بررسي جذب سزيم و اثر متقابل آن با پتاسيم در دو گياه ذرت و سيب زميني

Study of Caesium Uptake and its Interaction Effect with Potassium in Corn and Potato

چكيده: يكي از محصولات ناشي از شكافت هسته اي، 137Cs است و به دليل گسيل پرتو گاماي پرانرژي همراه با فروپاشي و نيمه عمر طولاني، يكي از مهم ترين هسته هاي پرتوزاي محيطي به شمار مي رود كه مي تواند با ورود به چرخه ي غذايي، سلامت انسان را در معرض خطر جدي قرار دهد. پتاسيم نيز يكي از عناصر ضروري براي رشد و نمو گياهان است كه داراي شعاع هيدراته ي مشابه با سزيم است و در نتيجه اين دو عنصر ممكن است در خاك و گياه رفتار مشابه ي داشته باشند. در اين پژوهش به منظور بررسي رابطه ي بين پتاسيم و سزيم در خاك و گياه، و بررسي توانمندي جذب سزيم در گياهان، آزمايش گلداني در قالب طرح فاكتوريل بر پايه ي بلوك كامل تصادفي با دو گياه سيب زميني اكبري (Solanum Tuberosum) و ذرت دندان اسبي (Zea mays L. var. indentata) در سه سطح 133Cs (0و۱۷ و mg/kg ۳۴ در خاك از منبع نيترات سزيم)، سه سطح پتاسيم (۰، ۲۲٫۵ و mg/kg ۴۵ در خاك از منبع سولفات پتاسيم)، حاوي kg ۶خاك در هر گلدان با سه تكرار صورت گرفت. نتايج نشان داد كه اثر نوع گياه و تيمارهاي سزيم و پتاسيم بر محتواي سزيم گياه، معني دار هستند (۰٫۰۱>p). ميانگين غلظت سزيم جذب شده در ذرت و سيب زميني به ترتيب ۵۵٫۲۹ و mg/kg ۹٫۱۵ ماده ي خشك بود. با افزايش مقدار سزيم به ۱۷ و mg/kg ۳۴ خاك، غلظت سزيم گياه به ترتيب ۲۲۷٪ و ۵۳۷٪ نسبت به تيمار شاهد افزايش يافت. اثر متقابل تيمارهاي سزيم و پتاسيم در محتواي سزيم گياه معني دار شد (۰٫۰۱>P). براساس نتايج اين پژوهش مشخص شد كه افزايش مقدار پتاسيم مازاد بر نياز گياه در تيمارهاي ۲۲٫۵ و mg/kg ۴۵ پتاسيم در خاك، باعث كاهش جذب سزيم در گياه به ترتيب به ميزان ۵۳٪ و ۳۷٪ نسبت به تيمار صفر پتاسيم شد.

137Cs is one of the products of nuclear fission. Due to its energetic gamma-ray emission along with the decay and long half-life, it is one of the most important environmental radionuclides. Transfer of radionuclides from air, soil and freshwater to the foodchain of the mankind will endanger the human health. Potassium, as an essential macronutrient for plants due to the similarity of its hydrated radius to that of the caesium, has the similar behavior in soil and plant. So, in this study, the relationship between caesium and potassium in soil and plant and the ability of caesium uptake was investigated. A pot experiment in a factorial design, based on randomized complete block, was performed with two plant species; Dent corn (Zea mays L. var. indentata), Akbari potato (Solanum Tuberosum), 3 levels of 133Cs (0, 17 and 34 mgkg' of soil from caesium nitrate) and 3 levels of potassium (0, 22.5 and 45 mgkg' of soil from potassium sulfate), containing 6kg soil per pot with three repeats. The results showed that the effects of the plant species, caesium and potassium treatments are significant (P<0.01). The average amount of caesium in corn and potato were, respectively, 29.55 and 9.15 mgkg' dry matter. By increasing the amount of caesium to 17 and 34 mgkg' of soil, increased the plant's absorption of caesium by 227% and 537%, respectively, compared with the controlled one. The interaction effect of caesium and potassium treatments in the amount of caesium of the plant was significant (P<0.01). The results showed that the increase of the potassium in excess of the plants’ need in 22.5 and 45 mgkg' of soil, the treatment of potassium has reduced the caesium uptake by 53% and 37%, respectively, compared with the controlled one.