
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,619,598 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,210,468 |
اثر مایکوریزا و پوستهی تخم مرغ بر صفات رشدی و میزان شاخص خطر گیاه ریحان (Ocimum basilicum L.) تحت شرایط آلودگی خاک به فلزات سنگین | ||
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار | ||
دوره 11، شماره 4، دی 1400، صفحه 1-27 اصل مقاله (1.5 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2022.18790.2006 | ||
نویسندگان | ||
رخ عالی پور1؛ نفیسه رنگ زن* 2 | ||
1دانشآموخته کارشناسیارشد ، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان. | ||
2استادیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: یکی از معضلات جدی جوامع زیستی، آلودگی محیط زیست با فلزات سنگین در پی افزایش فعالیتهای صنعتی بدون توجه به ملاحظات زیست محیطی است. با توجه به ماهیت این نوع از آلایندهها و ماندگاری قابل ملاحظه در اجزای محیط زیست بویژه خاک، نیاز به اصلاح خاکهای آلوده جهت کاهش اثرات این آلایندهها بر گیاهان به عنوان آغازگر زنجیره غذایی، احساس میشود. با توجه به اهمیت استفاده از ضایعات در جهت بازیابی آنها و همچنین اثرات متفاوت مایکوریزا (قارچریشه) در مواجهه با فلزات سنگین، این تحقیق با هدف بررسی اثر پوستهی تخممرغ و مایکوریزا بر تغییرات شاخص خطر در گیاه ریحان مد نظر قرار گرفت. مواد و روشها: این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی شامل فاکتورهای خاک (غیرآلوده، آلوده)، پوستهی تخممرغ (صفر، 3 و 5 درصد وزنی) و قارچریشه (عدم تلقیح، تلقیح شده با گونههای Funneliformis mosseae و Rhizophagus irregularis به صورت ترکیبی) در 3 تکرار (در مجموع 36 واحد آزمایشی) اجرا و گیاه ریحان (Ocimum basilicum L.)، با توجه به سطح برگ زیاد و تولید ماده خشک مناسب، به عنوان گیاه آزمایشی انتخاب گردید. در پایان مؤلفههای رشد، غلظت عناصر روی، مس، سرب و کادمیوم در گیاه، ضریب انتقال، فاکتور جابجایی، نسبت و شاخص خطر در گیاه مورد ارزیابی قرار گرفت. یافتهها: افزایش سطح آلودگی خاک ارتفاع اندام هوایی را 54 درصد و وزن تر اندام هوایی را 70 درصد کاهش داد. استفاده از پوستهی تخممرغ به میزان 5 درصد در مقایسه با تیمار شاهد در شرایط خاک آلوده باعث افزایش 32 درصد در ارتفاع اندام هوایی گیاه و 5/16 درصد در وزن تر اندام هوایی گیاه گردید. در مقابل تلقیح قارچریشه ارتفاع اندام هوایی را 7/25 درصد و وزن تر اندام هوایی را 47/4 درصد افزایش داد. روند نسبتاً مشابهی در خصوص وزن خشک اندام هوایی و وزن خشک ریشه مشاهده شد. تحت شرایط آلودگی خاک، کاربرد 5 درصد وزنی پوستهی تخممرغ در مقایسه با عدم مصرف آن، مقدار عنصر روی، مس و کادمیوم در اندام هوایی گیاه را به ترتیب 7/11، 16/4 و 7/16 درصد کاهش داد. در خاک آلوده به فلزات سنگین کاربرد قارچریشه باعث کاهش معنیدار غلظت عناصر روی، مس، سرب و کادمیوم در اندام هوایی گیاه به مقدار 8/33، 87/2، 9/25 و 3/43 درصد گردید. در خاک آلوده بیشترین مقدار شاخص خطر به میزان 14/2 در تیمار فاقد پوستهی تخممرغ و عدم تلقیح با قارچریشه مشاهده شد. تحت تأثیر استفاده از 5 درصد پوستهی تخممرغ و تلقیح قارچریشه، شاخص خطر به ترتیب 9/14 و 36 درصد کاهش یافت. با توجه به نتایج بدست آمده استفاده از تیمارهای پوستهی تخممرغ و تلقیح قارچریشه باعث کاهش شاخص خطر در خاک آلوده گردید که میزان اثر با توجه به نوع عنصر متفاوت گزارش شد. البته در مورد هردو تیمار با توجه به سطح غلظت آلایندهها، مقدار شاخص خطر مصرف گیاه ریحان به پایینتر از حد مجاز آن نرسید به نحوی که تحت تأثیر کاربرد 5 درصد پوستهی تخممرغ شاخص خطر، 54/1 و در تیمار تلقیح با قارچریشه 31/1 گزارش گردید. کمترین میزان شاخص خطر در خاک آلوده تلقیح شده با قارچریشه به همراه 5 درصد پوستهی تخممرغ به میزان 16/1 محاسبه گردید. نتیجهگیری: گیاه ریحان کشت شده در خاک آلوده علیرغم مؤثر بودن تیمارها در کاهش مقدار شاخص خطر، همچنان در حد خطرآفرینی مصرف قرار داشت. در نظر گرفتن نوع و غلظت فلزات سنگین در استفاده بهینه از مواد بازیافتی اصلاحی مانند پوستهی تخممرغ و همچنین اصلاحگرهای زیستی مانند قارچریشه، میتواند از اهمیت ویژهای برخوردار باشد. | ||
کلیدواژهها | ||
مایکوریزا؛ پوستهی تخممرغ؛ ریحان؛ فلزات سنگین؛ شاخص خطر | ||
مراجع | ||
1.Adamczyk-Szabela, D., Romanowska-Duda, Z., Lisowska, K., and Wolf, WM. 2017. Heavy metal uptake by herbs. V. Metal accumulation and physiological effects induced by thiuram in Ocimum basilicum L. Water, Air and Soil Pollution. 228: 334-341.
2.Ali, I., Al-othmsn, Z.A., and Alharbi, O.M. 2016. Uptake of pantoprazole drug residue from water using novel synthesized composite iron nano adsorbent, Journal of Molecular Liquids. 218: 465-472.
3.Al-Jassir, M.S., Shaker, A., and Khalig, M.A. 2005. Deposition of heavy metals on green leafy vegetables sold on roadsides of Riyadh city, Saud-Arabian. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 75: 1020-1027.
4.Alloway, B.J. 2001. Heavy Metals in Soils. Chapman & Hall, London, 368p.
5.Arriagada, C.A., Herrera, M.A., and Ocampo, J.A. 2005. Contribution of arbuscular mycorrhizal and saprobe fungi to the tolerance of Eucalyptus globulus to Pb. Water, Air, and Soil Pollution,166: 31-47.
6.Asadi, F., Shariatmadari, H., and Mirghaffari, N. 2008. Modification of rice hull and sawdust sorptive characteristics for remove heavy metals from synthetic solutions and wastewater. Journal of Hazardous Materials. 154: 451-458.
7.Bouyoucos, G.J. 1962. Hydrometer method improved for making particle size analysis of soil. Agronomy Journal. 54: 464-465. 8.Bower, C.A., Reitemeier, R.F., and Firemen, M. 1952. Exchangeable cation analysis of saline and alkaline soils. Soil Science. 73: 251-261.
9.Colpaert, J.V., and vanAssche J.A. 1987. Heavy metal resistance in some ectomycorrhizal fungi. Functional Ecology. 1: 415-421.
10.Das, D.P., and Das, K. 2008. Mobilisation of arsenic in rice (Oryza Sativa L.) plants affected by organic matter and zinc application in irrigation water contaminated with arsenic. Plant, Soil and Environment. 54: 1. 30-37.
11.Datta, S.P., and Young, S.D. 2005. Predicting metal uptake and risk to the human food chain from leaf vegetables grown on soils amended by long-term application of sewage sludge. Water, Air and Soil Pollution. 163: 119-136.
12.Esteghamati, A., Noshad, S., Nazeri, A., Khalilzadeh, O., Khalili, M., and Nakhjavani, M. 2007. Patterns of fruit and vegetable consumption among Iranian adults: a SuRFNCD-2007 study. British Journal of Nutrition.108: 1. 177-181.
13.Fryc, J.M. 2019. Use of the eggshells in removing heavy metals from waste water - the process kinetics and efficiency. Ecological and Chemistry Engineering, 26: 1. 165-174.
14.Gohre, V., and Paszkowski, U. 2006. Contribution of the arbuscular mycorrhizal symbiosis to heavy metal phytoremediation. Planta, 223: 1115-1122.
15.Hakanson, L. 1980. An ecological risk index for aquatic pollution control: a sediment logical approach. Water Research. 8: 975-1001.
16.Helgason, T., and Fitter, A.H. 2009. Natural selection and the evolutionary ecology of the arbuscular mycorrhizal fungi (phylum Glomeromycota). Journal of Experimental Botany. 60: 2465-2480.
17.Hetrick, B.A.D., Wilson, G.W.T., and Cox, T.S. 1993. Mycorrhizal dependence of modern wheat cultivars and ancestors: a synthesis. Canadian Journal of Botany. 71: 512-517. 18.Huang Y., Tao, S.A., and Chen Y.J. 2005. The role of arbuscular mycorrhiza on change of heavy metal speciation in rhizosphere of maize in wastewater irrigated agriculture soil. Journal of Environmental Sciences. 17: 276-280.
19.Hussain, A.I., Anwar, F., Sherazi, S.T.H., and Przybylski, R. 2008. Chemical composition, antioxidant and antimicrobial activities of basil (Ocimum basilicum) essential oils depends on seasonal variations. Food Chemistry. 108: 986-995.
20.Jahan, S., and Strezov, V. 2018. Comparison of pollution indices for the assessment of heavy metals in the sediments of seaports of NSW, Australia. Marine Pollution Bulletin. 128: 295-306.
21.Kabata-Pendias, A. 2011. Trace elements in soil and plants, 4th edn. CRC Press, Boca Raton.
22.Karbassi, A.R., Nabi-Bidhendi, Gh.R., and Bayati, I. 2005. Environmental geochemistry of heavy metals in a sediment core off Bushehr, Persian Gulf, Iran. Journal of Environmental Health Science and Engineering. 2: 4. 225-260.
23.Khosravi, F., Savaghebi, Gh., and Farahbakhsh, H. 2007. Effect of potassium chloride on cadmium uptake by rapeseed and sunflower in a contaminated soil. Water and Soil,23: 3. 28-35. (In Persian)
24.Kim, D., Hwang, S.J., Kim, Y., Ho, Ch., Jeong, Y. et al. 2019. Removal of heavy metals from water using chicken egg shell powder as a bio-adsorbent. Bulletin of Korean Chemistry. 40: 1156-1161.
25.Li, Z., Ma, Z., van der Kuijp, T.J., Yuan, Z., and Huang, L. 2014. A review of soil heavy metal pollution from mines in China: pollution and health risk assessment. Science of the Total Environment. 468-469: 843-853.
26.Lindsay, W.L., and Norvell, W.A. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Science Society of American Journal. 42: 421-428.
27.Mansouri, N., and Azimi, S. 2015. Heavy Metal in the Environment. Hak Publishers. (Vol. 1). Tehran. (In Persian)
28.Marchiol, L., Assolari, S., Sacco, P., and Zerbi, G. 2004. Phytoextraction of heavy metals by canola (Brassica napus) and radish (Raphanus sativus) grown on multi-contaminated soil. Environmental Pollution. 132: 21-27.
29.Mehrasbi, M., Sekhawatju, M., Hasanalizadeh, A.S., and Ramezanzadeh, Z. 2010. Study of heavy metals in the atmospheric deposition in Zanjan, Iran. Iranian Journal of Health and Environment. 2: 4. 240-249. (In Persian)
30.Mohammadi, J. 2001. Cadmium concentration in vegetable crops grown in polluted soils of Kempen region (Belgium). 4th National Conference on Environmental Health. pp. 528-35. (In Persian)
31.Niknam, M., Shahbazi, A., and Farajlu, J. 2014. Application and efficiency of agricultural wastes in the removal of heavy metals and non-ferrous metals from water and wastewater: A study of optimal adsorption. Human and Environment Journal. 31: 23-38.(In Persian)
32.Olowoyo, J.O., van Heerden, E., Fischer, J.L., and Baker, C. 2010. Trace metals in soil and leaves of Jacaranda mimosifolia in Tshwane area, South Africa. Atmospheric Environment. 44: 1826-1830. 33.Olsen, S.R., Cole, C.V., Watanabe, F.S., and Dean, L.A. 1954. Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. USDA Circular 939.
34.Oudeh, M., Khan, M., and Scullion, J. 2002. Plant accumulation of potentially toxic elements in sewage sludge as affected by soil organic matter level and mycorrhizal fungi. Environmental Pollution. 6: 293-300.
35.Ozyigit, I.I., Yalcin, B., Turan, S., Saracoglu, I.A., Karadeniz, S., Yalcin, I.E., and Demir, G. 2018 Investigation of heavy metal level and mineral nutrients status in widely used medicinal plants’ leaves in Turkey: insights into health implications. Biological Trace Element Research. 182: 387-406.
36.Philips, J.M., and Hayman, D.S. 1970. Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular arbuscular mycorrhiza fungi for rapid assessment of infection. Transactions of the British Mycological Society. 55: 158-161. 37.Quevauviller, P. 1998. Operationally defined extraction procedures for soil and sediment analysis. Trends in Analytical Chemistry. 17: 5. 289-298.
38.Quina, M.J., Soares, M.A.R., and Quinta-Ferreira, R. 2017. Applications of industrial eggshell as a valuable anthropogenic resource. Resources and Conservation Recycling. 123: 176-186.
39.Rangzan, N. 2012. Ph.D. Dissertation. Indian Agricultural Research Institute, New Delhi, India.
40.Rillig, M.C., and Mummey, D.L. 2006. Mycorrhizas and soil structure. New Phytologist. 171: 41-53.
41.Rizwan, M., Ali, S., Rehman, M.Z.U., and Maqbool, A. 2019 A critical review on the effects of zinc at toxic levels of cadmium in plants. Environmental Science and Pollution Research.26: 6279-6289.
42.Salardini, A. 1992. Soil fertility. Tehran University Press. 440p. (In Persian)
43.Santillan-Medrano, J., and Jurinak, J.J. 1975. The chemistry of lead and cadmium in soil: solid phase formation. Soil Science Society of America Journal. 39: 5. 851-856.
44.Smith, S.E., and Read, D.J. 2008. Mycorrhizal symbiosis. Cambridge, London: Academic, 815p.
45.Song, H. 2005. Effects of VAM on host plant in condition of drought stress and its mechanisms. Electronic Journal of Biology. 1: 3. 44-48.
46.Stancheva, I., Geneva, M., Mrakovska, Y., Tzvetkova, N., Mitova, I., Todorova, M., and Petrov, P. 2014 A comparative study on plant morphology, gas exchange parameters, and antioxidant response of Ocimum basilicum L. and Origanum vulgare L. grown on industrial polluted soil. Turkish Journal of Biology. 38: 89-102.
47.Thomas, G.W. 1982. Exchangeable cations. P 159-165. In: A.L. Page, R.H. Miller, D. Keeney, (eds.). Methods of Soil Analysis: Part 2: Chemical and microbiological properties. Agronomy Monogr. 2nd ed. ASA and SSSA. Madison, WI.
48.United State Department of Agriculture. Methods for soil characterization, Saline and Alkali soils. Agriculture, Chapter 6, Hand book 60.
49.United States Environmental Protection Agency (USEPA). 2010. Integrated Risk Information System-Database. Philadelphia PA, Washington, DC.
50.USEPA. 2006. Integrated risk information system (IRIS). Washington DC: United States Environmental Protection Agency; [cited 2015 Jul 17]. Available from: http://www.epa.gov/iris/subst.
51.Wagner, G.J. 1993. Accumulation of cadmium in crop plants and its consequences to human health. Advance in Agronomy. 51: 173-212.
52.Walakly, A., and Black, I.A. 1934. An examination of the digestion method for determining soil organic matter and proposed modification of chromic acid titration method. Soil Science. 37: 29-38.
53.Warman, P.R., Murphy, C.J., Burnham, J.C., and Eaton, L.J. 2004. Soil and plant response to MSW compost applications on low bush blueberry fields in 2000 and 2001. Small Fruits Review. 3: 1-2. 19-31.
54.World Health Organization (WHO). 1998. Environmental Health Criteria for Copper. Available from: http://www.inchem.org/ documents/ehc/ehc/ehc200.htm. Accessed 2004 September 13.
55.Wu, Q.S., Zou, Y.N., and Wang, G.Y. 2011. Arbuscular mycorrhizal fungi and acclimatization of micro propagated citrus. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 42: 1825-1832.
56.Yalcin, M.G., Battaloglu, B., and Ilhan, S. 2007. Heavy metal sources in sultan marsh and it’s uptake by fruit type vegetable grown in selected agricultural areas. Pakistan Journal of Biological Science. 7: 1438 1442.
57.Yong, R. 2001. Geo-environmental Engineering, Contaminated Soils. Pollutant Fate Mitigation, CRC Press, LIC, USA, 98p. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 478 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 415 |