پديد آورندگان :
محوحي، علي دانشگاه شهركرد - گروه مهندسي علوم خاك , رئيسي، فايز دانشگاه شهركرد - گروه مهندسي علوم خاك , حسين پور، عليرضا دانشگاه شهركرد - گروه مهندسي علوم خاك
كليدواژه :
كرم خاكي , قارچ ميكوريزا , ريزوباكتري , فاكتور تجمع زيستي , فاكتور انتقال
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: خاك ممكن است به‌طور طبيعي ازجمله نزديكي به مواد معدني و سنگ معدن و فعاليت‌هاي صنعتي بشر با غلظت بالايي از فلزات سنگين آلوده شود.سرب (Pb)،معمولاً مسبب آلودگي خاك است و عامل كاهش قابل‌توجه فعاليت زيستي خاك در نظر گرفته مي‌شود.گياه‌پالايي فن‌آوري نوظهور و كم‌هزينه‌اي است كه با بهره‌گيري از گياهان و موجودات زنده باعث حذف، تبديل يا تثبيت آلاينده‌ها در آب، رسوبات و يا خاك مي‌شود. بنابراين موفقيت گياه‌پالايي به اثر متقابل بين ريز/درشت جانداران و ريشه گياهان در ريزوسفر بستگي دارد.هدف اين پژوهش بررسي پيامد مايه‌زني جداگانه و هم-زمان كرم خاكي قارچ و باكتري بر قابليت دسترسي و استخراج و يا تثبيت عنصر سرب توسط گياه ذرت در خاك آلوده به سرب با اندازه گيري غلظت و جذب سرب در اندام هوايي و زيرزميني گياه مي‌باشد. مواد و روش‌ها: خاك آلوده از منطقه معدن سرب باما واقع در جنوب غربي اصفهان جمع‌آوري شد. بذر ذرت، پس از استريل سطحي و جوانه‌زني، به گلدان‌هاي حاوي 4 كيلوگرم خاك آلوده به سرب (استريل شده در دماي oC 121 به مدت 2ساعت) منتقل شدند.آزمايش در قالب طرح كاملاً تصادفي با آرايش فاكتوريل(2×2×2) انجام شد.فاكتور‌ها شامل 1) كرم خاكي (بدون كرم و با كرم خاكي ايزينيا فتيدا (Eisenia foetida))، 2) قارچ ميكوريزا (بدون قارچ و با قارچ ميكوريزا (تركيبي از Funneliformis mosseae و Septoglomus constrictum)) و 3) باكتري (بدون باكتري و با باكتري (تركيبي از Bacillus sp.و Bacillus licheniformis)). پس از گذشت 3ماه از دوره رشد تحت شرايط گلخانه، اندام هوايي ذرت از سطح خاك جدا شد. ريشه و اندام هوايي به‌طور جداگانه به‌منظور تعيين غلظت سرب هوا‌خشك، توزين و آسياب شدند. به‌منظور عصاره‌گيري سرب ريشه و اندام هوايي از روش خاكستر استفاده شد و توسط دستگاه جذب اتمي اندازه‌گيري شد. غلظت سرب خاك با روش DTPA-TEA اندازه‌گيري شد. فاكتور‌هاي تجمع زيستي، انتقال و اصلاح براي هر تيمار محاسبه شد.
يافته‌ها:به طور‌كلي تلقيح گياه با اين جانداران، وزن خشك ريشه و اندام هوايي، سرب قابل دسترس خاك، جذب سرب و فاكتور‌هاي تجمع زيستي و اصلاح سرب را افزايش داد. بيشترين وزن خشك اندام هوايي در تيمارهاي همزمان كرم خاكي- ميكوريزا و ميكوريزا-باكتري با افزايش 2/3 برابري نسبت به شاهد مشاهده شد. سرب قابل دسترس خاك نيز در تيمار همزمان كرم خاكي-ميكوريزا-باكتري نسبت به شاهد حدود 3 برابر بيشتر بود. بيشترين مقدار جذب سرب در ريشه و اندام هوايي ذرت در تيمار همزمان كرم خاكي-ميكوريزا-باكتري مشاهده شد. علاوه براين، تجمع زيستي سرب در ريشه ذرت در تمام تيمارها، به‌ويژه در تيمار ميكوريزا به تنهايي، بيشتر از يك بود. اگرچه فاكتور انتقال سرب براي گياه ذرت كمتر از يك بود، اما تنها تيمار همزمان كرم خاكي و باكتري اين نسبت را به بيش از يك(32/1) افزايش داد. اين در حالي است كه قارچ ميكوريزا فاكتور انتقال را نسبت به تيمار شاهد كاهش داد. حداكثر فاكتور اصلاح سرب (14/0%)توسط ذرت با افزايش 23 برابري نسبت به شاهد در تلقيح همزمان كرم خاكي-ميكوريزا-باكتري مشاهده شد اما به‌اندازه‌اي نبود كه جهت اصلاح خاك آلوده به كار رود.
نتيجه‌گيري:با وجود افزايش قابل توجه غلظت سرب در ذرت، جذب سرب آن به اندازه اي نيست كه براي استخراج عملي سرب استفاده شود. همچنين با توجه به مقادير فاكتور‌هاي تجمع زيستي، انتقال و اصلاح زيستي، گياه ذرت در فرآيند تثبيت گياهي خاك مفيدتر بوده و بنابراين قارچ ميكوريزا به‌عنوان عامل بهبود دهنده تثبيت گياهي در افزايش رشد گياه و همچنين ممانعت از سميت گياه از طريق جلوگيري از انتقال سرب به اندام هوايي مؤثر است. حضور قارچ ميكوريزا موجب رشد بهتر گياه در تيمارهاي كرم خاكي و باكتري شد،به‌ويژه در شرايط طبيعي كه حضور هر سه موجود زنده با يكديگر محتمل تر است، كه مي‌تواند نقش بسزايي در كاهش سميت و رشد گياهان در مناطق آلوده داشته باشد.
ل
چكيده لاتين :
Introduction Soils may become polluted with high concentrations of heavy metals both naturally, as a result of proximity to mineral outcrops and ore bodies and anthropogenically, as a result of industrial activities. Lead (Pb), commonly caused soil pollution and considered to be responsible for significant decreases in biological activities in soils. Phytoremediation is an emerging and low cost technology that utilizes plants and associated organisms to remove, transform, or stabilize contaminants located in water, sediments, or soils. Phytostabilization focuses on the formation of a vegetation cover where sequestration (binding and sorption) processes immobilize metals within the plant rhizosphere reducing metal bioavailability. Therefore, the success of phytoremediation depends on the interactions between macro- and microorganisms and plant roots in the rhizosphere.
Materials and Methods The contaminated soil was collected from Bama mining site located in the southwest of Isfahan. After surface-sterilization and germination, maize seeds were transplanted into each plastic pot containing 4 kg of contaminated soil that already autoclaved at 121 oC for 2 h. A completely randomized design with 2×2×2 factorial treatment combinations was used with the following factors: with or without earthworm treatments (Eisenia foetida), with or without arbuscular mycorrhizal (AM) fungal treatments (co-inoculated with Funneliformis mosseae and Septoglomus constrictum) and with or without rhizobacteria (co-inoculated with Bacillus sp. and Bacillus licheniformis). After three months of growth under greenhouse conditions, maize shoots were harvested. Shoot and root were oven dried, weighed and milled used to determine Pb concentration. Concentration of Pb in roots and shoots were measured by dry ash method and soil Pb concentration was determined with DTPA-TEA method. Bioaccumulation (BF) and translocation (TF) and remediation (RF) factors for each treatment were calculated.
Results and Discussion In general, inoculation of these organisms increased plant growth, availability of Pb in soil, plant Pb concentration and bioaccumulation factor. The highest shoot dry weight was observed in earthworms-AM fungi (EM) and AM fungi-bacteria (MB) co-inoculations with 3.2 times increase compared to un-inoculated plants. Available Pb in soil in earthworm-AM fungi-bacteria co-inoculation (EMB) was about 3 times higher than un-inoculated treatments. The higher Pb uptake in maize shoot and root were recorded in EMB. Furthermore, the BF for root maize in all treatments was higher than 1, especially in AM fungal treatment, alone. Although the TF for maize was lower than 1, it was increased above 1 in polluted soil co-inoculated with earthworm and bacteria. However, AM fungi tended to decrease the TF compared to un-inoculated maize. The highest RF (0.14%) with 23 times increase compared to un-inoculated was showed in EMB treatment. Conclusions Despite the substantial enhancement of Pb concentration in the maize, Pb absorption was not high enough to achieve extraction rates which would be necessary for practical use. Furthermore, the amounts of BF, TF and RF in this study demonstrated that maize could useful for Pb phytostabilization. Hence, it appears that the presence of AM fungi (as factor improve phytostabilization) could result in a better plant growth and tolerance against Pb toxicity, when soil is co-inoculated with earthworm and/or bacteria, especially under natural conditions that the presence of these organisms' together, could reduce Pb toxicity and improve maize.
