بخشی از مقاله
چکیده
بهمنظور بررسی تأثیر قارچ میکوریز بر وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه گیاه ذرت کشت شده در خاکهای آلوده به کادمیوم، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرحکاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای مورد بررسی شامل سطوح مختلف آلودگی خاک به کادمیوم - صفر، 10، 25، 50 و 100 میلیگرم بر کیلوگرم خاک - و سطوح تلقیح با قارچ میکوریز - بدون تلقیح و تلقیح خاک با - Glomus intraradices بودند. نتایج نشان داد که اثرات ساده و متقابل سطوح مختلف کادمیوم و تلقیح با قارچ در سطح احتمال یک درصد بر وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه ذرت معنی دار بود. با افزایش غلظت کادمیوم خاک به100 میلیگرم بر کیلوگرم خاک، وزن تر و خشک بخش هوایی - به ترتیب 76/0 و 64/7 درصد - و ریشه ذرت - به ترتیب 43/8 و 49/4 درصد - کاهش یافت. اما تلقیح با قارچ سبب افزایش وزن تر و خشک بخش هوایی - به ترتیب 18/5 و 22/2 درصد - و ریشه ذرت - به ترتیب 15/2 و 22/1 درصد - شد.
مقدمه
فلزات سنگین از آلودگیهای مهم زیستمحیطی هستند که در خاک غیر قابل تجزیه بوده و میتوانند از طریق جذب توسط گیاهان وارد زنجیره غذایی انسان شوند . - Salt et al., 1998 - کادمیوم فلز سنگینی با عدد اتمی 48 است. سازمان بهداشت جهانی در سال 2004 حداکثر مقدار مجاز کادمیوم در خاکهای کشاورزی را 0/2 میلیگرم بر کیلوگرم اعلام نمود - Schickler et al., .1999 - کادمیوم در محیط بسیار پایدار بوده و غلظت بیش از حد آن در بدن انسان و حیوان موجب بروز ناراحتیهایی همچون خستگی، درد استخوان، برونشیت، تخریب کلیه، افزایش فشار خون، تصلب شرایین و سرطان ریه میشود . - Amodio, 1987 - این عنصر همچنین میتواند گیاهان را در معرض ابتلا به حملات قارچی قرار دهد . - Kabata-Pendias and Pendias, 2001 - اهمیت بیشتر کادمیوم در میان سایر عناصر سمی از این جهت است که این عنصر میتواند در اندامهای گیاهی در مقادیر زیاد که برای انسان و حیوان سمی است، بدون بروز هیچگونه علائم سمیت، تجمع یابد . - Prince et al., 2002 - بسیاری از تکنیکهای اصلاح خاکهای آلوده پرهزینه بوده و تأثیر منفی بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک نیز میگذارند؛ بنابراین، توجه به روشهای بیولوژیکی از جمله استفاده از پتانسیل ریزجانداران همزیست و غیر همزیست افزاینده رشد از جمله قارچهای میکوریز بهعنوان یک تکنیک کم هزینه و سازگار با محیطزیست، ضروری است . - Bolan et al., 2003 - قارچهای میکوریزی از جمله میکروارگانیسمهایی هستند که با ریشه گیاهان مختلف ایجاد همزیستی میکنند و از مهمترین فواید آنها میتوان به افزایش جذب آب، کمک به کاهش تنشهای محیطی مثل غلظت زیاد فلزات سنگین اشاره نمود - . - Azcon and El-Atrash, 1997 پینیور و همکاران - - 1999 اظهار نمودند که قارچهای میکوریزی پس از برقراری رابطه همزیستی با گیاه، ترشحات ریشهای گیاه میزبان را به صورت کمی و کیفی تغییر میدهند و از این طریق نقش مهمی در پاکسازی خاک از این نوع آلایندهها و افزایش رشد گیاه ایفا مینمایند. جونر و لیوال - 2001 - بیان کردند که قارچهای میکوریزی با ترشح برخی آنزیمها در غیر متحرک کردن فلزات سنگین در خاکهای آلوده نقش دارند و میزان تجمع آنها را در گیاهان کاهش میدهند. آلودگی خاکهای زنجان به کادمیوم به علت تشدید فعالیتهای صنعتی بالاخص احداث کارخانجات متعدد گسترش یافته است. با استفاده از قارچهای میکوریز میتوان به کاهش زیستفراهمی کادمیوم در این خاکها و در نتیجه افزایش رشد گیاه اقدام نمود ولی تاکنون تحقیقات موثری در این خاکها صورت نگرفته است.
لذا در مطالعه حاضر توان قارچ میکوریزی در افزایش رشد ذرت در خاکهای آلوده به کادمیوم مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها
به منظور بررسی تأثیر قارچ G. intraradices بر وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه گیاه ذرت تحت تنش کادمیوم آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرحکاملاً تصادفی با 10 تیمار و سه تکرار در مجموع 30 واحد آزمایشی صورت گرفت. فاکتورهای مورد بررسی شامل سطوح مختلف آلودگی خاک به کادمیوم - صفر، 10، 25 ، 50 و 100 میلیگرم بر کیلوگرم خاک - و سطوح تلقیح با قارچ اینتراردیس - بدون تلقیح یا تلقیح خاک با قارچ اینتراردیس - بودند. نمونه مرکب خاک از عمق صفر تا 20 سانتیمتری تهیه و پس از هواخشک شدن و گذرانده شدن از الک دو میلیمتری، برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آن تعیین شدند - جدول . - 1 سپس چهار کیلوگرم خاک برای هر گلدان توزین و اقدام به آلوده کردن خاکها با سطوح مختلف کادمیوم شد. برای این منظور از نمک سولفات کادمیوم - Cd3O3S3.8H2o - استفاده گردید. نمونه خاکهای آلوده به کادمیوم به داخل گلدانها منتقل شده و به مدت یک ماه در گلخانه در رطوبت ظرفیت مزرعه خوابانیده شدند. پس از مرحلهی خوابانیدن، 50 گرم از کود میکروبی حاوی قارچ اینتراردیس توزین و به نمونه خاک هر گلدان اضافه شد. در داخل هر گلدان سه عدد بذر ذرت رقم ماکسیما کشت گردید. گیاهان به مدت 60 روز - اتمام رشد رویشی و قبل از وارد شدن به رشد زایشی - در شرایط گلخانهای در دمای 25 درجه سانتیگراد و تحت دامنه رطوبت ظرفیت مزرعه تا 0/8 رطوبت ظرفیت مزرعه نگهداری شدند. رطوبت گلدانها از طریق توزین کنترل شد. سپس قسمت هوایی و ریشه گیاهان برداشت و وزن تر نمونهها از طریق توزین بدست آمد. نمونههای گیاهی و پس از شستشو با آب مقطر، به مدت 72 ساعت در آون در دمای 55 درجه سانتیگراد خشک و توزین شدند. داده ها با کمک نرمافزار آماری SAS 9.4 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. برای مقایسه میانگین دادهها از آزمون چند دامنهای دانکن در سطح احتمال یک درصد استفاده شد.
جدول :1 برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمایی خاک مورد استفاده در آزمایش
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد که تاثیر سطوح مختلف آلودگی کادمیوم بر وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه گیاه ذرت در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود - جدول . - 2 با افزایش غلظت کادمیوم خاک وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه گیاه ذرت کاهش یافت - شکل های 1 و . - 2 بیشترین وزنهای تر و خشک بخش هوایی ذرت در تیمار شاهد - به ترتیب به میزان 20 و 3/71 گرم درگلدان - و کمترین وزن تر و خشک بخش هوایی آن در سطح 100 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم - به ترتیب به میزان 4/79 و 1/31 گرم در گلدان - اندازه گیری شدند - شکل . - 1 همچنین بیشترین وزن تر و خشک ریشه ذرت در تیمار شاهد - به ترتیب به میزان 7/69 و 4/31 گرم در گلدان - و کمترین وزن تر و خشک ریشه آن در سطح 100 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم
- به میزان 4/61 و 0/4283 گرم در گلدان - به دست آمدند شکل . - 2 - وزنهای تر و خشک ریشه در سطح 10 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم تفاوت معنیداری با تیمار شاهد نداشت.
جدول .2 نتایج تجزیه واریانس اثر تیمارهای آزمایشی بر وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه گیاه ذرت
با توجه به اینکه کادمیوم یک عنصر سمی برای گیاهان است کاهش رشد گیاه اتفاق افتاد. سمیت کادمیوم ناشی از اختلالاتی است که کادمیوم در فعالیت آنزیمها ایجاد میکند، کادمیوم از تشکیل آنتوسیانین و رنگدانههای کلروفیل ممانعت میکند - Joner . - and Leyval, 1997 خان - 2005 - اظهار کرد که کاهش عملکرد در اثر سمیت کادمیوم در ارقام گندم میتواند بهطور مستقیم در اثر کاهش فتوسنتز باشد. برین و همکارن - 2006 - گزارش نمودند که گیاهان میکوریزی گوجه فرنگی در شرایط تنش نسبت به گیاهان شاهد عملکرد بیشتری تولید نمودند. قارچهای میکوریزی سبب افزایش تولید گره، کلونی زایی ریشه تجمع مادهی خشک در اندام هوایی و جذب عناصر در گیاه نخود - Cicer arietinuml - شد
شکل :1 تأثیر سطوح مختلف کادمیوم بر وزن تر و خشک بخش هوایی گیاه ذرت
شکل :2 تأثیر سطوح مختلف کادمیوم بر وزن تر و خشک ریشه گیاه ذرت
