تاثير سيليسيم بر پالايش زيستي كادميم و سرب در اندام‌هاي گياه اسفناج (Spinacia oleracea)

Bio-refining effect of silicon on cadmium and lead in plant tissues of Spinach (Spinacia oleracea L.)

سابقه و هدف: امروزه استفاده از انواع كودها و آفت‌كش‌ها، استخراج معادن، دفع انواع زباله هاي صنعتي و غيرصنعتي منجر به نابودي كليدي ترين زيستگاه زمين، يعني خاك مي‌شود. در اين راستا، حضور انواع آلاينده‌هاي آلي و معدني در خاك، يكي از چالش‌هايي است كه انسان با آن روبرو مي‌باشد. سرب از اهميت زيادي در فلزات سنگين برخوردار بوده و در بين فلزات خطرناك دومين رتبه را داشته و داراي اثرات بسيار سمي بر زندگي موجودات زنده است. كادميم يكي ديگر از عناصر سنگين است كه به‌علت سميتي كه براي انسان و حيوان دارد داراي اهميت زيادي از ديدگاه محيط زيست است. مطالعات زيادي درباره ارتباط بين سيليسيم و تحمل گياهان به فلزات سنگين انجام گرفته، شواهد زيادي بر نقش سيليسيم در اصلاح استرس‌هاي زيستي و غير‌زيستي وجود دارد. اين طرح پژوهشي به‌منظور كاهش سميت كادميم و سرب توسط سيليسيم در گياه اسفناج انجام شد. مواد و روش‌ها: به‌منظور بررسي مصرف سيليسيم بر پالايش زيستي كادميم و سرب در اسفناج، آزمايشي گلداني در دانشكده كشاورزي دانشگاه آزاد اسلامي واحد قايمشهر در سال 1391 به‌صورت طرح كاملا ًتصادفي در 4 تكرار انجام گرديد. تيمارها شامل سيليسيم، سرب، كادميم، سرب + سيليسيم، كادميم + سيليسيم و شاهد بودند. ميزان مصرف سيليسيم 150 ميلي‌گرم بر كيلوگرم خاك از منبع سيليكات پتاسيم، سرب و كادميم هر كدام به‌ميزان 100 ميلي‌گرم بر كيلوگرم خاك، از منابع كلريد بود كه به‌صورت خاكي مورد مصرف قرار گرفت. يافته‌ها: نتايج نشان داد حداكثر تجمع سرب در اندام هوايي و ريشه (به‌ترتيب 45/42 و 20/178 ميلي‌گرم بر كيلوگرم ماده خشك) با مصرف سرب به‌دست آمد. و تجمع آن در تيمار سرب + سيليسيم (به‌ترتيب 82/27 و 90/61 ميلي‌گرم بر كيلوگرم ماده خشك) كم‌تر گرديد.‌‌‌‌‌ كم‌ترين طول اندام هوايي مربوط به مصرف كادميم (06/14 سانتي‌متر) و حداقل طول ريشه مربوط به مصرف سرب (37/10 سانتي‌متر) به‌دست آمد كه در مقايسه با شاهد به‌ترتيب 4/42 و 8/28 درصد كاهش يافتند. ميانگين‌ها نشان داد كم‌ترين وزن تر بوته مربوط به مصرف جداگانه سرب و كادميم و مصرف توام كادميم با سيليسيم بود كه در مقايسه با شاهد به‌ترتيب 1/69، 2/69 و 65 درصد كاهش يافت. نتيجه‌گيري: نتايج اين بررسي نشان داد مصرف سيليسيم تاثيري بر طول اندام هوايي و ريشه در مقايسه با شاهد نداشت. همچنين مصرف اين كود موجب كاهش تجمع سرب و همچنين كادميوم در اندام هوايي و ريشه نيز گرديد.

Background and Objectives: Nowadays the use of fertilizers and pesticides, mining, industrial and non-industrial waste disposal, results in the destruction of most important habitats i.e., the soils. In this regard, the presence of organic and mineral pollutants in the soil, is one of the challenges that human beings face. Lead has been of great importance in heavy metals and hazardous metals in the second rank and highly toxic effects on living organisms. Cadmium, another example of heavy metals due to its toxicity to humans and animals is of great importance from the viewpoint of the environment. Many studies about the relationship between the silicon and the tolerance of plants to heavy metals and the role of silicon in the modified biotic and abiotic stress have been done. This research project was performed to reduce the toxicity of cadmium and lead in spinach by silicon. Materials and Methods: In order to investigate the use of bio-refining of silicon on cadmium and lead in spinach, a pot experiment was done in Qaemshahr Agriculture University in 2012 as a completely randomized design with four replications. Treatment include silicon (150 mg/kg of Potassium silicon), Pb (100 mg/kg of chloride), Cd (100 mg/kg of chloride), silicon+Pb, silicon+Cd and control as used soil. Results: The results showed that the maximum concentration of lead in the shoots and roots (respectively 42.45 and 178.20 mg per kg dry matter) was obtained by taking the lead. The accumulations in the treatment of lead + Si (27.82 and 61.90 mg kg DM, respectively) were lower. The length of the shoots on the use of cadmium (14.06 inches) and a minimum length of root involving the use of lead (10.37 inches), decreased as 42.4 and 28.8 percent respectively. The lowest plant fresh weight of individual consumption of lead and cadmium and cadmium together with silicon consumption in comparison with control were 69.1, 69.2 and 65 percent. Conclusion: The results showed the impact on silicon consumption during the shoot and root compared to the control. It also reduces the accumulation of lead and cadmium zinc application in shoot and root, respectively.