
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,489 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,607,790 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,199,702 |
ارزیابی پتانسیل گل همیشهبهار (Calendula officinalis)، کلمزینتی (Brassica oleracea) و گیاه تاجخروس (Amaranthus retroflexus) در استخراج کادمیوم از خاک | ||
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار | ||
دوره 10، شماره 3، آذر 1399، صفحه 95-113 اصل مقاله (602.73 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2021.17369.1924 | ||
نویسندگان | ||
وحیده مرجانی* 1؛ احمد گلچین2؛ سمانه عبداللهی3 | ||
1دانشآموخته کارشناسیارشد ، گروه علوم خاک، دانشگاه زنجان | ||
2استاد، گروه علوم خاک، دانشگاه زنجان، | ||
3دکتری، گروه علوم خاک، دانشگاه زنجان | ||
چکیده | ||
چکیده سابقه و هدف: آلودگی خاک به فلزات سنگین یکی از چالشهای مهم زیست محیطی است و میتواند مشکلاتی را برای سلامتی انسان و دام در سطح جهانی بهوجود آورد. بسیاری از تکنیکهای اصلاحی برای رفع آلودگی از خاک بسیار پرهزینه هستند و می-توانند بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک نیز تأثیر منفی داشته باشند. استفاده از گیاهان زینتی بیشاندوز با زیستتوده و جذب بالا روشی ابتکاری، اقتصادی و سازگار با محیطزیست برای اصلاح مکانهای شهری و صنعتی آلوده به فلزات سنگین است. تحقیق حاضر با هدف بررسی توانایی گل همیشهبهار، کلمزینتی و تاجخروس برای پالایش خاکهای آلوده به کادمیوم در استان زنجان در شرایط گلخانه صورت گرفت. مواد و روشها: این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل نوع گیاه در سه سطح (گل همیشهبهار (Calendula officinalis)، کلمزینتی (Brassica oleracea) و تاجخروس (Amaranthus retroflexus)) و شش سطح آلودگی خاک به کادمیوم (2/2، 2/12، 2/27، 2/52، 2/77 و 2/102 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک) بودند که در سه تکرار اعمال شدند. یافتهها: نتایج نشان میدهد که غلظت بالای کادمیوم در خاک باعث کاهش وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه در گیاهان مورد مطالعه گردید. بهطوریکه بالاترین سطح کادمیوم خاک (2/102 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک) موجب شد وزن تر اندام هوایی در گل همیشهبهار، کلمزینتی و تاجخروس بهترتیب 77، 69 و 62 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش و همچنین غلظت کادمیوم در اندام هوایی گل همیشهبهار، کلمزینتی و تاجخروس بهترتیب 40، 22 و 46 برابر نسبت به تیمار شاهد افزایش یابد. بیشترین مقدار جذب کادمیوم در کل زیستتوده مربوط به گل همیشهبهار و کلمزینتی در تیمار 2/77 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک و در گیاه تاجخروس در تیمار 2/102 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک بود. مقدار محاسبه شده فاکتور انتقال در غلظت های مختلف کادمیوم خاک بیشتر از یک بود. در بیشترین غلظت کادمیوم ( 2/102 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک) مقدار فاکتور انتقال در گیاهان به-ترتیب در گل همیشهبهار > تاجخروس > کلمزینتی بود. میزان تجمع زیستی بخش هوایی در غلظت 2/102 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک بهترتیب در گل همیشهبهار > تاج خروس > کلمزینتی بود. میزان تجمع زیستی ریشه در غلظت 2/102 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک بهترتیب در تاجخروس > کلمزینتی > گل همیشهبهار بود. نتیجهگیری: نتایج آزمایش نشان داد که فاکتور انتقال در گیاهان مورد مطالعه (تاج خروس، همیشه بهار و کلم زینتی) بیشتر از یک بود و بیشتر از ۱۰۰ میلیگرم بر کیلوگرم کادمیوم در بافت خشک بخش هوایی آنها وجود داشت. بنابراین میتوان این گیاهان را از لحاظ جذب و انتقال فلز سنگین کادمیوم جزء گیاهان بیشاندوز طبقهبندی کرد که برای اصلاح خاکهای آلوده به کادمیوم مناسب هستند. | ||
کلیدواژهها | ||
کلمات کلیدی: آلودگی خاک؛ فاکتور انتقال؛ فاکتور تجمع زیستی؛ فلزات سنگین | ||
مراجع | ||
1.Abdollahi, S., and Golchin, A. 2018. Biomass Production and Cadmium Accumulation and Translocation in Three Varieties of Cabbage. Iranian Journal of Soil and Water Research. 49: 2. 243-259. (In Persian)
2.Akbarpour Saraskanroud, F., Sadri, F., and Golalizadeh, D. 2011. Phytoremediation of heavy metal (Lead, Zinc and Cadmium) from polluted soils by Arasbaran protected area native plants. Journal of Water and Soil Resources Conservation. 1: 4. 53-66. (In Persian)
3.Amini, M., Afyuni, M., Khademi, H., Abbaspour, K.C., and Schulin, R. 2005. Mapping risk of cadmium and lead contamination to human health in soils of Central Iran. Science of the Total Environment. 347: 1-3. 64-77.
4.Amouei, A., Mahvi, A.H., Naddafi, K., Fahimi, H., Mesdaghinia, A., and Naseri, S. 2012. Optimum operating conditions in the phytoremediation of contaminated soils with Lead and Cadmium by native plants of Iran. Scientific Journal of Kurdistan University of Medical Sciences. 17: 4. 93-102. (in Persian)
5.Angelova, V.R., Grekov, D.F., Kisyov, V.K., and Ivanov, K.I. 2015. Potential of lavender (Lavandula vera L.) for phytoremediation of soils contaminated with heavy metals. International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering. 9: 5. 522-529.
6.Baker, A.J.M., and Brooks R.R. 1989. Terrestrial higher plants which hyperaccumulate metallic elements-a review of their distribution, ecology and phytochemistry. Biorecovery. 1: 2. 81-126.
7.Dallalian, M.R., and Homaee, M. 2010. Simulating of Phytoremediation Time of Cadmium and Copper Spiked Soil by Salvia Sclarea. Water and Soil Science. 20: 4. 129-141. (In Persian)
8.Das, P., Samantaray, S., and Rout, G.R. 1997. Studies on cadmium toxicity in plants: a review. Environmental Pollution. 98: 1. 29-36.
9.Ehyai, M., and Behbahanizadeh, A. 1993. Description of methods for soil chemical analysis. 1(893). Institute of Soil and Water Research. (In Persian) 10.Eskandari, S., Yadegari, M., and Irani Pour, R. 2017. Study of lead and cadmium accumulation in Marigold medicinal plant (Calendula officinalis). 12: 47. 76-92. (in Persian)
11.Facchinelli, A., Sacchi, E., and Mallen, L. 2001. Multivariate statistical and GIS-based approach to identify heavy metal source in soils. Environmental pollution. 114: 3. 313-324.
12.Fattahikiasary, A., Fotovat, A., Astaraie, A.R., and Haghnia, G.M. 2011. Effect of Sulfuric Acid and EDTA on Lead phyto-remediation in Soil by Three Sunflower, Corn and Cotton. Journal of Water and Soil. 14: 51. 57-68. (In Persian)
13.Fitz, W.J., and Wenzel, W.W. 2002. Arsenic transformations in the soil rhizosphere plant system: fundamentals and potential application to phytoremediation. Journal of Biotechnology. 99: 3. 259-278.
14.Gouia, H., Ghorbal, M.H., and Meyer, C. 2001. Effect of cadmium on activity of nitrate reductase and on other enzymes of the nitrate assimilation pathway in bean. Plant Physiol.38: 7-8. 629-638.
15.Gupta, P.K. 2000. Soil, Plant, Water and Fertilizer Analysis. Agrobios, New Dehli, India, 438p.16.Herath, H.M.D., Bandara, D.C., Weerasinghe, P.A., Iqbal, M.C.M., and Wijayawardhana, H.C.D. 2014. Effect of Cadmium on Growth Parameters and Plant Accumulation in Different Rice (Oryza sativa L.) Varieties in Sri Lanka. Tropical Agricultural Research. 25: 4. 532-542.
17.Hernandez, L.E., Lozano, E., Garate, A., and Carpena, R. 1998. Influence of cadmium on the uptake, tissue accumulation and subcellular distribution of manganese in pea seedlings. Plant Science. 132: 2. 139-151.
18.Hooda, P.S., McNulty, D., and Alloway, B.J. 1997 Plant availability of heavy metals in soils previously amended with heavy applications of sewage sludge. Journal of Science Food Agric.73: 4. 446-454.
19.Hseu, Z.Y. 2004. Evaluating heavy metal contents in nine composts using four digestion methods. Bioresource Technology. 95: 1. 53-59.
20.Jafarnejadi, A.R., Homaee, M., Sayad, G., and Baybordi, M. 2012. Evaluation of main soil properties affecting Cd concentrations in soil and wheat grains on some calcareous soils of Khuzestan Province. Journal of Water and Soil Conservation 19: 2. 149-164. (In Persian)
21.Kabata-Pendias, A., and pendias, H. 2001. Trace elements in soils and plants. CRC Press, BocaRaton, Florida. 413p.
22.Kamnev, A.A., and Van Der Lelie, D. 2000. Chemical and Biological Parameters as Tools to Evaluate and Improve Heavy Metal Phytoremediation. Journal of Plenum Publishing Corporation. 20: 4. 239-258.
23.Kashif, S.R., Akram, M., Yaseen, M., and Ali, S. 2009. Studies on heavy metals status and their uptake by vegetables in adjoining areas of Hudiara drain in Lahore. Soil and Environment. 28: 1. 7-12.
24.Khan, M.S., Zaidi, A., and Wani, P.A. 2007. Role of phosphate-solubilizing microorganisms in sustainable agriculture-a review. Agronomy for Sustainable Development, Springer.27: 1. 29-43.
25.Khan, S., Aijun, L., Zhang, S., Hu, Q., and Zhu, YG. 2008. Accumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy metals in lettuce grown in the soils contaminated with long-term wastewater irrigation. Journal of Hazardous Materials. 152: 2. 506-515.
26.Khodaverdiloo, H., Han, F.X., Hamzenejad Taghlidabad, R., Karimi, A., Moradi, N., and Kazery, J.A. 2020. Potentially toxic element contamination of arid and semiarid soils and its phytoremediation. Arid Land Research and Management. 7: 1. 1-31.
27.Kim, Y.Y., Yang, Y.Y., and Lee, Y. 2002. Pb and Cd uptake in rice roots. Physiologia Plantarum. 116: 3: 368-372.
28.Lugon-Moulin, N., Zhang, M., Gadani, F., Rossi, L., Koller, D., Krauss, M., and Wagner, G.J. 2004. Critical review of the science and options for reducing cadmium in tobacco (Nicotiana tabacum L.) and other plants. Advances in Agronomy. 83: 1. 112-181.
29.Madejon, P., Murillo, J.M., Maranon, T., Cabrena, F., and Soriano, M.A. 2003. Trace element and nutrient accumulation in sunflower plants two yearsafter the Aznalcollar mine spill. The Science of the Total Environment.307: 1-3. 239-257.
30.Martin, M.A., Pachepsky, Y.A.,Rey, J.M., Taguas, J., and Rawls, W.J. 2005 Balanced entropy index to characterize soil texture for soil water retention estimation. Soil Science.170: 10. 759-766.
31.Michaelis, A., Takehisa, R., and Aurich, O. 1986. Ammonium chloride and zinc sulfate pretreatments reduce the yield of chromatid aberrations induced byTEM and maleic hydrazide in Vicia faba. Mutation Research Letters.173: 3. 187-191.
32.Mohammadipour, F., and Asadi Kapourchal, S. 2012. Assessing land cress potential for phytoextraction of cadmium from Cd contaminated soils. Journal of Soil and Water Resources Conservation. 2: 2. 25-35. (In Persian)
33.Motesharezadeh, B., and Savaghebi, G.H. 2011. Study of Sunflower Plant Response to Cadmium and Lead Toxicity by Usage of PGPR in a Calcareous Soil. Journal of Water and Soil. 25: 5. 1069-1079. (In Persian)
34.Nejatzadeh, F., and Gholami-Borujeni, F. 2017. Evaluate the efficiency of phytoremediation of Lolium, Amaranth and Sorghum in cleaning up contaminated soil in Urmia area.7: 26. 81-92. (In Persian)
35.Pais, I., and Jones, J. 2000. The Handbook of Trace elements. St. Lucie Press. Pp: 115-116.
36.Rahimi, A., and Raisi, M. 1999. Definition of lead and cadmium in meat of caught fish in Choghakhor wetlands of Chahar Mahal Province. Journalof Iran Veterinarian. 4: 21. 79-83.(In Persian)37.Rahmanian, M., Khodaverdiloo, H., Rezaee Danesh, Y., and Rasouli Sadaghiani, M. 2011. Effects of heavy metal resistant soil microbs inoculation and soil Cd concentration on growth and metal uptake of millet, couch grass and alfalfa. African Journal of Microbiology Research. 5: 4. 403-410. (In Persian)
38.Rascio, N., and Navari-Izzo, F. 2011. Heavy metal hyperaccumulating plants: how and why do they do it? and what makes them so interesting? Plant Science. 180: 2. 169-181.
39.Salim, R., Al-Subu, M.M., and Atallah, A. 1993. Effects of root and foliar treatments with lead, cadmium, and copper on the uptake distribution and growth of radish plants. Environment International. 19: 4. 393-404.
40.Sharifi, M., Afuni, M., and Khoshgoftar Mannesh, A.M. 2010. Effect of cow manure, sewage sludge and cadmium chloride on uptake of cadmium in shoots of maize. Isfahan Journal of Water and Wastewater. 4: 9. 98-103. (In Persian)
41.Sharma, R.K., Agrawal, M., and Marshall, F. 2007. Heavy metal contamination of soil and vegetables in suburban areas of Varanasi, India. Ecotoxicology and Environmental Safety. 66: 2. 258-266.
42.Sinegani, A.A.S., and Hosseinpur, A. 2010. Evaluation of effect of different sterilization methods on soil biomass phosphorus extracted with NaHCO3. Plant Soil Environment. 56: 4. 156-162.
43.Sohrabi Yourtchi, M., and Bayat, H.R. 2013. Effect of cadmium toxicity on growth, cadmium accumulation and macronutrient content of durum wheat (Dena CV.). International Journalof Agriculture and Crop Sciences.6: 15. 1099-1103. (In Persian)
44.Sparks, D.L., Page, A., Helmke, P., Loeppert, R.H., Soltanpour, P.N., Tabatabai, M. A., Johnston, C.T., and Sumne, M.E. 1996. Methods of Soil Analysis, part 3: Chemical Methods. Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA. 1309p.
45.Stasinos, S., and Zabetakis, I. 2013. The uptake of nickel and chromium from irrigation water by potatoes, carrots and onions. Ecotoxicology and Environmental Safety. 91: 1. 122-128.46.Taji, H., and Golchin, A. 2011. To investigate the potential of corn (Zea mays L.) for cleaning of soils polluted by cadmium and the effect of different levels of sulfur (S) element on biomass and root and concentration of some micronutrients, a greenhouse experiment. Journal of Greenhouse Science and Technology. 1: 4. 23-32.(In Persian) 47.Thys, C., Vanthomme, P., Schrevens, E., and De Proft, M. 1991. Interactions of cadmium with zinc, copper, manganese, and iron in lettuce (Lactuca sativa L.)in hydroponic culture. Plant Cell Environmental. 14: 7. 713-717.
48.Varvara, P.G., Brendan Filby, B., and Glick, R. 2000. Increased ability of transgenic plants expressing the bacterial enzyme ACC deaminase to accumulate Cd, co, Cu, Ni, Pb and Zn. Journal of Biotechnology. 81: 1. 45-53.
49.Vassilev, A., Vangronsveld, J., and Yordanov, I. 2002. Cadmium phytoextraction: Present state, biological backgrounds and research needs. Bulgarian Journal of Plant Physiology. 28: 3-4. 68-95.
50.Wagner, G.J. 1993. Accumulation of cadmium in crop plants and its consequences to human health. Advances in Agronomy. 51: 1. 173-212.
51.Waling, I., Vark, W.V., Hobe, V.J.G., and Vanderlee, J.J. 1989. Soil and Plant Analysis a Series of Syllabi: Part 7. Plant Analysis Procedures Wageningen Agricultural University.
52.Wu, G., Kang, H., Zhang, X., Shao, H., Chu, L., and Ruan, C. 2010. A critical review on the bio-removal of hazardous heavy metals from contaminated soils: issues, progress, eco-environmental concerns and opportunities. Journal of Hazardous Materials. 174: 1. 1-8.
53.Yu, L., Yan-Bin, W., Xin G., Yi-Bing, S., and Gang, G. 2006. Risk assessment of heavy metals in soils and vegetables around non-ferrous metals mining and smelting sites, Baiyin, China. Journal of Environmental Sciences. 18: 6. 1124-1134.
54.Zarei, M., Saleh Rastin, N., and Savaghebi, G.H. 2011. Effectiveness of Arbuscular Mycorrhizal Fungi in Phytoremediation of Zinc Polluted Soils Using Maize (Zea mays L.). Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources. 15: 55. 151-168. (In Persian) | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 329 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 332 |