بخشی از مقاله
چکیده
به منظور مطالعه اثر Cd و Zn بر ویژگیهاي رشد گیاه برنج آزمایشی در اتاق رشد انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوك کامل تصادفی با دو رقم برنج هاشمی و واندانا، دو سطح رطوبتی - غرقاب و غیر غرقاب - ، سه سطح 0 - Zn، 5 و 10 میلیگرم بر کیلوگرم خاك از منبع نیترات روي - ، سه سطح 0 - Cd، 5 و 10 میلیگرم بر کیلوگرم خاك از منبع نیترات کادمیوم - و در سه تکرار انجام گرفت. نتایج نشان داد با تغییر رژیم رطوبتی از غرقاب به غیرغرقاب وزن خشک بخش هوایی، وزن و حجم ریشهها در هر دو رقم کاهش یافت. اثر متقابل Cd و Zn در همه موارد معنیدار شد. مصرف Zn، وزن بخش هوایی و ریشه، حجم ریشه و ارتفاع گیاه را افزایش داد. مصرف Cd پارامترهاي مذکور را ابتدا افزایش و سپس کاهش داد.
کلمات کلیدي: برنج، کادمیوم، روي
مقدمه
در بین سه محصول عمده زراعی در جهان، برنج - Oryza stiva - بعد از گندم مهمترین است. روش کشت سنتی برنج غرقابی بوده اما با شرایط کم آبی کنونی لازم است اقداماتی جهت مصرف کم آب در کشاورزي مخصوصاً زراعت برنج صورت گیرد. در این راستا محققان اصلاح نبات گونهاي از برنج را به نام غیرغرقاب معرفی نمودند که این نوع برنج علاوه بر مصرف کم آب، عملکرد مشابه برنج غرقاب دارد . - Atlin et al. 2006 - کادمیوم Cd - یکی - از سمیترین آلایندهها در لایه سطحی خاك است و مقادیر زیاد Cd در انسانها میتواند بیماريهایی مثل سرطان را افزایش دهد . - Kirkham, 2006 - همچنین گزارش شدهاست که در برخی از مناطق برنج کاري کشور میزان کادمیوم دانه برنج بیش از حد مجاز است Cd . - Zazoli et al. 2006 - و Zn از نظر شیمیایی مشابه بوده - Kirkham, 2006 - و بیشتر گزارشها حاکی از برهمکنش منفی میان این دو عنصر در خاك است . - Jiao et al. 2004 - اگرچه رابطه سینرژیسمی هم گزارش شده است . - Moustakas et al, 2011 - ممکن است Zn برخی از اثرات مضر Cd را کاهش دهد. حد بحرانی براي Cd در خاك 0/01-2 میلیگرم بر کیلوگرم میباشد. Cd در گیاه در حد نرمال 0/05-0/2 و محدوده سمیت آن در گیاه 5-30 میلیگرم بر کیلوگرم میباشد .
مواد و روشها
براي انجام این تحقیق یک خاك لوم رسی با این هدف که مقدار Zn و Cd آن کم باشد، انتخاب و به گلخانه انتقال گردید. پس از گذراندن از الک 2 میلیمتري، به خوبی مخلوط شده، با سه سطح 0 - Cd ، 5 و10 میلیگرم Cd بر کیلوگرم خاك از منبع نیترات کادمیوم - تیمار شد و سه بار چرخه خشک و مرطوب شدن تا FC انجام گرفت. سپس مقادیر 0 - Zn ، 5 و 10 میلیگرم Zn بر کیلوگرم خاك از منبع نیترات روي - به همراه سایر عناصر مورد نیاز خاك مطابق آزمون خاك به خاك گلدانها داده شد. گلدانها به مدت دو هفته در شرایط غرقاب و غیرغرقاب - اشباع متناوب - قرار گرفتند. سپس کشت رقمهاي هاشمی - رقم غرقاب - و واندانا - رقم غیرغرقاب - انجام شد. در دوره طول دوره رشد گیاهان با آب مقطر آبیاري شدند. بعد از 90 روز گیاهان برداشت شدند. قبل از برداشت شاخص کلروفیل برگها توسط دستگاه کلروفیل متر - مدل - Hansatech, CL-01 اندازه گیري شد. بعد از اتمام دوره کشت نمونههاي گیاهی برداشته شده، سپس با آب مقطر شسته شده و در آون در دماي 70 درجه خشک شدند. وزن خشک بخش-هوایی و ریشهها اندازهگیري گردید. همچنین ارتفاع گیاه، طول و حجم ریشهها اندازه گیري گردید. رسم نمودارها با Excel و تجزیه و تحلیل دادهها با نرم افزارهاي MSTATC و مقایسه میانگینها با آزمون دانکن در سطح احتمال %5 انجام شد.
نتایج و بحث
الف- وزن خشک بخش هوایی و ریشه
جدول تجزیه واریانس نشان داد که تاثیر رقم، رژیم رطوبتی، Zn و Cd مصرفی بر وزن خشک بخش هوایی و ریشه معنیدار بود. با تغییر شرایط از غرقاب به هوازي در هر دو رقم وزن خشک بخشهوایی و ریشه کاهش یافت که این کاهش در رقم هاشمی بیشتر بود. مصرف Zn وزن خشک بخشهوایی و ریشه را افزایش داد. با افزایش سطوح Cd مصرفی در هر سطح Zn، وزن خشک بخشهوایی و ریشه ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت - شکل . - 1 نتایج مشابه توسط - 2008 - Hanan نیز گزارش شدهاست. دلیل افزایش پارامترهاي رشد در غلظت پایین Cd، ممکن است افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی گیاه باشد . - Wu et al, 2003 -
شکل-1 برهمکنش Zn و Cd بر وزن خشک گیاه برنج
ب- ارتفاع گیاه
ارتفاع گیاه با تغییر شرایط رطوبتی از غرقاب به غیرغرقاب در رقم واندانا افزایش اما در رقم هاشمی کاهش یافت. تاثیر سطوح Cd بر ارتفاع گیاه در هر سطح Zn متفاوت بود. به طوري که با افزایش Cd مصرفی در سطح اول Zn ارتفاع
گیاه کاهش یافت و سپس تفاوت معنیداري نکرد . در سطوح دوم و سوم Zn ابتدا ارتفاع گیاه افزایش و سپس در سطح دوم Zn کاهش یافت اما در سطح سوم Zn تغییر معنیداري نکرد.
ج- شاخص کلروفیل
تاثیر رقم، رژیم رطوبتی، Zn و Cd بر شاخص کلروفیل معنیدار بود. به طور کلی با افزایش نیترات کادمیوم مصرفی در سطوح مختلف Zn، شاخص کلروفیل کاهش یافت.
د- طول و حجم ریشه
نتایج نشان داد که طول و حجم ریشهها با تغییر شرایط از غرقاب به غیرغرقاب در هر دو رقم کاهش یافت. با مصرف Cd در سطوح مختلف 0 - Zn، 5 و 10 میلیگرم بر کیلوگرم - به طور کلی حجم ریشه روند کاهشی نشان داد . افزایش Cd مصرفی در هر سطح Zn طول ریشه را ابتدا افزایش و سپس کاهش داد. نتایج مشابه توسط - 2008 - Hanan گزارش شدهاست.
نتیجه گیري کلی
به طور کلی نتایج نشان داد که با تغییر شرایط رطوبتی از غرقاب به غیرغرقاب وزن خشک بخش هوایی و ریشه، حجم ریشه، در هر دو رقم کاهش یافت البته کاهش وزن ماده خشک در رقم واندانا کمتر بود که سازگاري این رقم به شرایط غیرغرقاب را نشان میدهد. همچنین مصرف روي و کادمیوم در دو شرایط رطوبتی غرقاب و غیرغرقاب - اشباع متناوب - باعث ابتدا افزایش و سپس کاهش وزن خشک بخش هوایی و ریشه، طول و حجم ریشه شد. این نتایج نشان میدهد که در غلظتهاي کم، فلزات سنگین تاثیر زیادي بر رشد گیاه ندارند اما در غلظتهاي بالا باعث کاهش رشد گیاهان میشوند.
