مقايسه خاك فسفات داخلي و سوپر فسفات تريپل وارداتي تيمارشده با گوگرد و تيوباسيلوس در انتقال سرب و كادميوم به نهال پسته

Comparison of the native phosphate rock and imported triple superphosphate treated with sulfur and Thiobacillus in transferring lead and Cadmium into Pistachio seedling

سابقه و هدف: آلودگي خاك‌ها به عناصر سنگين به‌طور قابل‌ملاحظه‌اي رو به افزايش است كه مشكلات زيست‌محيطي عمده‌اي را در سراسر دنيا به وجود آورده است. كادميوم و سرب از جمله‌ اين عناصر مي‌باشند كه از طرق مختلفي هم‌چون سوزاندن سوخت‌هاي فسيلي، زباله‌هاي شهري، كاربرد كودهاي شيميايي، آفت‌كش‌ها، لجن فاضلاب و ... وارد خاك مي‌شوند. براساس پژوهش‌هاي متعدد استفاده از كودهاي شيميايي فسفاتي يكي از علل اصلي انتقال فلزات سنگين به مزارع و محصولات كشاورزي است. از طرفي پتانسيل بالاي خاك‌هاي كربناتي در تثبيت فسفر باعث استفاده از اصلاح‌كننده‌هاي طبيعي به ‌همراه كودهاي فسفاتي به‌منظور افزايش كارايي آن‌ها شده است. مواد و روش‌ها: به‌منظور مقايسه خاك فسفات داخلي و سوپر فسفات تريپل وارداتي تيمارشده با گوگرد و تيوباسيلوس در انتقال سرب و كادميوم به نهال‌هاي پسته ابتدا ميزان آلودگي كادميوم و سرب در كود سوپر فسفات تريپل وارداتي و نمونه خاك فسفات داخلي مورد تجزيه قرار گرفت. سپس توانايي اين دو كود فسفره تيمارشده با گوگرد عنصري و مايه تلقيح تيوباسيلوس در تجمع سرب و كادميوم بر روي نهال پسته مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور يك آزمايش گلخانه‌اي به‌‌صورت فاكتوريل، در قالب طرح كاملاً تصادفي با سه سطح منبع فسفر (بدون كود فسفري (P0)، 2000 ميلي‌گرم خاك فسفات در كيلوگرم خاك (PR) و 67 ميلي‌گرم كود سوپر فسفات ‌تريپل در كيلوگرم خاك (TSP))، دو سطح گوگرد (صفر (S0) و 2000 ميلي‌گرم گوگرد در كيلوگرم خاك (S1)) و دو سطح مايه‌ تلقيح تيوباسيلوس (بدون تلقيح (T0) و تلقيح با تيوباسيلوس (T1)) در سه تكرار به ‌اجرا درآمد. غلظت كادميوم و سرب اندام هوايي و ريشه نهال‌هاي پسته و همچنين غلظت كادميوم و سرب موجود در هر دو كود فسفاتي به‌‌طور جداگانه اندازه‌گيري شد. يافته‌ها: نتايج نشان داد سوپر فسفات تريپل وارداتي با غلظت 75/17 ميلي‌گرم كادميوم در كيلوگرم كود نزديك به 5 برابر آلودگي كادميومي بيش‌تري نسبت به خاك فسفات داخلي با غلظت كادميوم 05/3 ميلي‌گرم در كيلوگرم داشت. غلظت سرب سوپر فسفات تريپل وارداتي و خاك فسفات داخلي به‌ترتيب 932/0 و 05/1 ميلي‌گرم سرب در كيلوگرم كود بود كه اختلاف معني‌داري بين اين دو كود مشاهده نشد. بيش‌ترين تاثير بر غلظت كادميوم اندام هوايي را كاربرد سوپر فسفات ‌تريپل به‌‌ميزان 5/10% افزايش نسبت به خاك فسفات نشان داد. همچنين استفاده از مايه‌تلقيح تيوباسيلوس افزايش معني‌داري بر غلظت كادميوم اندام هوايي (6%) و فاكتور انتقال آن از ريشه به اندام هوايي داشت. كاربرد كودهاي فسفاتي باعث كاهش غلظت سرب شد به‌طوري‌كه بيش‌ترين غلظت سرب در تيمار شاهد مشاهده گرديد. نتيجه‌گيري: به‌طوركلي نتايج نشان داد كه كاربرد كودهاي فسفاتي نه تنها باعث افزايش انتقال سرب به گياه نشد بلكه از ورود آن به گياه نيز جلوگيري كرد. ولي كاربرد گوگرد و تيوباسيلوس به همراه كود‌هاي فسفاتي نسبت به كاربرد كود‌هاي فسفاتي به تنهايي باعث افزايش جذب سرب در گياه شد؛ به‌طوري‌كه با تيمار شاهد در يك گروه آماري قرار گرفت. كود سوپر فسفات تريپل وارداتي نيز به‌دليل آلودگي كادميومي بالا، باعث افزايش 5/10 درصدي غلظت كادميوم اندام هوايي نسبت به خاك فسفات گرديد. آلودگي كادميوم بسيار كمي كه در خاك فسفات داخلي نسبت به سوپر فسفات تريپل وارداتي مشاهده شد، مي‌تواند بيانگر كيفيت مناسب منابع خاك فسفات كشور از اين نظر باشد كه البته در اين زمينه مطالعات بيش‌تر، نتايج مشخص‌تري را ارايه خواهد داد.

Background and Objectives: Soil pollution with heavy metals is increasing significantly and created major environmental problems worldwide. Cadmium and Lead are among the heavy metals entering into the soil through various means such as the burning of fossil fuels, municipal solid waste, chemical fertilizers, pesticides, sewage sludge, etc. Several studies have shown that the use of phosphate fertilizers resulted in the transfer of heavy metals to agricultural crops. On the other hand, potential of calcareous soils in the stabilization of P have caused the need for using natural modifier along with phosphate fertilizers for increasing their effectiveness. Materials and Methods: In order to compare the native phosphate rock and imported triple superphosphate treated with sulfur and Thiobacillus in transferring lead and cadmium into Pistachio seedling, cadmium and lead contamination in imported triple superphosphate and native rock phosphate samples were first analyzed and then, the ability of the two phosphorus fertilizers treated with elemental sulfur and Thiobacillus to accumulate lead and cadmium in pistachio seedlings was evaluated. For this purpose, a pot experiment was conducted as factorial based on completely randomized design with three replications including three levels of phosphate fertilizers (control (P0), 2000 mg phosphate rock per kg soil (PR) and 67 mg triple superphosphate per kg soil (TSP)), two levels of elemental sulfur (0 (S0) and 2000 mg sulfur per kg soil (S1)) and two levels inoculums (non-inoculation (T0) and Thiobacillus inoculation (T1)). Cadmium and lead concentrations in shoots and roots were measured and also analyzed in both phosphate fertilizers. Results: Results showed that the mean value of cadmium concentration in imported triple superphosphate with 17.75 mg Cd/kg fertilizer was about 5 times higher than cadmium concentration in native rock phosphate with 3.05 mg Cd/kg fertilizer. Lead concentrations in imported triple superphosphate and native rock phosphate were found 0.932 and 1.05 mg Pb/kg respectively and no statistically significant difference was observed between two fertilizers. Application of triple superphosphate had the greatest effect on shoot cadmium concentration (10.5%) compared to the phosphate rock. Using Thiobacillus increased significantly shoot cadmium concentration (6%) and cadmium translocation factor. Application of phosphate fertilizers decreased lead concentration in shoot and the highest lead concentration was observed in the control treatment. Conclusion: In general, the results indicated that the application of phosphate fertilizers not only didn’t cause lead transmission to the plant but also inhibited lead entrance to the plant, but the use of sulfur and Thiobacillus along with phosphate fertilizers increased lead uptake in plant in comparison with application of only phosphate fertilizers, so that, it was classified with control treatment in one group. Imported triple super phosphate fertilizer also raised shoot cadmium concentration up to 10.5% in compared to phosphate soil because of high cadmium contamination. A very little Cadmium pollution in phosphate soil suggests the good quality of phosphate soil sources in our country compared to imported triple superphosphate. However, further studies in this context, will provide more specific results.