پديد آورندگان :
محمدزاده، آرش دانشگاه شهيد بهشتي - گروه كشاورزي اكولوژيك , رحيمي مقدم، سجاد دانشگاه شهيد بهشتي - گروه كشاورزي اكولوژيك , چايچي، محمدرضا دانشگاه تهران - گروه زراعت و اصلاح نباتات , حيدرزاده، يعثوب دانشگاه محقق اردبيلي - بوم شناسي زراعي
كليدواژه :
وزن خشك , فاكتور انتقال , آهن و روي , آلودگي خاك و محيط زيست , گياه پالايي خاك آلوده , آفتابگردان و سورگوم
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: آلودگي خاك به وسيله فلزات سنگين يكي از مشكلات اصلي محيط‌زيست در سراسر جهان است، كه باعث خطراتي براي سلامت مردم و زيست بوم مي‌شود. براي پالايش خاك‌هاي آلوده به فلزات سنگين مي‌توان از گياه‌پالايي كه يك روش در حال گسترش، كم هزينه و دوست‌دار محيط‌زيست است، استفاده كرد. اين گياهان بايد داراي رشد سريع بوده و ضمن توليد زيست توده انبوه، تحمل خوبي نسبت به غلظت‌هاي بالاي فلزات سنگين در اندام‌هوايي داشته باشند. اهداف اصلي تحقيق حاضر عبارتند از: 1) بررسي اثرات آلودگي نيكل بر شاخص‌هاي رشدي آفتابگردان و سورگوم 2) بررسي توانايي پالايش آلودگي نيكل توسط آفتابگردان و سورگوم. مواد و روش‌ها: به منظور ارزيابي كارآيي گياه‌پالايي آفتابگردان و سورگوم در سطوح مختلف نيكل، آزمايشي گلخانه‌اي در قالب طرح كاملا تصادفي با سه تكرار در گلخانه‌ي تحقيقاتي پرديس كشاورزي و منابع طبيعي دانشگاه تهران واقع در كرج در سال 1391 به اجرا درآمد. آزمايش به صورت فاكتوريل و تيمارهاي آزمايش شامل دو گياه (سورگوم و آفتابگردان) و چهار سطح غلظت نيكل در خاك (شاهد، 150، 300 و 450 ميلي‌گرم نيكل به ازاي هر كيلوگرم خاك) بود. هشت هفته بعد از تاريخ كاشت (مرحله گلدهي)، گياهان از 5/• سانتي‌متري بالاي سطح خاك قطع و برداشت شدند. غلظت نيكل، آهن و روي با استفاده از دستگاه جذب اتمي اندازه‌گيري شد. تجزيه واريانس براي داده‌هاي به دست آمده با استفاده ازنرم افزارآماري SAS انجام شد. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه بيشترين مقدار وزن خشك اندام هوايي، وزن خشك ريشه و كل زيست توده به ترتيب با مقادير 36.66, 29.77 و and 66.43 گرم تك بوته مربوط به سورگوم در تيمار شاهد بود. همچنين كمترين مقدار وزن خشك اندام هوايي، وزن خشك ريشه و كل زيست توده به ترتيب با مقدارهاي (8.39, 1.74 و and 10.12 گرم تك بوته مربوط به آفتابگردان در سطح 450 ميلي‌گرم نيكل در كيلوگرم خاك بود. بيشترين غلظت نيكل جذب شده در كل گياه و نيكل جذب شده در اندام هوايي به ترتيب با مقادير 1 / 6 و 67/• ميلي‌گرم در هر گياه مربوط به سورگوم در سطح 450 ميلي‌گرم نيكل به ازاي هر كيلوگرم خاك و كمترين مقدار اين دو صفت به ترتيب با 11/• و 09/• ميلي‌گرم در هر گياه مربوط به آفتابگردان در تيمار شاهد بود. نتيجه‌گيري: به طور كلي نتايج نشان داد كه نيكل جذب شده به وسيله سورگوم بيشتر در ريشه تجمع پيدا كرده و انتقال به اندام هوايي در آن محدود بوده و براي تثبيت نيكل در خاك‌هاي آلوده به اين عنصر مناسب است. اما گياه آفتابگردان با توجه به زيست توده كمتر، نيكل بيشتري را به اندام هوايي خود انتقال داده و از اين لحاظ نسبت به سورگوم براي استخراج گياهي مناسب‌تر است.
چكيده لاتين :
Background and objectives: Soil contamination due to heavy metals is one of the major environmental problems across the world, causing significant risks to public health and ecosystems. Phytoremediation is a low-cost and ecofriendly method, which can be applied to clean up contaminated soils. Appropriate plants for phytoremediation should be characterized by rapid growth, high biomass production, and tolerance to high concentrations of heavy metals in shoots. The main objectives of the current study were to 1) evaluate the effects of Nickel contamination on growth characteristics of sunflower and sorghum and 2) assess the ability of refining nickel contamination by sunflower and sorghum.
Materials and methods: To study the capability of sunflower and sorghum plants in phytoremediation of Ni contaminated soils, a greenhouse experiment as factorial arranged in completely randomized design with three replications was carried out at Faculty of Agriculture, University of Tehran, Karaj, Iran in 2012. The experimental treatments consisted of two crop species, sunflower and sorghum, and four levels of nickel concentrations in the soil (0, 150, 300, and 450 mg of Ni per kg of soil). After 8 weeks from sowing date (flowering stage, R4), plants were harvested by cutting the shoots approximately 0.5 cm above the soil surface. Nickel, Fe, and Zn concentrations were determined using atomic absorption spectrophotometry. The analysis of variance for the obtained data was done by SAS v9.1 software.
Results: Results showed that the highest values of shoot, root, and total dry matter (36.66, 29.77 and 66.43 g.plant-1, respectively) were related to sorghum plants grown in non-contaminated soil. Also, the lowest values of shoot, root, and total dry matter (8.39, 1.74 and 10.12 g.plant-1, respectively) were related to sunflower plants grown in 450 mg Ni per kg of soil. The maximum values of Ni uptake by total plant biomass and shoot part of plants (6.1 and .67 mg.plant-1, respectively) were observed in sorghum plants grown in 450 mg Ni per kg of soil. While, the minimum values of Ni uptake by total plant biomass and shoot part of plants (0.11 and 0.09 mg.plant-1, respectively) were observed in sunflower plants grown in non-contaminated soil.
Conclusion:Generally, results revealed that the capability of sorghum plant in phytoremediation of Ni contaminated soils was better than sunflower plant. In sorghum plants, low proportion of accumulated Ni in roots was translocated to shoot part. Therefore, sorghum plant can be used for ‘phytostabilization’. While, sunflower plants despite of relatively lower biomass, translocated higher proportion of Ni to shoot parts. So, sunflower can be suitable plant for phytoremediation of Ni contaminated soils (Phytoextraction).
