بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی تأثیر سلنیوم بر برخی از از صفات رویشی، رنگیزه-های فتوسنتزی و غلظت آن در گیاه کنگرفرنگی آزمایشی به صورت طرح بلوکهای کامل تصادفی در سال 1394 در 3 تکرار در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه انجام شد. فاکتور مورد نظر غلظتهای مختلف سلنات سدیم در سطوح صفر، 2، 4، 8 و 12 میلیگرم بر کیلوگرم بود. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که سلنیوم به طور معنیداری بر سلنیوم ریشه در سطح احتمال یک درصد و بر سلنیوم اندام هوایی در سطح احتمال پنج درصد تأثیر داشت ولی بر وزن خشک ریشه، وزن خشک ساقه، کلروفیل a، کلروفیل b و کلروفیل کل تأثیر معنیداری نداشت. بر اساس نتایج مقایسه میانگین مشخص شد که تیمار 4 ppm سلنیوم موجب افزایش وزن خشک ریشه و ساقه نسبت به تیمار شاهد شد. همچنین سطح 12 ppm سلنیوم موجب کاهش وزن خشک ریشه و ساقه نسبت به تیمار شاهد شد. نتایج به دست آمده بیانگر آن بود که بین تیمارهای مختلف سلنیوم اختلاف معنیداری روی کلروفیل a، کلروفیل b و کلروفیل کل وجود نداشت. همچنین مشخص گردید که در حضور سلنیوم جذب آن توسط اندامهای گیاهی افزایش پیدا کرد، به نحوی که بیشترین جذب سلنیوم در ریشه در سطوح ppm 12 و 8 سلنیوم و بیشترین جذب سلنیوم در اندام هوایی در سطوح 12 ppm، 8 و 4 سلنیوم مشاهده شد.
واژه های کلیدی
کنگرفرنگی، سلنیوم، ریشه، کلروفیل
مقدمه
کنگرفرنگی یکی از قدیمیترین گیاهان دارویی جهان است که در طول هزاران سال کشت میشده است. پزشکان باستان از کنگرفرنگی به عنوان داروی مدر، پایین آورنده کلسترول، محرک کبدی و رفع مشکلات کبدی و گوارشی استفاده میکردند. همچنین این گیاه در اعصار گذشته به صورت پودر شده برای برطرف کردن بوی بد بدن بین مردم محبوبیت داشته است . - Phillips and Rix, 1993 -
آلایندهها از جمله عوامل مختل کننده محیط زیست به شمارمیروند و خاک به عنوان یکی از اجزاء مهم محیط زیست در معرض مستقیم این آلایندهها قرار دارد. اقدامات کشاورزی و صنعتی، مانند کاربرد حشرهکشها و کودهای شیمیایی، آبیاری با فاضلابها، رسوبات حاصل از سوختن زغال سنگ، پسماند کارخانجات ذوب فلز، باقیماندههای معادن فلز و عوامل طبیعی مانند خاکسترهای آتشفشانی، هوازدگی سنگهای بسترو خاکسازی مناطق گستردهای از زمین در جهان را با فلزات سنگین آلوده کرده است - Hamilton, . - 2004 در دهه گذشته ورود آلایندههایی مانند فلزات سنگین به اکوسیستم، حیات آنها را به خطر انداخته است. این آلایندهها با منشأ مصنوعی - پسابهای صنعتی و دورریزهای خانگی - و طبیعی - سنگهای رسوبی - دارای وزن اتمی بالا هستند و از لحاظ عملکرد فیزیولوژیکی تاثیرات مخربی بر موجودات زنده گیاهی و جانوری دارند . - Deram et al., 2007 -
سلنیوم یک ریز عنصر مهم است که در مقادیر کم در میکروارگانیسمها، گیاهان، حیوانات و انسان وجود دارد و میتواند به عنوان ماده مغذی ضروری برای انسان و حیوانات و یا به عنوان یک ماده سمی زیست محیطی عملکرد داشته باشد. مرز این دو حالت بستگی به فرم شیمیایی، غلظت عنصر و سایر متغیرهای قابل تنظیم زیست محیطی دارد . - Jose Rodolfo et al., 2011 - اگر چه سلنیوم یک عنصر ضروری برای انسان است، ولی برای گیاهان ضروری نبوده و حتی سمی میباشد. اما با این وجود غلظتهای پایین سلنیوم اثرات سودمندی بر متابولیسم سلولهای گیاهی دارد و جذب برخی یونها را تنظیم میکند. همچنین این عنصر تحمل گیاهان به تنش اکسیداتیو ناشی از U.V را افزایش داده و سبب به تأخیر انداختن پیری و ارتقاء رشد در نهالهای پیر میشود - Mateja and . - Vekoslava, 2007 جذب و انباشت سلنیوم توسط گیاهان بستگی به فرم شیمیایی، غلظت عنصر و فاکتورهای خاک از قبیل pH و مقدار کربنات کلسیم و غلظت یونهای رقیب و توانایی گیاه در جذب و متابولیسم سلنیوم دارد . - Kahakachchi et al., 2004 -
تحمل سمیت سلنیوم با افزایش مقدار سولفات افزایش مییابد و غلظتهای آستانهی سلنیوم در غلظتهای متفاوت سولفات در محیط ریشه یکسان نیست . - Mikkelsen et al., 1989 - وایت و همکاران در سال 2004 اثر متقابل سلنیوم و سولفور در گیاه Arabidopsis thaliana را مورد مطالعه قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که وزن تر گیاهان رشد یافته بر روی غلظت 100 میکرومولار سلنیوم کمتر از حالتی بود که در غیاب سلنات رشد کرده بودند . - White et al., 2004 - نتایج حاصل از بررسی اثرات بر همکنش سلنیوم و مولیبدن بر محتوی رنگیزههای فتوسنتزی برگ گوجه فرنگی نشان میدهد که سلنیوم میتواند اثرات بهبود دهنده بر تنش ناشی از سمیت مولیبدن به عنوان فلز سنگین گذارد - خاوری نژاد و همکاران، . - 1389 استفاده از سلنیوم در گیاه سیب زمینی افزایش غلظت سلنیوم در برگهای بالایی، ریشهها، ساقههای زیرزمینی را در پی داشته است و در طول دورهی رشد غلظت سلنیوم بخش هوایی، ریشهها و ساقههای زیر زمینی روند رو به کاهش و غدههای نابالغ و بالغ تجمع بالایی از سلنیوم را نشان دادند . - Turakainen, 2007 - گزارش شده است که سلنیوم موجب کاهش کلروفیل گیاه لوبیا، کاهو و جلبک کلرلا شده است - Chen et al., . - 2005; Padmaja et al., 1989 در جلبک کلرلا، با افزایش غلظت سلنیوم میزان کلروفیل کاهش یافته ولی مقدار کارتنوئید و گزانتوفیل افزایش یافت . - Chen et al., 2005 -
هدف از انجام این پژوهش بررسی تأثیر سلنیوم بر برخی از صفات رویشی، رنگیزههای فتوسنتزی و غلظت آن در گیاه کنگرفرنگی بود.
مواد و روش
این آزمایش به صورت طرح بلوکهای کامل تصادفی در سال 1394 در 3 تکرار انجام شد و با یک فاکتور مورد بررسی قرار گرفت. فاکتور مورد نظر غلظتهای مختلف سلنات سدیم در سطوح صفر، 2، 4، 8
و 12 میلیگرم بر کیلوگرم بود. طبق آزمایشات انجام شده برای تعیین بافت خاک مورد آزمایش، معلوم گردید که بافت خاک متوسط
و ریز بوده و بافت خاک از نوع لومماسه بود. شوری خاک 1/8
دسیزیمنس بر متر و از آب شهری لولهکشی EC =0/7 - دسیزیمنس بر متر - برای آبیاری استفاده گردید، خاک از لحاظ عناصر فسفر - 10.3 ppm - ، پتاسیم - 312 ppm - تقریباً غنی بوده و از لحاظ داشتن نیتروژن فقیر محسوب میشود. پیاچ خاک 7/8 بود. بذر گیاه کنگرفرنگی از شرکت پاکان بذر اصفهان تهیه شد. بذرها ابتدا به مدت 5 دقیقه در محلول هیپوکلرید سدیم 10 درصد ضدعفونی گردید و پس از شستشو با آب مقطر در گلدانهای پلاستیکی دارای ماسه شسته شده کشت شدند. تعداد شش بذر در هر گلدان کاشته شد و در نهایت چهار گیاه پایدار شد. پس از دو هفته جوانهزنی و رشد گیاهان، آنها تحت تاثیر محلول غذایی هوگلند قرار گرفتند. پس از رسیدن به مرحله چهار برگی غلظتهای مختلف سلنات سدیم - 0، 2، 4، 8 و 12 پیپیام - بر گیاه کنگرفرنگی اثر داده شد. آزمایش در یک محیط نیمه کنترل شده گلخانه با نور طبیعی که با نور مصنوعی لامپهای فلورسانت تکمیل میشد، انجام گرفت. طول دوره روشنایی 16 ساعت با شدت نور حدود 160 میکرومول فوتون بر مترمربع بر ثانیه در نظر گرفته شد. متوسط دمای روز - شب به ترتیب 19 و 26 درجه سانتیگراد بود. پس از یک ماه رشد گیاه کنگرفرنگی، در این شرایط از آنها نمونه برداری به عمل آمد.
گیاهان پس از طول دوره آزمایش در محیطهای دارای غلظتهای مختلف سلنیوم برداشت شدند. بخش هوایی و ریشهای آنها از هم جدا شد و با آب مقطر شستشو شد، سپس در دمای72 درجه سانتی گراد به مدت 48 ساعت خشک شدند و وزن خشک آنها به عنوان یکی از پارامترهای رشد اندازه گیری گردید. استخراج کلروفیل از برگ با کمک استون 80 درصد انجام شد . - Arnon, 1949 - اندازه-گیری سلنیوم به کمک دستگاه جذب اتمی و به صورت تولید هیدرید به کمک سیدم بروهیدرید انجام گرفت - Jahanshahi, . - 1995 برای انجام تجزیه و تحلیل دادهها از نرمافزار SPSS استفاده گردید. جهت مقایسه میانگینها، از آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد استفاده شد.
نتایج وزن خشک ریشه: بر اساس نتایج جدول تجزیه واریانس - جدول
- 1 اثر سلنیوم بر وزن خشک ریشه معنیدار نبود. مقایسه میانگین وزن خشک ریشه تحت تأثیر فاکتور سلنیوم - جدول - 2 نشان داد که تیمار 4 ppm سلنیوم 0/059 - گرم - باعث افزایش وزن خشک ریشه نسبت به تیمار شاهد 0/033 - گرم - شد، همچنین تیمار 12 ppm سلنیوم 0/027 - گرم - کاهش وزن خشک ریشه نسبت به تیمار شاهد را سبب گردید. نتایج به دست آمده حاکی از آن بود که تیمار شاهد و 8 ppm و 2 سلنیوم از نظر آماری در یک گروه آماری واقع شده بودند.
وزن خشک ساقه: نتایج جدول تجزیه واریانس - جدول - 1 مشخص کرد که سلنیوم بر وزن خشک ساقه تأثیر معنیداری نداشت. بر اساس نتایج مقایسه میانگین وزن خشک ساقه تحت تأثیر فاکتور سلنیوم - جدول - 2 تیمار 4 ppm سلنیوم 0/229 - گرم - با افزایش وزن خشک ساقه نسبت به تیمار شاهد 0/199 - گرم - همراه بود و تیمار 12 ppm سلنیوم 0/1 - گرم - باعث کاهش وزن خشک ساقه نسبت به تیمار شاهد شد. همچنین مشخص شد که تیمار شاهد و 8 ppm و 2 سلنیوم از نظر آماری در یک گروه آماری قرار داشتند. کلروفیل :a اطلاعات به دست آمده از جدول تجزیه واریانس مبین آن بود که اثر سلنیوم بر کلروفیل a معنی دار نبود - جدول . - 1 همچنین مقایسه میانگین کلروفیل a تحت تأثیر فاکتور سلنیوم بیانگر آن بود که بین تیمارهای اعمال شده سلنیوم تفاوت معنیداری از نظر آماری بر کلروفیل a وجود نداشت - جدول . - 2
کلروفیل :b نتایج جدول تجزیه واریانس - جدول - 1 نشان داد که سلنیوم بر کلروفیل b تأثیر معنیداری نداشت. بر اساس نتایج مقایسه میانگین کلروفیل b تحت تأثیر فاکتور سلنیوم بین تیمارهای مختلف سلنیوم اختلاف معنیداری مشاهده نشد - جدول . - 2
کلروفیل کل: نتایج تجزیه واریانس - جدول - 1 نشان داد که اثر سلنیوم از نظر کلروفیل کل معنیدار نبود. همانطور که از جدول 2 مشخص است، سطوح مختلف سلنیوم تفاوت معنیداری را بر کلروفیل کل سبب نگردید.
سلنیوم ریشه: نتایج جدول تجزیه واریانس - جدول - 1 نشان داد که اثر سلنیوم بر سلنیوم جذب شده در ریشه در سطح احتمال یک درصد تأثیر معنیدار بود. بر اساس نتایج مقایسه میانگین سلنیوم ریشه تحت تأثیر فاکتور سلنیوم با افزایش سلنیوم میزان جذب آن توسط ریشه افزایش یافت، به طوری که بیشترین جذب در تیمارهای
نتیجهگیری و جمعبندی
با افزایش غلظت سلنیوم وزن تر و خشک ریشه و ساقه افزایش و سپس کاهش یافت. کاهش وزن تر و خشک گیاه با افزایش غلظت سلنیوم در مطالعات قبلی نیز تأیید شده است - Madaan and . - Mudgal, 2011 احتمالاً بر هم کنش سلنیت با پلاسمالما و تغییر در نفوذپذیری غشا نسبت به برخی یونها - پتاسیم، سدیم و کلسیم - بر طویل شدن گیاه، تنفس، جذب آب و تخلیه از آوندهای آبکش تأثیر گذار است . - Dziubinskaa et al., 2010 -
همچنین سلنیوم با تشکیل اسیدهای امینه سلنیومدار، موجب افزایش تولید اتلن و در نتیجه تغییر ترکیل لیپیدهای غشایی، افزایش نفودپذیری غشا و نشت پتاسیم میشود که نتیجه آن افزایش آب در فضای سلولی و افزایش وزن تر بافت است - Tailin et al., . - 2001 بررسیها در گیاهان لوبیا، کاهو و ذرت نیز نشان داده است که غلظتهای پایین سلنیوم موجب افزایش وزن خشک ریشه و بخش هوایی گیاهان شده ولی با افزایش غلظت سلنیوم این صفات
کاهش یافتند . - Hawrylak, 2008; Jahid et al., 2010 - بیان شده است که سلنیت در غلظتهای پایین، تقسیبم سلولی را در سلول-های مریستمی نوک ریشه و متعاقب آن رشد ریشه را درگیاه سیر بهبود میبخشد اما در سطوح بالا باعث کاهش تقسیم سلولی در این سلولها میشود . - Han-Wens et al., 2010 -
اثر سلنیوم بر رشد گیاه نشان دهنده ایجاد سمیت این عنصر برای گیاه است. در اغلب موارد، سلنیوم رشد گیاه و همینطور تولید ماده خشک گیاهی را کاهش میدهد که بسته به غلظت بکار رفته و سن گیاه متفاوت است. با این حال در برخی موارد سلنیوم رشد گیاه را بهبود داده است . - Simojoki et al., 2003; White et al., 2004 - سلنیوم بر غلظت رنگریزههای فتوسنتزی همچون کلروفیل و کارتنوئیدها موثر بوده و اغلب محتوی رنگریزههای فتوسنتزی را کاهش میدهد . - Xue et al., 2001 - با افزایش غلظت سلنیوم، جذب آن نیز افزایش یافت، محققین - Alloway et al., 1990 - دریافتند که میزان کل فلز سنگین خاک یکی از مهمترین عوامل مؤثر در میزان فلز سنگین گیاهان رشد کرده در خاکهای آلوده میباشد.
