بررسي خصوصيات فيتوشيميايي، رنگيزه‌هاي فتوسنتزي و آنتي‌اكسيداني باقلا(Vicia faba L.)، نخودفرنگي(Pisum sativum L.) و سيب‌زميني(Solanum tuberosum L.) تحت سميت كادميم در كشت خالص و مخلوط

سابقه و هدف: آلودگي خاك با فلزات سنگين و انتقال آن به محصولات كشاورزي به عنوان يك مشكل جهاني در حال گسترش مي‌باشد. كادميم يكي از فلزات سنگين است كه افزايش غلظت آن در محيط ريشه گياه سبب بروز اختلالات متابوليسمي در گياه مي‌شود. بررسي‌ها نشان داده است به‌كارگيري نظام‌هاي كشت مخلوط ضمن بالا بردن تنوع، افزايش عملكرد، بهبود كارايي استفاده از منابع، كاهش خسارت علف‌هاي هرز، آفات و بيماري‌ها (نظير زنگ و لكهشكلاتي باقلا)، افزايش ثبات و پايداري نظام را به‌دنبال دارد. اين پژوهش به‌بررسي اثر سطوح متفاوت كادميم بر رنگدانه‌هاي گياهي بهعنوان يكي از عامل‌هاي موثر در فرايند فتوسنتز، همچنين مقادير تركيبات فنل و فلاونوئيد و فعاليت آنتي‌اكسيداني در حبوبات (باقلا، نخود) و سيب‌زميني به‌صورت كشت خالص و مخلوط مي‌پردازد.مواد و روشها: اين آزمايش گلداني به‌‌صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي در پنج سطح كادميم(0، 5، 10، 20 و 30 ميلي‌گرم در كيلوگرم خاك) و پنج سطح كشت شامل تك‌كشتي باقلا، تك‌كشتي نخودفرنگي، تك‌كشتي سيب‌زميني و كشت مخلوط سيب‌زميني+ باقلا(1:1) و سيب‌زميني+ نخودفرنگي(1:1) در4 تكرار طي دو سال زراعي 97-1396 و 98-1397 در ايستگاه باغباني قائم‌شهر مورد بررسي قرار گرفت. بدين‌منظور از برگ‌هاي خشك گياهان مورد مطالعه عصاره متانولي تهيه شد. سنجش فنول و فلاونوئيد كل به‌روش اسپكتروفتومتري صورت گرفت و فعاليت آنتي‌اكسيداني عصاره‌ها ازروش‌هاي احياء راديكال آزاد DPPH مورد ارزيابي قرار گرفت. تجزيه و تحليل آماري با استفاده از نرم‌افزار SAS و مقايسه ميانگين‌ها از طريق آزمون چند دامنه‌اي دانكن در سطح احتمال يك و پنج درصد انجام شد و نمودارها با‌استفاده از نرم‌افزارSigmaPlot و Excel رسم شدند.يافته: نتايج نشان داد كه غلظت‌هاي مختلف كلريد كادميوم بر ميزان رنگيزه‌هاي فتوسننتزي تاثير معني‌داري داشت(P≤0.01). كاهش كاروتنوئيد، كلروفيل a و كلروفيل b به‌شكل پلينوميال بود. با كاربرد بالاترين سطح كادميم(30 ميلي‌گرم كادميم در خاك) كاروتنوئيد، كلروفيل a و كلروفيل b كاهش چشمگيري داشت.در غلظت30 ميلي‌گرم كادميم در خاك، مقدار كلروفيل a موجود در گياه باقلا به 3.84 ميلي‌گرم در كيلوگرم رسيد. به‌عبارت ديگر، با افزايش غلظت كادميم در خاك، مقدار كلروفيل a 83.07 درصد نسبت به‌شاهد كاهش يافت.كـاهش كادميم در ميـزان كلروفيل كل مي‌توانـد بـه‌علـت اثر بازدارندگي روي فعاليت مولكول‌هاي آن ‌باشد. كلرفيل كل گياه باقلا با افزايش غلظت كادميوم(از 5 تا 30 ميلي‌گرم در خاك) دچار افت قابل توجهي شد. حساسيت تيمارها نسبت به افزايش غلظت كادميوم بهترتيب باقلا(7.66 ميلي‌گرم در كيلوگرم)، سيب‌زميني (9.19 ميلي‌گرم در كيلوگرم) و نخود(9.28 ميلي‌گرم در كيلوگرم) بودند. در اين مطالعه گياه باقلا بيشترين ميانگين فنل(0.1643 ميلي‌گرم اسيدگاليك بر گرم وزن خشـك) و كشت مخلوط(سيب‌زميني+ باقلا) بيشترين فلاونوئيد(0.00814 ميلي‌گرم كوئرستين بر گرم وزن خشك) و همچنين آنتي‌اكسيدان(56.03 درصد) در تيمار 30 ميلي‌گرم كادميم در خاك به‌دست آمد. بيشترين مقدار فلاونوئيد را در بين گياهان به‌مقدار (0.00822 ميلي‌گرم كوئرستين بر گرم وزن خشك) گياه باقلا به‌خود اختصاص داد.در مجموع با‌افزايش غلظت كادميم در هر پنج تيمار الگوي كشت شامل(تك‌كشتي سيب‌زميني، باقلا و نخودفرنگي و مخلوط سيب‌زميني+ باقلا و سيب‌زميني+ نخود) روند افزايشي در ميزان فنل، فلاونوئيد و ظرفيت آنتي‌اكسيدان وجود دارد. نتيجه‌گيري: نتايج به‌دست آمده از پژوهش حاضر، نشاندهنده وجود تفاوت معني‌دار بين تيمارهاي مختلف(تك‌كشتي باقلا، نخودفرنگي، سيب‌زميني و مخلوط سيب‌زميني+ باقلا و سيب‌زميني+ نخودفرنگي) از نظر مقدار كل تركيبات فنولي و فلاونوئيدي بوده كه وجود چنين تنوعي مي‌تواند بيانگر نقش گياه و ژنتيك در توليد اين تركيبات باشد. همچنين با افزايش غلظت كادميم به‌طـور معني‌داري از ميزان رنگدانه‌هاي كلروفيل a و كلروفيل b كاسته شد. به‌طور كلي از يافته‌هاي اين تحقيق، مي‌توان چنين نتيجه‌گيري كرد كه اين گياهان مانند بيشتر گياهان به تنش عناصر سنگين واكنش نشان داده‌اند و سميت با كادميم در هر سه گياه(باقلا، نخودفرنگي، سيب‌زميني) منجر به القاء تركيبات فنلي شد.