اثر سرب و كادميوم در مرحله جوانه‌زني و كاربرد ورمي‌كمپوست در پالايش آلودگي همزمان توسط آفتابگردان زينتي (Helianthus annuus Sungold)

Effect of lead and cadmium on germination stage and application of vermicompost in concomitant pollution control by ornamental sunflower (Helianthus annuus "Sungold")

يكي از روش ­هاي اصلاح و پاكسازي خاك­هاي آلوده به فلزات سنگين، كاربرد تركيبات آلي مانند ورمي­ كمپوست به­ منظور پالايش و يا تثبيت آلودگي است. در اين پژوهش اثر ورمي­ كمپوست بر قابليت جذب فلزات سنگين سرب و كادميوم توسط گياه آفتابگردان زينتي و اثر اين فلزات بر شاخص­هاي جوانه ­زني و استقرار گياه مورد بررسي قرار گرفت. اين مطالعه در دو آزمايش جوانه ­زني و گلخانه­ اي درسال 98-1397 در دانشگاه آزاد اسلامي واحد اراك به­ صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي اجرا شد. در آزمايش اول از غلظت­ هاي 50، 100 و 200 ميلي­گرم بر ليتر نيترات سرب و كلريد كادميوم استفاده شد و سپس شاخص­هاي جوانه زني مورد ارزيابي قرار گرفتند. در آزمايش دوم غلظت­ هاي صفر، پنج، 10 و 15 ميلي­گرم بر كيلوگرم فلز سرب، غلظت­ هاي صفر، 400 و 600 ميلي­گرم بر كيلوگرم كادميوم و سطوح صفر، 15 و 30 كيلوگرم در متر مربع ورمي­ كمپوست به منظور قابليت جذب فلزات سنگين توسط گياه آفتابگران زينتي مورد استفاده قرار گرفت. نتايج آزمايش اول نشان داد افزايش غلظت فلزات سنگين سرب و كادميوم سبب كاهش طول ريشه ­چه، ساقه ­چه و نيز شاخص ­هاي جوانه زني مانند شاخص بنيه بذر، شاخص ميزان جوانه زني و ميانگين سرعت جوانه ­زني گرديد. نتايج آزمايش دوم نشان داد كه با افزايش غلظت سرب و كادميوم در خاك تعداد برگ و طول ساقه گياه آفتابگردان زينتي كاهش و ميزان سرب و كادميوم خاك، سرب و كادميوم ريشه و سرب و كادميوم ساقه افزايش يافت. با افزايش غلظت فلزات سنگين، فعاليت آنزيم سوپراكسيد ديسموتاز 50-30 درصد نسبت به شاهد افزايش يافت. ورمي­ كمپوست سبب كاهش ميزان اين فلزات در خاك، ريشه و ساقه گياه آفتابگردان زينتي شد و اين گياه زينتي را مي­توان به ­عنوان پالايشگر مناطق آلوده به سرب و كادميوم معرفي كرد.

One of the methods of remediation and cleaning of soils contaminated with heavy metals is the use of organic compounds such as vermicompost to purify and stabilize the contamination. In this study, the effect of vermicompost on the uptake of heavy metals including lead and cadmium by ornamental sunflower and the effect of these metals on germination and plant establishment characteristics were investigated. This study was carried out in two experiments of germination and greenhouse in 1397-98 in Islamic Azad University, Arak Branch in a factorial way in a completely randomized design. In the first experiment, concentrations of 50, 100 and 200 mg / l of lead nitrate and cadmium chloride were used and then germination indices were evaluated. In the second experiment, concentrations of 0, 5, 10 and 15 mg/kg of lead metal, concentrations of 0, 400 and 600 mg/kg of cadmium and three levels of 0, %1 and %2 of vermicompost to the ability of uptaking heavy metals were used by ornamental sunflowers. The results of the first experiment showed that increasing the concentrations of heavy metals lead and cadmium reduced the length of root, shoot and germination indicators such as seed vigor index, germination rate index and average germination rate. The results of the second experiment showed that vegetative growth of ornamental sunflower was not affected by increasing the concentration of lead and cadmium in the soil, but the content of lead and cadmium in the soil, lead and cadmium in the roots and lead and cadmium in the stem increased. The study indicated that H. annuus "Sungold" plant showed tolerance to lead and cadmium contamination and we recommend its ability for the remediation of lead and cadmium contaminated soils. Also, the activity of the enzyme superoxide dismutase increased as the concentration of heavy metals in the culture medium increased. Vermicompost implementation was able to partially improve the negative effects of these heavy metals. With increasing the concentration of heavy metals, the activity of superoxide dismutase increased by 30-50% compared to the control. Vermicompost reduced the amount of these metals in the soil, roots and stems of the ornamental sunflower plant, and this ornamental plant can be introduced as a purifier of lead and cadmium contaminated areas.