
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,626,905 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,222,167 |
برهمکنش شوری و کادمیوم بر برخی صفات رویشی و فیزیولوژیک و جذب و تجمع سدیم و کادمیوم در ریشه و اندام هوایی خرفه | ||
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار | ||
مقاله 2، دوره 8، شماره 4، اسفند 1397، صفحه 43-60 اصل مقاله (489.68 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2019.12486.1707 | ||
نویسندگان | ||
مینا رفیعی1؛ شهاب مداح حسینی* 2؛ محسن حمید پور3؛ علی اکبر محمدی میریک4 | ||
1دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولی عصر رفسنجان | ||
2هیات علمی - دانشگاه ولی عصر رفسنجان | ||
3دانشگاه ولی عصر رفسنجان | ||
4هیات علمی دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولی عصر رفسنجان | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: شوری یکی از مهمترین تنشهای محیطی است که در مناطق خشک دنیا نظیر ایران تولید محصول را محدود مینماید. علاوه بر شوری، آلودگی فلزات سنگین در خاک و آبهای سطحی بهویژه در کشورهای در حال توسعه افزایش یافته است که میتواند سبب کاهش عملکرد گیاهان زراعی نیز گردد. یکی از مهمترین نمکهای ایجاد کننده تنش شوری، کلرید سدیم است که اثرات بازدارنده آن بر رشد گیاه میتواند تحت تاثیر میزان کادمیوم خاک (و برعکس) قرار گیرد. خرفه یکی از قدیمیترین و متحملترین گیاهان به شوری در مناطق خشک است که مصارف دارویی و خوراکی دارد. دانش کافی در مورد واکنش خرفه به اثرات توام کلرید سدیم و کادمیوم خاک وجود ندارد. هدف از این پژوهش بررسی برهمکنش کلرید سدیم و کادمیوم بر صفات رویشی، فیزیولوژیک و جذب و تجمع سدیم و کادمیوم در ریشه و اندام هوایی خرفه میباشد. مواد و روشها: بهمنظور بررسی اثر سمیت کادمیوم و کلرید سدیم بر برخی صفات خرفه آزمایشی بهصورت فاکتوریل و در چارچوب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار طراحی و در اتاقک رشد با دمای 18 و 25 درجه سلسیوس (شب-روز) اجرا شد. عاملهای آزمایش عبارت بودند از شوری حاصل از کلرید سدیم در چهار سطح (0، 1/23، 4/57 و 2/100 میلیمولار) و کادمیوم در پنج سطح (0، 5/0، 1، 2 و 4 میلیگرم بر لیتر) که به مدت 87 روز در محلول غذایی هوگلند اعمال گردیدند. بذور خرفه (توده محلی جیرفت) در بستر کوکوپیت پرلیت (2:1) در گلدانهای یک لیتری کاشته شدند و تا زمان سبز شدن استقرار گیاهچه با آب مقطر آبیاری شدند. آنگاه گیاهچهها به مدت 87 روز با محلول غذایی هوگلند همراه با مقدارهای محاسبه شده نمک و کادمیوم تیمار شدند. یافتهها: کاهش معنیدار زیستتوده اندام هوایی از 1/23 میلیمولار کلرید سدیم و 2 میلیگرم بر لیتر کادمیوم شروع شد. همچنین شاخص سبزینگی برگ با افزایش میزان کادمیوم در هر سطح کلرید سدیم کاهش یافت اما در شرایط بدون کادمیوم تا سطح 4/57 میلیمولار کلرید سدیم کاهش معنیداری نداشت. مشابه همین روند برای محتوای نسبی آب برگ نیز مشاهده شد به گونهای که کلرید سدیم بهتنهایی اثر کاهنده معنیداری بر آن نداشت اما در هر سطح کلرید سدیم مقدار آن با افزایش مقدار کادمیوم کاهش یافت. از سوی دیگر نشت یونی با افزایش میزان کلرید سدیم به طور معنیداری افزایش یافت اما بهجز در سطح 1/23 میلیمولار کلرید سدیم افزایش محتوای کادمیوم اثر مشخصی بر آن نداشت. محتوای سدیم اندام هوایی و ریشه با افزایش سطح کلرید سدیم بهصورت خطی افزایش یافتند اما در هر سطح کلرید سدیم و کادمیوم محتوای سدیم ریشه بسیار بیشتر از اندام هوایی بود. مشابه همین نتیجه برای محتوای کادمیوم ریشه و اندام هوایی نیز مشاهده شد. افزایش میزان کادمیوم بستر تا سطح 2 میلیگرم بر لیتر اثری بر محتوای سدیم اندام هوایی نداشت و تنها 4 میلیگرم بر لیتر کادمیوم سبب افزایش معنیدار آن شد. نتیجهگیری: اگر چه کلرید سدیم و آلودگی به کادمیوم سبب کاهش رشد گیاه خرفه شد اما بهنظر میرسد در این گیاه با انباشتگی مقدارهای قابل توجه سدیم و کادمیوم در ریشه از انتقال بیش از حد آنها به اندام هوایی و کاهش بیشتر رشد گیاه جلوگیری میشود. | ||
کلیدواژهها | ||
زیست توده؛ خرفه؛ کادمیوم؛ کلرید سدیم؛ محتوای نسبی آب برگ | ||
مراجع | ||
1.Abo Kassem, E., Sharaf El Din, A., Rozema, J., and Foda, E.A. 1995. Synergistic effects of cadmium and NaCl on the growth, photosynthesis and ion content in wheat plants. Biologia Plantarum. 37: 241-249.
2.Ashraf, M., and Ali, Q. 2008. Relative membrane permeability and activities of some antioxidant enzymes as the key determinants of salt tolerance in canola (Brassica napus L.). Environmental and Experimental Botany. 63: 266-273.
3.Black, C.A., Evans, D., and Dinauer, R. 1965. Methods of soil analysis. American Society of Agronomy Madison, WI.
4.Barcelo, J., Vazquez, M., and Poschenrieder, C. 1988. Structural and ultrastructural disorders in cadmium treated bush bean plants (Phaseolus vulgaris L.). New Phytologist. 108: 37-49.
5.Chai, M.W., Li, R.L., Shi, F.C., Liu, F.C., Pan, X., Cao, D., and Wen, X. 2014. Effects of cadmium stress on growth, metal accumulation and organic acids of Spartina alterniflora Loisel. Afric. J. Biotechnol. 11: 6091-6099.
6.Gabrijel, O., Davor, R., Zed, R., Marija, R., and Monika, Z. 2009. Cadmium accumulation by muskmelon under salt stress in contaminated organic soil. Science of the Total Environment. 407: 2175-2182. 7.Ghnaya, T., Nouairi, I., Slama, I., Messedi, D., Grignon, C., Abdelly, C., and Ghorbel, M.H. 2005. Cadmium effects on growth and mineral nutrition of two halophytes: Sesuvium portulacastrum and Mesembryanthemum crystallinum. J. Plant Physiol. 162: 1133-1140. 8.Ghnaya, T., Slama, I., Messedi, D., Grignon, C., Ghorbel, M.H., and Abdelly, C. 2007. Cd-induced growth reduction in the halophyte Sesuvium portulacastrum is significantly improved by NaCl. J. Plant Res. 120: 309-316.
9.Glenn, E.P., Brown, J., and Khan, M.J. 1997. Mechanisms of salt tolerance in higher plants. P 83-110, In: A.S. Basra and R.K. Basra (eds.), Mechanisms of Environmental Stress Resistance in Plants. Harwood Academics Press, Amsterdam.
10.Grieve, C., and Suarez, D. 1997. Purslane (Portulaca oleracea L.): a halophytic crop for drainage water reuse systems. Plant and Soil. 192: 277-283.
12.Helal, H.M., Upenov, A., and Issa, G.J. 1999. Growth and uptake of Cd and Zn by Leucaena leucocephala in reclaimed soils as affected by NaCl salinity. J. Plant Nutr. Soil Sci. 162: 589-592. 13.Howladar, S.M. 2014. A novel Moringa oleifera leaf extract can mitigate the stress effects of salinity and cadmium in bean (Phaseolus vulgaris L.) plants. Ecotoxicology and Environmental Safety. 100: 69-75.
14.Huang, Y.Z., Wei, K., Yang, J., Dai, F., and Zhang, G.P. 2007. Interaction of salinity and cadmium stresses on mineral nutrients, sodium and cadmium accumulation in four barley genotypes. J. Zhejiang Univ. Sci. 8: 476-485.
15.Inanloofar, M., Omidi, H., and Pazoki, A.R. 2014. Morphological, agronomical and oil content changes in purslane (Portulaca oleracea L.) under drought stress and biological - chemical nitrogen fertilization. J. Med. Plant. 12: 170-184. (In Persian)
16.Jambunathan, N. 2010. Determination and detection of reactive oxygen species (ROS), lipid peroxidation and electrolyte leakage in plants. Plant stress tolerance: methods and protocols. Pp: 291-297.
17.Kachout, S.S., Mansoura, A.B., Hamza, K.J., Leclerc, J., Rejeb, M., and Ouerghi, Z. 2011. Leaf–water relations and ion concentrations of the halophyte Atriplex hortensis in response to salinity and water stress. Acta Physiologiae Plantarum. 33: 335-342.
18.Kafi, M., and Rahimi, Z. 2011. Effect of salinity and silicon on root characteristics, growth, water status, proline content and ion accumulation of purslane (Portulaca oleracea L.). Soil Science and Plant Nutrition. 57: 341-347. (In Persian)
19.Karimi, G., and Nojavan, M. 2006. Investigation on cadmium chloride on growth parameters and prolin, soluble sugars and proteins content in lens (Lens culinaris Medic) seedlings. Pazhuhesh va Sazandegi. 76: 53-45. (In Persian)
20.Khan, M.A., Ungar, I.A., and Showalter, A.M. 2000. Effects of salinity on growth, water relations and ion accumulation of the subtropical perennial halophyte, Atriplex griffithii var. stocksii. Annals of Botany. 85: 225-232.
21.Khoshgoftarmanesh, A.H., Shariatmadari, H., and Karimian, N. 2004. Effects of saline irrigation water and Zn application on soil Cd solubility and Cd concentration in wheat. J. Water Soil Sci. 7: 53-60. (In Persian)
22.Kilic, C.C., Kukul, Y.S., and Anac, D. 2008. Performance of purslane (Portulaca oleracea L.) as a salt-removing crop. Agricultural Water Management. 95: 854-858.
23.Kuriakose, S.V., and Prasad, M. 2008. Cadmium stress affects seed germination and seedling growth in Sorghum bicolor (L.) Moench by changing the activities of hydrolyzing enzymes. Plant Growth Regulation. 54: 143-156. 24.Lefevre, I., Marchal, G., Meerts, P., Correal, E., and Lutts, S. 2009. Chloride salinity reduces cadmium accumulation by the mediterranean halophyte species Atriplex halimus L. Environmental and Experimental Botany. 65: 142-152.
25.Martlnez, M., Miralles, N., Hidalgo, S., Fiol, N., Villaescusa, I., and Poch, J. 2006. Removal of lead (II) and cadmium(II) from aqueous solutions using grape stalk waste. J. Hazard. Mater. 133: 203-211.
26.McLaughlin, M.J., Tiller, K.G., and Smart, M.K. 1997. Speciation of cadmium in soil solutions of saline/sodic soils and relationship with cadmium concentrations in potato tubers (Solanum tuberosum L.). Austr. J. Soil Res. 35: 183-198. 27.Manousaki, E., and Kalogerakis, N. 2011. Halophytes an emerging trend in phytoremediation. Inter. J. Phytoremediation. 13: 959-969. 28.Marchiol, L., Leita, L., Martin, M., Peressotti, A., and Zerbi, G. 1996. Physiological responses of two soybean cultivars to cadmium. J. Environ. Qual. 25: 562-566.
29.Mir Mohammadi Maibodi, S.A.M., and Ghareyazie, B. 2003. Physiological aspects and breeding for salinity stress in plants. Isfahan University of Technology Press, 288p. (In Persian)
30.Mohamed, A.I., and Hussein, A.S. 1994. Chemical composition of purslane (Portulaca oleracea). Plant Foods for Human Nutrition. 45: 1-9.
31.Moradi, V., and Ehsanzadeh, P. 2014. Effects of cadmium on some physiological parameters in different safflower genotypes under hydroponic conditions. Science and Technology of Greenhouse Culture. 5: 155-165. (In Persian) 32.Motesharezadeh, B., Navabzadeh, M., and Liyaghat, A. 2016. Modeling phytoremediation of cadmium contaminated soil with sunflower (Helianthus annus) under salinity stress. Inter. J. Environ. Res. 10: 109-118.
33.Nemati, A., Gholchin, A., and Besharati, H. 2015. Effects of organic fertilizers on yield of tomato plant in a soil contaminated with cadmium. J. Soil Res. (Soil and Water Sciences). 29: 23-36. (In Persian)
34.Noroozi, H., Roshanfekr, H.A., Hasibi, P., and Mesgarbashy, M. 2014. Evaluation of some photosynthetic characteristics of two forage millet cultivars under salinity stress. J. Plant Physiol. 2: 75-85. (In Persian)
35.Perez-Romero, J.A., Redondo-Gomez, S., and Mateos-Naranjo, E. 2016. Growth and photosynthetic limitation analysis of the Cd-accumulator Salicornia ramosissima under excessive cadmium concentrations and optimum salinity conditions. Plant Physiology and Biochemistry. 109 (Supplement C): 103-113. 36.Poorakbar, L. 2011. Effect of cadmium on some biochemical parameters and nitrate reductase activity of nitrate reductase of maize (Zea mayz). Science J. Teacher Train. Univ. 10: 976-959. (In Persian) 37.Rady, M.M. 2011. Effect of 24-epibrassinolide on growth, yield, antioxidant system and cadmium content of bean (Phaseolus vulgaris L.) plants under salinity and cadmium stress. Scientia Horticulturae. 129: 232-237.
38.Rahimi, Z., Kafi, M., Nezami, A., and Khazaei, A. 2011. Effect of salinity and Si on some morpho-physiological properties of purslane. Iran. J. Med. Arom. Plant. 27: 359-374. (In Persian)
39.Ritchie, S.W., Nguyen, H.T., and Holaday, A.S. 1990. Leaf water content and gas-exchange parameters of two wheat genotypes differing in drought resistance. Crop Science. 30: 105-111.
40.Safari, R., Maqhsoody Mood, A.A., and Safari, A.R. 2013. Effects of salinity on chlorophyll fluorescence and grain yield of some sunflower (Helianthus annus L.) cultivars. Seed Plant Prod. J. 2: 109-130. (In Persian) 41.Salimi, M., Amin, M.M., Ebrahimi, A., Ghazi fard, A., Najafi, P., Amini, H., Razmjoo, P., and Vahid dasjerdi, M. 2000. The effect of salinity on phytoremediation potential of cadmium in contaminated soils. J. Health Syst. Res. 7: 6. 1130-1137. (In Persian)
42.Silveira, J.A.G., Araujo, S.A.M., Lima, J.P.M.S., and Viegas, R.A. 2009. Roots and leaves display contrasting osmotic adjustment mechanisms in response to NaCl-salinity in Atriplex nummularia. Environmental and Experimental Botany. 66: 1-8.
43.Smykalova, I., and Zamecnikova, B. 2003. The relationship between salinity and cadmium stress in barley. Biologia Plantarum. 46: 269-273.
44.Soltani, F., Ghorbanly, M., and Manoochehri Kalantary, Kh. 2006. The effect of cadmium on photosynthetic pigments, sugars and MDA content in rape (Brassica napus). Iran. J. Biol. 19: 2. 136-145. (In Persian) 45.Taamalli, M., Ghabriche, R., Amari, T., Mnasri, M., Zolla, L., Lutts, S., Abdely, C., and Ghnaya, T. 2014. Comparative study of Cd tolerance and accumulation potential between Cakile maritima L. (halophyte) and Brassica juncea L. Ecological Engineering. 71: 623-627.
46.Teixeira, M., and Carvalho, I.S.D. 2009. Effects of salt stress on purslane (Portulaca oleracea) nutrition. Annals of Applied Biology. 154: 77-86.
47.Uddin, M.K., Juraimi, A.S., Anwar, F., Hossain, M.A., and Alam, M.A. 2012. Effect of salinity on proximate mineral composition of purslane (Portulca oleracea L.). Austr. J. Crop Sci. 6: 1732-1736. 48.Valyzadefard, F., Rihani Tabar, A., Najafi, N.A., and Avesta, S. 2013. Effects of cadmium and zinc application on the growth characteristics of rice and soil zinc, cadmium, iron and manganese concentrations under normal and waterlogged conditions. Iran. J. Soil Water Res. 3: 205-195. (In Persian)
49.Wang, X., Liu, Y., Zeng, G., Chai, L., Song, X., Min, Z., and Xiao, X. 2008. Subcellular distribution and chemical forms of cadmium in Bechmeria nivea (L.) Gaud. Environmental and Experimental Botany. 62: 389-395. 50.Yazici, I., Turkan, I., Sekmen, A.H., and Demiral, T. 2007. Salinity tolerance of purslane (Portulaca oleracea L.) is achieved by enhanced antioxidative system, lower level of lipid peroxidation and proline accumulation. Environmental and Experimental Botany. 61: 49-57. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,009 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 860 |