
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,629,005 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,223,651 |
تأثیر استفاده از آب و خاک آلوده به کادمیم بر اجزای عملکرد ذرت | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
دوره 27، شماره 5، آذر و دی 1399، صفحه 167-184 اصل مقاله (1.12 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2021.18319.3392 | ||
نویسندگان | ||
حامد ریاحی فارسانی1؛ مهدی قبادی نیا* 2؛ محمدرضا نوری امامزاده ئی3؛ عبدالرزاق دانش شهرکی4؛ حمیدرضا متقیان5 | ||
1گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، ایران | ||
2عضو هیأت علمی دانشگاه شهرکرد | ||
3دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، ایران | ||
4استادیار، گروه مهندسی زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، ایران | ||
5دانشیار، گروه مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، ایران | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: حفاظت از منابع آب و خاک میتواند نقش مهمی در سلامت محصولات کشاورزی داشته باشد. استفاده از آبهای نامتعارف و وجود فلزات سنگین در این آبها و همچنین آلودگی منابع خاک بهواسطه ورود فلزات سنگین میتواند مشکلات زیادی برای کمیت و کیفیت محصولات زراعی به همراه داشته باشد. ماندگاری بالای فلزات سنگین در محیط باعث انتقال به گیاه و زنجیره مواد غذایی شده و صدمات جبران ناپذیری را به انسان، رشد گیاه، خاک و محیط زیست وارد کنند. این پژوهش بهمنظور بررسی شیب تغییرات آلودگی فلز سنگین کادمیم در آب آبیاری و خاک بر شیب رشد و تجمع آن در اندامهای ذرت دانهای رقم 201 در مزرعه دانشگاه شهرکرد انجام شد. مواد و روشها: برای این منظور آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملاَ تصادفی در سه تکرار به صورت کشت گلدانی در یک خاک با بافت لوم سیلتی اجرا شد. عامل اول غلظت کادمیم در آب آبیاری از منبع نمک نیترات کادمیم در پنج سطح (شاهد (صفر)، 01/0، 05/0، یک و دو میلی گرم بر لیتر) و عامل دوم مقدار کادمیم کل خاک ازمنبع نمک نیترات کادمیم با سه سطح (شاهد (صفر)، 10 و 50 میلی گرم در کیلوگرم خاک) در نظر گرفته شد. پس از اعمال تیمارهای کادمیم در خاک، ذرت رقم201 کشت شد و در طول دوره رشد با آب دارای سطوح مختلف کادمیمی آبیاری گردید. در پایان دوره رشد، غلظت کادمیم در اجزای مختلف گیاه (ساقه، برگ و دانه)، خاک و همچنین عملکرد نسبی ذرت تعیین شد. همچنین در زمان آزمایش مقدار تبخیر و تعرق و نیاز آبی ثبت گردید. یافته ها: نتایج نشان داد که آلودگی آب و خاک به کادمیم، اثری معنیدار (در سطح یک درصد) بر اجزای عملکرد شامل عملکرد دانه در واحد بوته، تعداد ردیف در بلال، تعداد دانه در ردیف، وزن خشک برگ و وزن خشک ساقه گیاه ذرت داشت، اما اثر متقابل آلودگی آب و خاک به کادمیم بر اجزای عملکرد معنیدار نشد. سطوح بالای کادمیم در آب و خاک، بیشترین و تیمار شاهد کمترین کاهش عملکرد را داشتند. نتایج نشان داد که ساقه بیشترین (283/2میلی گرم در کیلوگرم) و دانه (غیرقابل تشخیص) کمترین غلظت کادمیم را داشتند. در این پژوهش بیش ترین و کمترین کاهش عملکرد اجزای گیاه ذرت ناشی از کاربرد سطوح مختلف کادمیم درخاک در عملکرد دانه و تعداد ردیف در بلال به ترتیب به مقدار 46/11، 51/15 و 47/2، 81/3 درصد بهدست آمد. آلودگی آب و خاک به کادمیم اثری معنیداری در سطح یک درصد بر کارآیی مصرف آب در گیاه ذرت داشت. کارآیی مصرف آب ناشی از کاربرد سطوح بالای آلودگی آب و خاک، بهترتیب بهمیزان 45/15 و 21/17 درصد کاهش یافت. نتیجهگیری: نتایج نشان داد که هر چند که میزان کادمیوم در دسترس در انتهای آزمایش در تیمارهای آلودگیهای مختلف خاک تفاوت معنیداری نداشته است اما افزایش غلظت کادمیوم محلول در آب آبیاری باعث کاهش شیب رشد محصول شده است و در نتیجه کاهش عملکرد محصول نهایی شده است. به علاوه غلظت کادمیوم در ساقه و برگ نیز افزایش داشته است. بنابراین در خاکهای با آلودگی بالاتر از سطح مجاز نیز باید آلودگی منابع دیگر مانند آب مورد توجه و بررسی قرار گیرد. | ||
کلیدواژهها | ||
آب نامتعارف؛ جذب؛ غلظت کادمیوم دانه؛ کاهش عملکرد | ||
مراجع | ||
1.Alcantara, E., Romera, F.J., Canete, M., and Guardia, M.D. 1994. Effect of Heavy metals on both induction and function of root Fe (ш) reductase in Fe- deficient Cucumber (Cucumis sativus L.) plants. J. Exp. Bot. 45: 1893-1898.
2.Antoniadis, V., and Alloway, B.J. 2000. Availability of Cd, Ni and Zn to ryegrass in sewage sludge-treated soils at different temperatures. J. Water Air Soil Poll.132: 201-214.
3.Chaharmahal and Bakhtiari Meteorological Administration. 2017. Meteorological information of Chaharmahal and Bakhtiari Province Retrieved June 5, 2017, from http://www.chaharmahalmet.ir.
4.Chitra, K., Sharavanan, S., and Vijayaragavan, M. 2011. Tobacco, corn and wheat for phytoremediation of cadmium polluted soil, Recent Research in Science and Technology. 3: 2. 148-151.
5.Doorenbos, J., and Kassam, A.H. 1979. Yield response to water FAO. Irrigation and drainage paper No. 33, FAO, Rome, Italy, 193p.
6.European Commission Regulation. 2006. No 1881/2006, Setting maximum levels for certain contaminants in foodstuff. Official, J. Europ. Union, L. 364: 524.
7.Ferreyroa, G.V., Lagorio, M.G., Trinelli, M.A., Lavado, R.S., and Molina, F.V. 2017. Lead effects on Brassica napus photosynthetic organs. Ecotoxicology and Environmental Safety, 140: 123-130.
8.Gee, G.H., and Bauder, J.W. 1986. Particle size analysis. In: A. Klute (Ed.), Methods of Soil Analysis. Part 2: Physical Properties. Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, Pp: 383-411.
9.Gholami, L., and Rahimi, G. 2020. The effect of carrot pulp derived biochar on the adsorption of cadmium and lead in an acidic soil. gorgan University of Agriculture Science J. Water Soil Cons. 27: 2. 1-23. (In Persian)
10.Helmke, P.A., and Sparks, D.L. 1996. Lithium, Sodium, Potassium, Rubidium, and Cesium. In: D.L. Sparks (Ed.), Method of Soil Analysis. Part 3: Chemical Properties. Soil Science Society of America. Madison, Wisconsin, Pp: 551-575.
11.Jianpeng, F., Qinghua, S., Xiufeng,W., and Min, W. 2010. Silicon supplementation ameliorated the inhibition of photosynthesis and nitrate metabolism by cadmium toxicity Cucumis sativus L. Science Horticulture. 123: 521-530.
12.Kabata-Pendias, A., and Pendias, H. 2000. Trace Elements in Soils and Plants. CRC Press, Boca Raton, Florida.
13.Khan, A.G. 2006. Mycorrhizaremediation an enhanced form of phytoremediation. J. Zhejiang Univ. Sci. B. 7: 7. 506-514.
14.Lindsay, W.L., and Norvell, W.A. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese, and copper. Soil Sci. Soc. Amer. J. 42: 421-428.
15.Mahdy, A.M., Elkhatib, E.A., and Fathi, N.O. 2007. Cadmium, Copper, Nickel, and Lead availability in bio solids – amended alkaline soils. Austr. J. Basic Appl. Sci. 1: 354-363.
16.Mei, B., Puryear, J.D., and Newton, R.J. 2002. Assessment of Cr tolerance and accumulation in selected plant species. Plant and Soil. 247: 223-231.
17.Min, P., Chuandong, Zh., Honghong, M., Zhongfang, Y., Ke, Y., Fei, L., Kuo, L., Zheng, Y., Shiqi, T., Fei, G., and Xiujin, L. 2020. Heavy metal and Pb isotopic compositions of soil and maize from a major agricultural area in Northeast China: Contamination assessment and source apportionment. J. Geochem. Exp. 208: 106403.
18.Nazari, M., Fallah, S., Kiani, Sh., and Jalilian, J. 2014. Effect of chemical and biological fertilizers combination on cadmium concentration and growth parameters of fenugreek medicinal plant in cadmium-polluted soil. J. Soil Manage. Sust. Prod. 4: 3. (In Persian)
19.Nelson, D.W., and Sommers, L.E. 1996. Total Carbon, organic carbon and organic matter. In: D.L. Sparks (Ed.), Method of Soil Analysis. Part 3: Chemical Properties Soil Science Society of America. Madison, Wisconsin, Pp: 961-1010.
20.Nichols, P.B., Couch, J.D., and Al-Hamdani, S. 2000. Selected physiological responses of Salvinia minima to different chromium concentrations. Aquatic Botany. 68: 313-319.
21.Olsen, S.R., and Sommers, L.E. 1982. Phosphorus. In: A.L. Page R.H. Miller and D.R. Keeney (Eds.), Methods of Soil Analysis. Part 2: Chemical and Microbiological Properties. (2nd ed.). American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin, Pp: 403-430.
22.Poschenrieder, C., Gunse, B., and Barcelo, J. 1989. Influence of cadmium on water relations, stomatal resistance, and abscissic acid content in expanding bean leaves. Plant Physiol. 90: 1365-1371.
23.Rhodes, J.D. 1996. Salinity: electrical conductivity and total dissolved solids. In: D.L. Sparks (Ed.), Methods of Soil Analysis. Part 3: Chemical Properties. Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, Pp: 417-435.
24.Salakinkop, S.R., and Hunshal, C.S. 2014. Domestic sewage irrigation on dynamics of nutrients and heavy metals in soil and wheat (Triticum aestivumL.) production. Inter. J. Recycl. Org. Waste Agric. 3: 3. 1-11.
25.Sameni, A.M., Maftoun, M., and Bassiri, A. 1987. Responses of tomato andsweet corn to different cadmium levels in calcareous soils. J. Hort. Sci.62: 2. 227-232.
26.Sana, Ch., Samia, B., Abdelhay-El, Gh., and Ali, B. 2018. Impact of irrigation with wastewater on accumulation of heavy metals in soil and crops in the region of Marrakech in Morocco. J. Saudi Soc. Agric. Sci. 18: 4. 429-436.
27.Sharma, P., and Dubey, R.S. 2005. Lead toxicity in plants. Braz. J. Plant Physiol. 17: 1. 35-52.
28.Sharma, D.C., Chatterjee, C., and Sharma, C.P. 1995. Chromium accumulation and its effects on wheat (Triticum aestivum L. cv. HD 2204). Metabolism. Plant Science. 111: 145-151.
29.Shirmohamadi Aliakbar Khani, Z. 2013. Evaluation of interaction of salinity and irrigation regulated on yield and yield components of forage maize and determination of water-salinity production function. PhD Thesis. Faculty of Agriculture. Ferdowsi University of Mashhad. (In Persian)
30.Srinivas, N., Ramakrishna Rao, S., and Suresh Kumar, K. 2009. Trace Metal Accumulation in Vegetables Grown in Industrial and Semi-Urban Areas- A Case Study. Applied Ecology and Environmental Research 7: 2. 131-139.
31.Thomas, G.W. 1996. Soil pH andsoil acidity. In: D.L. Sparks (Ed.), Methods of Soil Analysis. Part 3: Chemical Properties. Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, Pp: 475-483.
32.Vitoria, A.P., Pea, P.J., and Azevedo, R.A. 2001. Antioxidant enzymes responses to cadmium in radish tissues. Phytochem. 57: 701-710.
33.USEPA. 2010. Risk-based Concentration Table. United State Environmental Protection Agency, Washington, DC.
34.Underwood, E., and Suttle, N. 1999.The Mineral Nutrition of Livestock, 3rd ed. Oxon, UK: CABI Publishing.
35.WHO/FAO. 2007. Joint FAO/WHO Food Standard Programme Codex Alimentarius Commission 13th Session. Report of the Thirty-Eight Session of the Codex Committee on Food Hygiene, Houston, United States of America, ALINORM 07/30/13.
36.Zhang, G., Fukami, M., and Sekimoto, H. 2002. Influence of cadmium on mineral concentrations and components in wheat genotypes differing in Cd tolerance at seedling stage. Field Crop Research, 77: 93-98.
37.Zheo, G.Q., Ma, B.L., and Ren,S.Z. 2007. Growth, gas exchange, chlorophyll fluorescence and ion content of naked oat in response to salinity. Crop Sci. J. 41: 123-131.
38.Zhu, G., Xiao, H., Guo, Q., Song, B., Zheng, G., Zhang, Z., and Okoli, C.P. 2018. Heavy metal contents and enrichment characteristics of dominant plants in wasteland of the downstream of a lead-zinc mining area in Guangxi, Southwest China. Ecotoxicology and Environmental safety, 151: 266-271. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 485 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 382 |