بخشی از مقاله
چکیده
آلودگی خاک به مواد شیمیایی آلی و معدنی یکی از جدیدترین مسائلی است که سلامتی انسان و سایر موجودات زنده را تهدید میکند از جمله آلایندههای مهم در محیطزیست فلزات سنگین میباشند. گیاهپالایی همسو با محیط زیست و از لحاظ هزینه مقرون به صرفه تر از روشهای شیمیایی پاکسازی محیط میباشند. این پژوهش اثر برخی ریزوباکتریهای متحمل به سرب و غلظتهای مختلف IAA بر رشد آفتابگردان
رقم رکورد تحت تنش فلزات سنگین و همچنین ارزیابی غلظت سرب توسط این گیاه، در شرایط گلخانه بررسی شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 12 تیمار و 4 تکرار انجام شد. تیمارها شامل: شاهد، تلقیح با باکتری - C - - Corynebacterium sp. - ، تلقیح با - M - - Mycobacterium sp. - ، تلقیح با - B - - Bacillus sp. - ، تیمار با ایندول استیک اسید 1 - IAA - میکرومولار - I1 - ، تیمار با ایندول استیک اسید 10 - IAA - میکرومولار - I2 - ، - I1+C - ، - I1+M - ، - I1+B - ، - I2+C - ، - I2+M - و - I2+B - ، بود.
نتایج مطالعه حاضر نشان دادکه تلقیح ریزوباکتریهای بومی محرک رشد گیاه میتواند سبب افزایش قابل توجه غلظت سرب بوتههای آفتابگردان در خاک آلوده به این فلز ومتعاقباً افزایش رشد گیاه گردند. تیمار - I2+C - با تولید بیشترین عملکرد بیولوژیک و بیشترین وزن خشک ریشه بهترین تیمارهای رشدی بودند. تیمار - I2+B - بالاترین غلظت سرب اندام هوایی و تیمار - I1+C - بیشترین غلظت سب ریشه را داشتند.
.1 مقدمه
گسترش روز افزون استفاده از فلزات سنگین در بخشهای رو به رشد صنعت، معدن کاوی، استخراج و ذوب فلزات، کاربرد کودها، سموم و قارچکشهای کشاورزی، کابرد لجن فاضلابها و فعالیتهای شهری مانند کاربرد سرب در بنزین و رنگها باعث آلودگی بیشتر محیط میشود - چن و همکاران، 2004 و انصاری و مالیک، . - 2007 برخورداری آنها از تجمع زیستی و سمیت بالا، این فلزات را به یکی از اصلیترین عوامل تنشزای غیرزیستی برای موجودات زنده تبدیل کرده است. سرب در بدن انسان باعث کاهش هوش و توان یادگیری، عقب ماندگی ذهنی وگاهاً جسمی، افسردگی، کمخونی، بیخوابی و دیگر مشکلات میشود
امروزه روشهای زیستی اصلاح خاک که با کمترین آلودگی میتوانند بدون تاثیر گذاشتن بر حاصلخیزی خاک آلودگی فلزات سنگین را از بین ببرد مورد استفاده قرار میگیرد
این فنآوری بر پایهی استفاده از ریزجانداران طبیعی موجود برای احیای مجدد مکانهای آلوده کاربرد دارد از آنجایی که فرایندهای زیستی غالبا اختصاصی می¬باشند به همین خاطر این فرایندها نیاز به جمعیت میکروبی خاص دارد که موفقیت آن¬ها بستگی به شرایط اکولوژیکی، وضعیت غذایی و میزان آلودگی خاک دارد ممکن است آلودگی در حدی بالاتر از میزان تحمل جمعیت میکروبی باشد، که در این صورت روش زیست پالایی به تنهایی کارگر نخواهد بود با این وجود با کمک تنظیم کنندههای رشد میتوان کاربرد و دامنه کارکرد گستردهتری ایجاد نمود
تجمع باکتریها در ناحیهی ریزوسفری ریشه، محیط بسیار کوچک و پویایی را فرآهم میآورند که دارای پتانسیل بالایی برای پالایش عناصر سمی هستند. باکتریهای ریزوسفری محرک رشد - PGPR - با تولید تنظیم کنندههای رشد، سیدروفور و یا با ایجاد -1آمینو سیکلو پروپان--1کربوکسیلیک اسید - ACC - به عنوان منبع نیتروژن استفاده میکنند. این باکتریها به واسطه تولید آنزیم -ACC دیآمیناز در گیاهان سبب کاهش تولید اتیلن میشوند و از پیر و پژمرده شدن گیاه در برابر عوامل تنشزای فلزات سنگین جلوگیری به عمل میآورند.
بسیاری از باکتریهای خاک نسبت به آلودگیها مقاوم بوده و با تولید مواد کلاتکننده، تغییر pH محیط ریزوسفری ریشه، تغییر پتانسیل رداکس و انحلال فسفات سبب افزایش انحلال و تحرک فلزات سنگین در خاک میشوند
برخی از تنظیم کننده های رشد گیاهی مانند ایندول استیک اسید - IAA - ، می تواند در استخراج گیاهی فلزات سنگین از خاک و افزایش کارایی گیاه پالایی نقش مؤثری داشته باشند
کاسینا و همکاران - 2011 - اولین بار استفاده از هورمون های گیاهی را برای افزایش استحصال فلز در گیاه جهت فرایند معدن کاوی گیاهی - phytomining - مورد آزمایش قرار دادند. این مواد موجب تحریک ساقه دهی، تشکیل جوانه، رشد جوانههای جانبی و سنتز کلروفیل میشوند، تحقیقات معدودی نشان داده که به کارگیری این هورمونها باعث تأخیر انداختن در پیری برگها، افزایش مقاومت گیاه نسبت به تنشهای شوری، دماهای پایین و خشکی، افزایش میزان تعرق و به دنبال آن افزایش جذب فلزات سنگین محلول در خاک شده است
تیمار بوتههای ذرت از طریق محلول پاشی ایندول بوتریتیک اسید - IBA - و یا نفتیل استیک اسید - NAA - باعث افزایش 41/2 درصدی جذب سرب با استفاده از - IBA - و %127/4 با استفاده از - NAA - گردیدند. لیفادزی و همکاران - 2006 - از ایندول استیک اسید - IAA - به منظور افزایش رشد ریشه بوتههای آفتابگردان استفاده نموده و مشاهده کردند که تجمع کادمیم و سرب در برگها افزایش یافت. افزایش سطح ریشه به ویژه ناحیهای که فاقد لایههای اندودرم و اگزودرم میباشد میتواند باعث افزایش جذب فلز در گیاه شود
.2 مواد و روش
ابتدا خاک حاوی سرب از معدن سرب و روی باما در دامنه ایران کوه با ارتفاع 1750 متر از سطح دریا - با طول جغرافیایی 50 درجه و 31 دقیقه و 45 ثانیهی شمالی و عرض جغرافیایی 32 درجه و 28 دقیقه و 37 ثانیهی غربی - تهیه شد. خاک، پس از هواخشک شدن و عبور از الک 2 میلیمتری به طور یکنواخت مخلوط و با روشهای استاندارد خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولو ژیک اندازه گیری شد و عناصر ضروری مورد نیاز رشد گیاه آفتابگردان برآورد شد.
جدول :1 نتایج آنالیز خاک
آزمایش در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی با 12 تیمار و 3 تکرار انجام شد. تیمارها شامل: شاهد، تلقیح جداگانه با باکتریهای - C - - Corynebacterium sp. - ، - M - - Mycobacterium sp. - و - B - - Bacillus sp. - ، تیمار با هورمون ایندول استیک اسید 1 - IAA - میکرومولار - I1 - و ایندول استیک اسید 10 - IAA - میکرومولار - I2 - ، تیمار با هورمون 1 میکرومولار همزمان با باکتری - I1+C - - Corynebacterium sp. - ، تیمار با هورمون 1 میکرومولار همزمان با باکتری - I1+M - - Mycobacterium sp. - ، تیمار با هورمون 1 میکرومولار همزمان با باکتری - I1+B - - Bacillus sp. - ، تیمار با هورمون 10 میکرومولار همزمان با باکتری - I2+C - - Corynebacterium sp. - ، تیمار با هورمون10 میکرومولار همزمان با باکتری - I2+M - - Mycobacterium sp. - و تیمار با هورمون 10 میکرومولار همزمان با باکتری - I2+B - - Bacillus sp. - ، بود.
به منظور تلقیح باکتریایی سوسپانسیون باکتریایی - برای تیمارهای تلقیحی - که میزان جذب آن در طولموج 600 نانومتر برای دستیابی به تراکم مایهی تلقیح 5 × 108 واحد تشکیلدهنده کلونی - CFU - بر میلیلیتر روی 0/5 تنظیم گردید، فرو برده شدند پس از تلقیح 5 عدد بذر در گلدانهای پلاستیکی 5 کیلوگرمی کشت گردید. پس از سبز شدن، تعداد گیاهچههای داخل هر گلدان به 3 عدد کاهش یافت
برای اعمال تیمار هورمون ایندول استیک اسید گیاهچهها با فاصله زمانی 22 روز پس از کشت با محلولی که رقت آن 1 و10 میکرومولار بود اسپری شد و پس از آن دو مرحله دیگر با فاصله زمانی هر دو هفته یک بار هورمون پاشی انجام گرفت - هادی و همکاران، - 2010 و به مدت 70 روز در شرایط گلخانهای رشد یافت. پس از برداشت صفات وزن خشک ریشه و ساقه توسط ترازوی دیجیتالی توزین و غلظت سرب با دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد.
.3تجزیه و تحلیل آماری
پس از یاداشت برداری، داده ها به وسیله برنامه SAS تحلیل و تجزیه واریانس شد، میانگین ها نیز با آزمون LSD در سطح احتمال پنج درصد مقایسه شدند.
.4 نتایج و بحث
به منظور بررسی تاثیر باکتریهای محرک رشد بومی و ایندول استیک اسید بر رشد و جذب سرب توسط آفتابگردان چهار پارامتر را مورد بررسی قرار دادیم. نتایج حاصله به شرح ذیل است.
جدول 2 نتایج تجزیه واریانس وزن خشک ریشه، غلظت سرب ریشه، وزن خشک اندام هوایی و غلظت سرب اندام هوایی
جدول 3 مقایسه میانگین اثرات اصلی وزن خشک ریشه، غلظت سرب ریشه، وزن خشک اندام هوایی و غلظت سرب اندام هوایی
