اثربخشی کود زیستی بیوچار بر برخی از صفات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه همیشه بهار (Calendula officinalis L.) تحت تنش کادمیو م | ||
| فصلنامه علوم محیطی | ||
| مقاله 5، دوره 22، شماره 4، 1403، صفحه 625-642 اصل مقاله (835.14 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/envs.2024.1390 | ||
| نویسندگان | ||
| مهیار گرامی* 1؛ لیلا دوستدار محمودآباد1؛ اکرم قربانپور2؛ محدثه امیری3 | ||
| 1گروه باغبانی (گیاهان دارویی)، مؤسسه آموزش عالی سنا، ساری، ایران | ||
| 2گروه علوم گیاهی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران | ||
| 3گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: آلودگی خاک به فلزات سنگین بویژه در مناطق صنعتی یکی از اصلیترین مشکلات محیط زیستی به شمار میآید. کادمیوم یک فلز سنگین است که در گیاهان تنش اکسیداتیو ایجاد میکند و اثرات مخرب بسیاری بر کیفیت محصول دارد. امروزه روشهای مختلفی جهت کاهش اثرات منفی غلظتهای بالای فلزات سنگین موجود در خاک مورد استفاده قرار گرفته است. در این راستا، استفاده از بیوچار، روشی مقرونبهصرفه و سازگار با محیط زیست است که تأثیر آن به منظور کاهش قابلیت دسترسی زیستی فلزات سنگین در خاک یک مزیت مهم به شمار میرود. مواد و روش ها: در این مطالعه، آزمایشی گلخانهای بهصورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار و با نمک کلرید کادمیوم در شش سطح (0، 1، 3، 5، 7 و 10 میلیگرم بر لیتر) و سه سطح بیوچار (0، 5/1 و 3 درصد وزنی) بر گیاه دارویی همیشهبهار (Calendula officinalis L.) انجام شد. تأثیر تیمارهای آزمایش بهطور جداگانه و ترکیبی بر خصوصیات مورفولوژیک (وزن تر و وزن خشک اندامهای هوایی و ریشه)، فیزیولوژیک (مقادیر کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کاروتنوئید) و بیوشیمیایی (قند محلول، کاتالاز، پراکسیداز و پرولین) این گیاه دارویی مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه میانگینها، با آزمون چند دامنهای داﻧﮑﻦ در سطح احتمال پنج درصد صورت پذیرفت. نتایج و بحث: نتایج نشان داد که غلظتهای مختلف کادمیوم سبب کاهش وزن تر و خشک ریشه و اندامهای هوایی گردید. بیشترین تأثیر کاهشی، مربوط به غلظت 10 میلیگرم بر لیتر کادمیوم بود. اثر متقابل بیوچار و کادمیوم فقط بر وزن خشک اندامهای هوایی گیاه معنیدار شد. تأثیر تنش ناشی از افزایش غلظت کادمیوم بر فرآیندهای فیزیولوژیک گیاه متفاوت بود. به این ترتیب که با افزایش غلظت کادمیوم، روند کاهشی در محتوای کلروفیل و روند افزایشی در مقادیر کاروتنوئید و صفات بیوشیمیایی گیاه مشاهده شد. با توجه به اینکه اولین اثر کادمیوم بر گیاه، کاهش فتوسنتز و کلروز برگها میباشد، در بالاترین سطح کادمیوم، میزان کلروفیل کل نسبت به شاهد 40 درصد کاهش، اما میزان کاروتنوئید 50 درصد افزایش یافت (05/0>p). کاهش محتوای کلروفیل تحت تنش کادمیوم میتواند بهدلیل آسیبهای اکسیداتیو و بازدارندگی مراحل مختلف سنتز کلروفیل باشد. اما افزایش کاروتنوئیدها در مواجهه با تنش فلزات سنگین به این دلیل است که کاروتنوئیدها به عنوان مولکولهای دخیل در سیستم دفاع آنتیاکسیدانی غیر آنزیمی، نقش حفاظتی در برابر تنش اکسیداتیو دارند. در مقابل، استفاده از تیمار بیوچار سبب افزایش معنیدار وزن تر اندامهای هوایی، میزان کلروفیل a و کاروتنوئید گردید. همچنین، اثر متقابل تیمارها حاکی از این بود که در سطوح مختلف کادمیوم، با افزایش سطح بیوچار، وزن خشک اندامهای هوایی، میزان کلروفیل b و کلروفیل کل روند افزایشی داشتند. از صفات بیوشیمیایی مورد بررسی، اثر متقابل تیمارها فقط بر میزان قند محلول (05/0>p) و کاتالاز (01/0>p) معنیدار شد. این یعنی جذب کادمیوم توسط بیوچار و کاهش اثر سمیت آن روی گیاهچه ها، شرایط تولید بیشتر قند محلول و کاتالاز را فراهم نمود. در واقع، بیوچار بهدلیل ظرفیت تبادل کاتیونی بالا، سطح ویژه بالا و وجود گروههای عاملی، جذب مناسبی از کادمیوم داشت. نتیجهگیری: در مجموع، نتایج بهدست آمده بیانگر توان بیوچار در تثبیت و غیرقابل جذب نمودن کادمیوم بود. از اینرو، استفاده از بیوچار در خاک میتواند دسترسی زیستی کادمیوم توسط گیاه در فرآیند گیاهپالایی را بهبود بخشد، هر چند که تأثیر نوع و واریته گیاه بر میزان کاهش تنش کادمیوم نبایستی نادیده گرفته شود. | ||
| کلیدواژهها | ||
| کادمیوم؛ فلز سنگین؛ بیوچار؛ زیست پالایی؛ گیاه همیشه بهار | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 8,305 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 6,311 |
||
| تعداد نشریات | 41 |
| تعداد شمارهها | 1,606 |
| تعداد مقالات | 14,098 |
| تعداد مشاهده مقاله | 97,378,677 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 62,069,557 |