدیم 4/1087 میلیگرم در کیلوگرم کمترین میزان سدیم گیاه را بخود اختصاص دادند (جدول 2).
جدول 2- مقایسه میانگین اثر سطوح کادمیم و شوری بر غلظت کادمیم و سدیم در آزولا Table 2. Comparison mean of the effect of cadmium and salinity levels on the concentration of cadmium and sodium in Azulla
* اعدادی که در هر ردیف یا ستون در یک حرف کوچک یا بزرگ مشترک میباشند از لحاظ آماری با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری ندارند.
تأثیر سطوح مختلف شوری بر غلظت کادمیم و سدیم در آزولا نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد که اثر سطوح مختلف شوری محلول غذایی بر غلظت کادمیم و سدیم آزولا در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. با افزایش غلظت شوری محلول غذایی بر جذب کادمیم و سدیم به وسیله این گیاه افزوده شد. تیمار 80 میلی مولار شوری با میانگین 77/1693 میلی گرم در کیلوگرم کادمیم و 87/2787 میلیگرم در کیلوگرم سدیم دارای بیشترین غلظت ایندو عنصر بود. کمترین غلظت کادمیم و سدیم نیز در تیمار شاهد به ترتیب با میانگین 34/1276 و 08/580 میلی گرم در کیلوگرم مشاهده شد (جدول 2).
اثر متقابل کادمیم و شوری بر غلظت کادمیم و سدیم آزولا نتایج بدست آمده نشان داد که اثر متقابل کادمیم و شوری بر غلظت کادمیم و سدیم گیاه آزولا در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود. بیشترین غلظت کادمیم بافتهای گیاه آزولا در تیمار 80 میلی گرم کادمیم در لیتر محلول غذایی و 80 میلی مولار شوری با میانگین 83/3470 میلیگرم کادمیم در کیلوگرم بافت خشک اندازه گیری شد و کمترین غلظت کادمیم گیاه در تیمار بدون کادمیم و بدون شوری با میانگین 9/49 میلیگرم کادمیم در کیلوگرم بافت خشک حاصل شد. حضور شوری و کادمیم و برهمکنش آنها باعث افزایش غلظت سدیم بافتهای گیاه شد. بیشترین غلظت سدیم گیاه در تیمارهای 80 میلیگرم کادمیم در لیتر و 80 میلی مولار شوری با میانگینهای 2/3588 میلیگرم در کیلوگرم مشاهده شد. تیمار صفر شوری و کادمیم با میانگین 8/229 میلیگرم در کیلوگرم دارای کمترین غلظت سدیم بود (جدول 3).
جدول 3- مقایسه میانگین اثر سطوح متقابل کادمیم و شوری بر غلظت کادمیم و سدیم در آزولا Table 3. Comparison mean of the effect of cadmium and salinity interactions on cadmium and sodium concentrations in Azolla
* اعدادی که در هر ردیف یا ستون در یک حرف کوچک یا بزرگ مشترک میباشند از لحاظ آماری با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری ندارند.
تأثیر سطوح مختلف کادمیم بر غلظت غلظت آهن، روی، منگنز و مس گیاه آزولا نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد که تأثیر سطوح مختلف کادمیم بر غلظت آهن و روی در سطح احتمال یک درصد و بر غلظت منگنز و مس در سطح احتمال پنج درصد معنیدار بود. با افزایش سطح کادمیم محلول غذایی از شاهد به سطح 80 میلیگرم کادمیم در لیتر از مقدار آهن و روی بافتهای گیاه کاسته شد. افزایش غلظت کادمیم منجر به افزایش جذب منگنز و مس گردید. تجمع منگنز در بافتهای گیاه میتواند به دلیل کاهش غلظت روی در گیاه در اثر افزایش غلظت کادمیم محلول غذایی باشد (جدول 4).
جدول 4- مقایسه میانگین اثر سطوح کادمیم و شوری بر غلظت آهن، روی، منگنز و مس (میلیگرم در کیلوگرم) در آزولا Table 4. Comparison mean of the effect of cadmium and salinity levels on iron, zinc, manganese and copper (mg/kg) concentrations in azola
* اعدادی که در هر ردیف یا ستون در یک حرف کوچک یا بزرگ مشترک میباشند از لحاظ آماری با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری ندارند.
تأثیر سطوح مختلف شوری بر غلظت آهن، روی، منگنز و مس گیاه آزولا نتایج نشان داد که اثر شوری بر غلظت آهن روی، منگنز و مس گیاه آزولا در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. با افزایش سطح شوری محلول غذایی از شاهد به سطح 80 میلی مولار کلرید سدیم از مقدار آهن روی، منگنز و مس بافتهای گیاه کاسته شد (جدول 4).
اثر متقابل سطوح مختلف شوری و کادمیم بر غلظت نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم و منیزیم گیاه آزولا اثر متقابل سطوح مختلف شوری و کادمیم بر غلظت نیتروژن، فسفر، پتاسیم و منیزیم بافتهای گیاه آزولا در سطح احتمال پنج درصد معنیدار بود. سطوح مختلف شوری و کادمیم اثر معنیداری بر غلظت کلسیم گیاه آزولا نداشت. بر اساس مقایسه میانگین داده ها، بیشترین غلظت نیتروژن، فسفر، پتاسیم و منیزیم گیاه مربوط به تیمار شاهد (بدون شوری و کادمیم) بود. کمترین مقدار این عناصر در تیمارهای 80 میلی گرم کادمیم در لیتر و 80 میلی مولار کلرید کلسیم مشاهده شد (جدول 5).
اثر متقابل سطوح مختلف شوری و کادمیم بر غلظت آهن، روی، منگنز و مس گیاه آزولا نتایج نشان داد که اثر شوری و کادمیم بر غلظت آهن و منگنز در سطح احتمال یک درصد و بر غلظت روی و مس در سطح احتمال پنج درصد معنی داری بود. بیشترین مقادیر آهن و روی در کمترین غلظتهای کادمیم و کلرید کلسیم به دست آمد و با افزایش کادمیم و کلرید کلسیم مقادیر این دو عنصر در گیاه کاهش یافت. تیمار 80 میلیگرم کادمیم در لیتر و بدون کلرید کلسیم دارای بیشترین غلظت منگنز و مس در گیاه بود. افزایش کادمیم محلول غذایی بر غلظت منگنز و مس بافتهای گیاه افزود اما شوری باعث کاهش غلظت این عناصر در گیاه گردید. کمترین غلظت منگنز در تیمارهایی حاصل شد که حاوی سطوح بالایی از کلرید کلسیم بودند (جدول 6).
جدول 5- مقایسه میانگین اثر سطوح شوری و کادمیم بر غلظت عناصر غذایی پر مصرف (درصد) در آزولا Table 5. Comparison mean of the effect of salinity and cadmium levels on the concentration of macro nutrients (percentage) in Azola
* اعدادی که در هر ردیف یا ستون در یک حرف کوچک یا بزرگ مشترک میباشند از لحاظ آماری با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری ندارند.
جدول 6- مقایسه میانگین اثر سطوح شوری و کادمیم بر غلظت عناصر غذایی کم مصرف (میلی گرم در کیلوگرم) در آزولا Table 5. Comparison mean of the effect of salinity and cadmium levels on the concentration of micro nutrients (mg/kg) in Azola
* اعدادی که در هر ردیف یا ستون در یک حرف کوچک یا بزرگ مشترک میباشند از لحاظ آماری با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری ندارند.
بحث در حضور کادمیم از تشکیل رنگدانههای آنتوسیانین و کلروفیل ممانعت میشود. بیکر و پروکتور (11) نشان دادند که کلروفیل به عنوان شاخصی جهت تعیین حد بحرانی کادمیم در گیاهان استفاده میگردد. کاباتاپندیاس و پندیاس (12) عنوان کردند که به طور کلی سمیت کادمیم شامل اختلال در متابولیسم عناصر کم مصرف، نسبت دی اکسد کربن به تعرق، ممانعت از فتوسنتز و کاهش نفوذپذیری دیواره سلولی میباشد. سمیت کادمیم در اثر افزایش این عنصر به محیط رشد گیاه به شکلهای مختلف دیده شده است که شامل کاهش عملکرد، کاهش رشد ریشه و برگ، بازدارندگی فعالیت برخی آنزیمها، تولید موتاژن ها، کاهش سطح برگ و ماده خشک گیاه میباشد (13). کادمیم بر تقسیم و رشد سلولها، تقسیم سلولی منطقه مریستمی و تنظیم رشد و نمو گیاهان اثر میگذارد (14). این عنصر احتمالاً با ایجاد رادیکالهای آزاد واکنشپذیر، باعث پراکسیداسیون اسیدهای چرب شده و مالون آلدئید را افزایش میدهد. افزایش پراکسیداسیون لیپید، کاهش فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدان را به دنبال خواهد داشت (15). رادیکالهای آزاد اکسیژن که در شرایط تنش ناشی از کادمیم به وجود میآیند با حمله به آنزیمهای آنتیاکسیدان و آسیبهای اکسیداتیو باعث مهار این آنزیمها میشوند (16). بررسیها نشان داده است که کادمیم بر تقسیم و رشد سلول ها، رشد کلی گیاه، تقسیم سلولهای منطقه مریستمی و تنظیم رشد و نمو گیاهان اثر میگذارد (17). کادمیم، باعث کاهش فعالیت هورمون سیتوکنین میشود که تأثیر بسزایی در تکثیر سلول و رشد گیاه دارد (18). کادمیم فتوسنتز و رشد گیاه را کاهش میدهد (19) و یک عنصر سمی برای گیاه است به همین دلیل کاهش رشد گیاه در نتیجه سمیت ناشی از کادمیم دور از انتظار نیست. نوراهو و گاور (20) گزارش کردند که آزولا (Azolla pinnata) قادر است تا 90 درصد کادمیم موجود در محیط رشد را جذب نماید و آزولا گیاه مناسبی برای پاکسازی آبهای آلوده به کادمیم میباشد. این پاکسازی به کمک مکانیسمهای دفاعی مانند سنتز پپتیدهای ضد مسمومیت (phytochelatins) و غیر متحرک کردن فلز در دیواره سلولی میباشد. اثر فلزات سنگین بر گیاهان از طریق کاهش جذب و استفاده عناصر ضروری آشکار میشود و کادمیم میتواند مانع انتقال و جذب عناصر ضروری شود (21). طبق نتایج سایکو و همکاران (22) افزایش غلظت کادمیم در خاک باعث کاهش غلظت نیتروژن در گیاه شد. کادمیم در متابولیسم نیتروژن از طریق مهار فعالیت آنزیمهای گلوتامین سینتاز، گلوتامات سینتاز و نیترات ردوکتاز، و فرآیند احیاء نیترات اختلال ایجاد میکند (23). رودیو و همکاران (24) گزارش کردند که کادمیم باعث کاهش جذب پتاسیم به وسیله گیاه برنج شد و در توزیع پتاسیم در بخشهای مختلف گیاه اختلال ایجاد کرد. نوسیتو و همکاران (25) بیان کردند که کادمیم جذب پتاسیم توسط ریشه را کاهش داد و تحرک بالای کادمیم یکی از دلایل اصلی تأثیرات منفی کادمیم بر جذب عناصر دیگر میباشد. کادمیم از طریق ایجاد اختلال در متابولیسم فسفر منجربه توقف فعالیت آنزیم های فسفاتی شد و در نتیجه مقدار فسفر گیاه را تحت تأثیر قرار داد و با کاهش مقدار آن سبب کاهش رشد برنج شد (26). با افزایش غلظت کادمیم محلول غذایی، غلظت کلسیم گیاه افزایش یافت که ممکن است یک ساز و کار برای کاهش اثر سمی کادمیم باشد (27). افزایش غلظت کلسیم گیاه با افزایش غلظت کادمیم محلول غذایی ممکن است پاسخ گیاه به کاهش غلظت پتاسیم و در نتیجه رقابت بین یونهای پتاسیم و کلسیم باشد. نتایج تحقیقات هاوری و همکاران (28) نشان داد که با افزایش غلظت کادمیم در محیط رشد گوجه فرنگی غلظت کلسیم و منیزیم در بافتهای آن به طور معنیداری کاهش یافت، که با نتایج این تحقیق در مورد منیزیم مطابقت داشت. انباشته شدن کادمیم در بسیاری از گیاهان باعث کمبود آهن، منیزیم و کلسیم شده و سنتز کلروفیل را متوقف میکند و سرعت رشد و فتوسنتر گیاه را به شدت کاهش میدهد (29). محتوای کاتیونهای چند ظرفیتی می تواند در حضور کادمیم از طریق رقابت بر سر جایگاههای پیوندی یا توسط ناقلین تحت تأثیر قرار گیرد (30). شارما و همکاران (31) بیان کردند که کادمیم با عناصر کم مصرفی مثل آهن، منگنز و روی در جذب و انتقال از طریق پروتئین های ناقل موجود در غشای سلولی رقابت می کند (اثرات آنتاگونیسمی). غلظت زیاد کادمیم در محیط رشد گیاه، به دلیل ایجاد اختلالات تغذیه ای، کاهش سطح توسعه ریشه و کاهش متابولیسم گیاه عامل موثری بر کاهش میزان جذب فسفر، آهن و سایر عناصر کم مصرف توسط گیاه میباشد. به طور کلی، کادمیم در جذب و انتقال طبیعی عناصر غذایی در گیاه تداخل ایجاد میکند و بخشی از اثرات سوء آن مربوط به برهم زدن تعادل عناصر غذایی و ضروری در گیاه است (32). افزایش غلظت منگنز گیاه نخود، با افزایش غلظت کادمیم خاک، توسط هرناندز و همکاران (33) گزارش شده است که احتمالاً به دلیل رقابت یونهای آهن و منگنز و کاهش غلظت آهن گیاه با افزایش غلظت کادمیم محیط رشد باشد. بیکر و سیمپسون (34) دلیل افزایش غلظت منگنز را نوعی مکانیسم دفاعی گیاه جهت جلوگیری از تجمع کادمیم در قسمت هایی که عمل فتوسنتز را بر عهده دارند دانسته اند. افزایش غلظت منگنز گیاه همچنین میتواند به دلیل رقابت آهن و منگنز و کاهش غلظت آهن بافتهای گیاه در اثر افزایش غلظت کادمیم محلول غذایی باشد. حضور کادمیم منجر به کاهش سرعت رشد، تبخیر و تعرق و جذب یون توسط گیاه شده و با کاهش جذب آب و غلظت سایر یونها، مانع از انجام فعالیت ریشه میگردد (35). ییلدیز (36) در تحقیقی عنوان کرد که با افزایش سطوح کادمیم، غلظت روی در دو گیاه گوجه فرنگی و ذرت کاهش یافت. کاهش غلظت روی بدنبال افزایش غلظت کادمیم، احتمالاً به دلیل شباهت شیمیایی این دو عنصر و رابطه آنتاگونسیتی آنها در جذب باشد. عبدالصبور و همکاران (37) بیان کردند که کادمیم منجر به بروز مشکلاتی در انتقال روی و سایر عناصر کم مصرف در گیاه شد. طوری که در مواردی که گیاه با مسمومیت کادمیم مواجه شد از غلظت و میزان جذب عناصر کم مصرف گیاه کاسته شد. افزایش غلظت مس در گیاه تحت استرس کادمیم ممکن است در پاسخ به کاهش غلظت روی و رقابت یونی بین روی و مس باشد. با افزایش شوری، غلظت کادمیم در گیاه متناسب با مقدار کلرید سدیم افزایش یافت. چون یون کلر با کادمیم کمپلکسهایی به شکل +CdCl، 2-4CdCl و 1-3CdCl تشکیل میدهد و در واقع کاربرد یون کلر باعث انحلال و جذب بیشتر کادمیم میشود (38). سینگ و مایر (13) گزارش نمودند که با افزایش غلظت فلزات سنگین در محیط کشت بر غلظت آنها در گیاه افزوده میشود. مک لاگلین و همکاران (39) گزارش دادند که افزایش یون کلرید در آب آبیاری به طور معنی داری غلظت کادمیم را در گیاه افزایش داد. محققین بعضی از ساز و کارهای اثر شوری ناشی از یون کلرید بر جذب کادمیم توسط گیاه را این گونه عنوان کردهاند که با افزایش NaCl تنش اسمزی محیط ریشه گیاه افزایش مییابد که بر عمل غشاء تأثیر میگذارد و اجازه میدهد که کادمیم بیشتری از محلول خاک جذب گردد. همچنین افزایش غلظت کاتیونهای مکمل میتواند موجب تعویض 2+Cd و ورود آن به محلول خاک و جذب توسط ریشه شود. با افزایش غظلت کلرید در محلول، 2+Cd پیوند شده با کلوئیدهای خاک کمپلکس میگردد و غلظت کل کادمیم در محلول افزایش مییابد که جذب بعدی کادمیم کمپلکس شده توسط ریشه را به دنبال دارد. شوری یکی از فاکتورهای عمده و موثر بر افزایش میزان تحرک و جذب کادمیوم توسط گیاه میباشد. شوری باعث کاهش جریان فسفر در آوند چوبی میگردد زیرا سطوح بالای نمک پویایی فسفر معدنی ذخیره شده در واکوئل را کاهش میدهد و از این طریق سبب کاهش فسفر در گیاه خواهد شد. جایگزینی پتاسیم به وسیله سدیم در گیاه آزولا در شرایط شور باعث کاهش جذب پتاسیم خواهد شد. نوسیتو و همکاران (25) بیان کردند که کادمیم جذب پتاسیم توسط ریشه را کاهش داد، اما بر جذب فسفر تأثیری نداشت. کاهش کلسیم گیاه در شرایط شور را میتوان به کاهش تعرق گیاه نسبت داد. عملکرد محصولات در شرایط شور به سه دلیل کاهش خواهد یافت: 1- شوری بر فراهمی عناصر غذایی اثر میگذارد، ۲- شوری سبب ایجاد جذب رقابتی میشود و ۳- شوری بر انتقال یا بخشبندی عنصر غذایی در گیاه تأثیرگذار است. به دلیل افزایش غلظت سدیم در شرایط شور و رقابت سدیم با منیزیم برای جذب، غلظت منیزیم در بافتهای گیاه کاهش مییابد. نتیجه گیری کلی گیاه آزولا، غلظتهای بالایی از کادمیم را در خود تجمع داده و تجمع گر خوبی برای کادمیم بود. افرایش غلظت شوری محلول غذایی باعث افزایش جذب کادمیم و در نتیجه افزایش غلظت آن در بافتهای گیاه آزولا شد. افزایش غلظت کادمیم محلول غذایی باعث کاهش غلظت آهن و روی و افزایش غلظت منگنز، مس و سدیم در گیاه آزولا شد. افزایش غلظت شوری محلول غذایی باعث کاهش غلظت آهن، منگنز، روی و مس و افزایش سدیم گیاه آزولا شد. پیشنهاد میشود توانائی سایر گیاهان آبزی برای پالایش آلایندههای مختلف در شرایط وجود سایر تنشهای زنده و غیرزنده بررسی شود.
منابع
[1]- استادیار گروه کشاورزی دانشگاه پیام نور صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران (مسئول مکاتبات) [2]- استادیار گروه کشاورزی دانشگاه پیام نور صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران
[3]- گروه کشاورزی دانشگاه پیام نور صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران [4]- Assistance Professor, Department of Agriculture, Payame Noor University, PO. BOX 19395-3697 Tehran, Iran *Corresponding author [5]-Assistance Professor, Department of Agriculture, Payame Noor University, PO. BOX 19395-3697 Tehran, Iran [6]-Department of Agriculture, Payame Noor University, PO. BOX 19395-3697 Tehran, Iran | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مراجع | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 310 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 58 |