بخشی از مقاله
چکیده
آثار زیانبار به کارگیری جنگ افزارها بهصورت اثرات اولیه و ثانویه آلودگی یکی از آسیبهای جدی به محیط زیست به-خصوص خاک و گیاه است. از محدودیتهای اصلی کشت گندم در خاکهای آلوده مناطق جنگی وجود غلظتهای بالای عناصر سنگین بهخصوص آنتیموان میباشد. استفاده از زئولیت گزینه مناسب برای رفع مشکل خاکهای آلوده مناطق جنگی تحت کشت گندم میباشد. هدف از این پژوهش بررسی اثر زئولیت طبیعی بر کلروفیل ، منیزیم و جذب آنتیموان موجود در خاکهای آلوده به سلاحهای جنگی توسط گندم میباشد. این آزمایش بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار برای هر گلدان انجام گردید. تیمارها شامل چهار سطح زئولی ت - a4 - 2/5، - a3 - 1/5، - a2 - 0/5، صفر - a1 - درصد از وزن خاک و دو سطح خاک، یک سطح خاک خارج از محل جنگ - بدون آلودگی - - b1 - و سطح دیگر مربوط خاک آلوده به سلاح-های جنگی - b2 - انجام پذیرفت. نتایج نشان داد خاکهای آلوده به جنگ افزارها، موجب افزایش غلظت آنتیموان در گندم شد. همچنین کاربرد تیمارهای زئولیت در خاک آلوده سبب کاهش معنیدار این عنصر در گیاه گردید. ضمنا با اعمال بیشترین سطح کاربردی زئولیت، شاخص کلروفیل و مقدار منیزیم گیاه در هر دو خاک افزایش معنیدار نشان داد.
مقدمه
رشد روزافزون جمعیت،افزایش آلودگی محیط زیست، سلامتی و حیات موجودات زنده به ویژه انسان را با خطر جدی مواجه ساخته است - فتحی و چرم، . - 1392 جنگ یکی از عوامل آلوده شدن محیط زیست است . - Leniny, 2000 - در تهاجم عراق به ایران 16000 کیلومترمربع از خاک ایران بیشترین اثرات را متحمل شدند. آلودگی مین، مواد منفجره شیمیایی بجا مانده از جنگ در طول 1100 کیلومتر از مرزهای غرب و جنوب غربی ایران با مساحت 4/2 میلیون هکتار بالغ بر 16 میلیون انواع مین-های انفجاری و سایر مهمات بکاررفته و بقایای مواد آن در داخل خاک ایران مدفون شده است - قربانی و همکاران ،. - 1388 در جنگ عراق علیه ایران، عراق 3500 بار مناطق مرزی و مسکونی ایران را بمباران شیمیائی و 4770 بار مناطق مسکونی و مرزی ایران با دیگر سلاحهای جنگی بمباران کرد - عبدالحلیم،. - 1380 طبق گزارشات و تحقیقات به عمل آمده از خاک اطراف خرمشهر آلودگی عناصر سنگین ناشی از بمبارانها و ادوات جنگی و سلاحهای ناشی از جنگ تا حد چندین برابر غلظت مجاز دیده میشود - قنبری زاده و چرم،. - 1381 فلزات سنگین، بر خلاف آلایندههای آلی تجزیه بیولوژیکی یا شیمیایی نمیشوند و بنابراین مدت زمان طولانی در خاک باقی میمانند - . - Ming and Mumpton, 1989 آنتیموان اغلب به شکل Sb - III - به نام آنتیمونیت و یا Sb - v - به ترتیب در حال کاهش و آکسایشیافت میشود. در شرایط اکسیدی، گونه غالب آنتیموان در محلول خاک - Sb - v است که میتواند همانند آنیونهای فسفات و آرسنات توسط ذرات خاک ثبیت شود. آنتیموان عنصر غیرضروری برای گیاهان و حیوانات است ولی میتواند به آسانی توسط گیاه جذب شود - سادات.عراقی شهری و همکاران،. - 1393 مواد مختلفی تا کنون برای کاهش تحرک فلزات سنگین در خاک و جلوگیری از انتقال آنها به گیاهان استفاده شده که میتوان به کانیهای رسی بخصوص زئولیت ارشاره کرد زئولیتهاکریستالهای آلومینوسیلیکاته آبدار ازعناصر گروه III جدول تناوبی به خصوص سدیم ، پتاسیم ، منیزیم ، کلسیم ، استرانسیم و باریوم هستند. زئولیتها به دو صورت طبیعی و مصنوعی موجودند
مهابادی و همکاران - 1382 - اکثر زئولیت طبیعی ایران از نوع کلینوپتیلولیت گزارش کرده اند، آنان تاثیر این نوع زئولیت بر تثبیت کادمیوم در خاکهای آلوده استان گیلان بررسی و بیان کردند که کاربرد زئولیت در خاک شستشوی کادمیوم خاک را کاهش میدهد. - 2009 - Shi et al با بررسی جنبههای کاربردی زئولیت طبیعی برای اصلاح خاکهای آلوده به فلزات سنگین دریافتند که زئولیت میتواند به طور قابل توجهی جذب سرب و کادمیوم توسط گیاهان را کاهش داده و منجر به تبدیل شکل-های قابل دسترسی سرب و کادمیوم به شکلهای غیردسترس شود. با توجه به اهمیت کاربرد زئولیت و برتری این کود معدنی تاکنون مطالعات زیادی در سطح کشور و جهانی صورت گرفته اما مطالعات در زمینه رفع آلودگی از محصولات کشاورزی حاصل از خاکهای جنگی اندک بوده است. وجود منابع عظیم زئولیت به ویژه کلینوپتیلولیت در ایران سبب شد تا این نوع زئولیت برای حذف آنتیموان در خاکهای آلوده به جنگ افزارها در این پژوهش مورد استفاده قرار گیرد. از این رو این پژوهش با هدف تأثیر زئولیت بر کلروفیل و جذب آنتیموان و منیزیم توسط گندم در خاک های آلوده به انجام رسید.
مواد و روشها
این پژوهش با کاربرد سطوح مختلف زئولیت در خاکهای آلوده و غیرآلوده و کشت گیاه گندم به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در دانشگاه آزاد اسلامی اهواز، بصورت گلدانی خارج از گلخانه اجرا شد. خاک نمونه برداری شده از جنوب دهلران - مرز بین ایران و عراق، منطقه شرهانی تا زبیدات عراق - مربوط به 8 سال جنگ عراق با ایران، که عراق طی آنها طیف وسیعی از بمبها و سلاحهای جنگی و شیمیایی استفاده کرده بود. بدین منظور با توجه به شواهد و قرائن 50 نقطه آلوده، نمونه برداری گردید و این نمونها برای سطح خاک آلوده در نظر گرفته شد. همچنین 50 نقطه دیگر خارج ازمحلهای آلوده که در تیررس دو کشور قرار نگرفته، با فاصله 1000 متر به عنوان سطح خاک غیر آلوده انتخاب و نمونه برداری گردید. هریک از دو نوع 50 نمونه خاک جداگانه با یکدیگر مخلوط و دو نمونه خاک مرکب تهیه شد. خاک مرکب پس از هوا خشک کردن از الک 2 میلی متری عبور داده و با روش متداول آزمایشگاهی برخی ویژگی های شیمیایی و فیزیکی آن اندازه گیری گردید - جدول. - 1طزئولیت مورد استفاده از شرکت افرند توسکا تهیه گردید و پس از شستشو با آب مقطر و هوا خشک کردن از الک یک میلی متری عبور داده شدند. سپس کانی شناسی آن با استفاده از روش پراش اشعه ایکس تعیین شد که نشان داد بیش از 75 درصد زئولیت مورد استفاده از کلینوپتیلولیت خالص تشکیل شده است. برخی از ویژگیهای زئولیت در جدول 2 آمده است. پس از مشخص شدن تیمارها چهارسطح زئولیت با توجه به پتانسیل اسمزی خاک در نظر گرفته شد که عبارتند از - a4 - 2/5، - a3 - 1/5، - a2 - 0/5، صفر - a1 - درصد وزنی، آن را با خاک آلوده و غیر آلوده جداگانه مخلوط و با وزن 10 کیلوگرم برای هر گلدان وارد گردید. - ارتفاع گلدان 40 و قطر 20 سانتیمتر - . تاریخ کشت 15 آبانماه در نظر گرفته شد. داخل هر گلدان 10 عدد بذر گندم رقم چمران کشت گردید. پس از استقرار گیاهان شماره بوته به 5 عدد تنک گردید. عملیات آبیاری با توجه به شرایط بارندگی اهواز - - 94-95، فقط هفتهای یک بار آبیاری انجام پذیرفت. جهت حفظ شرایط طبیعی خاک از هیچگونه نهادهای کودی و سم استفاده نشد. 75 روز پس از کشت، میزان کلروفیل در برگ در مرحله آبستنی با استفاده ازکلروفیل سنج - SPAD - 502عزیزی، - 1393 تعیین شد. منیزیم در دانه گندم به روش هضم خشک با استفاده از کوره در دمای 550 درجه و محلول کردن و تیتراسیون با ورسین - غازان شاهی، . - 1385 برای تعیین آنتیموان دانه، در زمان برداشت آنها را آسیاب کرده و از روش هضم با HNO3 غلیظ و آب اکسیژنه 30 درصد استفاده گردید و غلظت این عنصر در دانه بوسیله دستگاه جذب اتمی مدل Unicam919AA در طول موج 217/58 تعیین گردید. - سادات عراقی شهری و همکاران، . - 1393 تجزیه واریانس دادهها توسط نرم افزار آماری SAS انجام و برای مقایسه میانگینها از روش برشدهی اثر متقابل در سطح پنج درصد استفاده گردید.
نتایج و بحث
برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و زئولیت در جدول 1و2 نشان داده شده است. pH خاک یکی از عوامل کنترل کننده قابلیت دسترسی فلزات سنگین در خاک میباشد. pH خاک آلوده نسبت به خاک غیرآلوده اسیدی بود. همان گونه که در جدول 1 آمده است هدایت الکتریکی خاک آلوده،4/83 دسی زیمنس بر سانتیمتر که در مقایسه با خاک غیر آلوده غلظت بالاتری نشان میدهد. غلظت آنتیموان در خاک آلوده به سلاحهای جنگی و شیمیائی255/8 میلی گرم بر کیلوگرم که در مقایسه با خاک غیرآلوده غلظت بالائی را نشان می دهد و بیانگر این است که این عنصر از طریق جنگ افزارها و چاشنیهای انفجاری به خاک واردگردیده است.
جدول-1 برخی خصوصیات شیمیایی در خاکهای آلوده و غیر آلوده
جدول-2 برخی خصوصیات شیمیایی زئولیت مورد استفاده
تأثیر تیمارهای زئولیت ونوع خاک بر میزان کلروفیل
با توجه به جدول تجزیه واریانس - جدول - 3نتایج نشان می دهد تأثیر تیمارهای زئولیت و نوع خاک بر شاخص کلروفیل در سطح احتمال %1 معنی دار است ولی اثر متقابل آن بر کلروفیل معنی دار نیست. نتایج مقایسه میانگینها - شکل - 1 نشان میدهد تأثیر تیمارهای زئولیت در هر دو خاک تأثیر مثبت و معنیداری در افزایش کلروفیل داشته است.در خاک آلوده و خاک غیر آلوده تأثیر تیمار زئولیت بر کلروفیل ناشی از تفاوت معنیدار تیمارهای 2/5درصد با گروههای0/5و شاهد است. بین تیمار1/5 با سایر تیمارها تفاوت معنی دار مشاهده نشد. بیشترین میانگین کلروفیل مربوط به خاک آلوده با کاربرد زئولیت 2/5 درصد با میانگین کلروفیل 50/56 و کمترین آن مربوط تیمار خاک غیر آلوده و عدم کاربرد زئولیت با کلروفیل 29/9 نشان داده شد. از دلایل معنی دار شدن افزایش کلروفیل تحت کاربرد زئولیت،افزایش فراهمی و قابلیت دسترسی گیاه به عناصر غذایی موجود در زئولیت و افزایش جذب نیتروژن و منیزیم میباشد.زئولیت در محیط کشت باعث افزایش میزان فتوسنتز،کارایی مزوفیل،کارایی مصرف آب و میزان کلروفیل میشود - پازاکی،. - 1389 در تیمار خاک آلوده میزان کلروفیل 41/6 و در خاک غیر
