بخشی از مقاله
چکیده
فلز سنگین سرب یکی از عناصر پایدار در خاک و از عناصر سمی غیر ضروری در فرایندهای متابولیسم گیاهی و بهطورکلی، از تهدیدآمیزترین آلایندههای محیط زیست قلمداد میشود. در پژوهش پیشرو، پتانسیل گیاهپالایی کلن 561/41 صنوبر اورامریکن - Populus euramericana - به خاک آلوده به سرب - غلظتهای 0، 500، 1000، 1500 و 2000 میلیگرم بر کیلوگرم - - Pb - NO3 - 2 - در یک مکان مسقف در قالب طرح کاملاً تصادفی برای مدت 111 روز بررسی شد.
در پایان دوره، پارامترهای فیزیولوژی شامل فتوسنتز، هدایت روزنهای، تعرق و غلظت CO2 بین سلولی و پتانسیل آبی در واحد سطح برگ نهالها اندازهگیری شد. نتایج نشان داد فتوسنتز و پتانسیل آبی در غلظت 1000 میلی گرم بر کیلوگرم و بیشتر و تعرق و هدایت روزنهای با افزایش غلظت سرب، کاهش معنیدار یافت همچنین، افزایش سرب در غلظت CO2 بین سلولی تغییر معنی داری را ایجاد نکرد. بهطورکلی، میتوان گفت فلز سنگین سرب تا غلظت 500 میلی گرم بر کیلوگرم تغییر محسوسی در فرایندهای فیزیولوژیکی این کلن ایجاد نکرد.
-1 مقدمه
در سالهای اخیر، گیاه پالایی بهعنوان یک تکنولوژی موثر، قابل اجرا و سازگار با محیط زیست برای حذف، جابجایی و یا غیرفعال کردن آلایندهها در خاکهای آلوده مطرح شده است He - و همکاران، . - 2013 درختان سریعالرشد از قبیل صنوبرها و بیدها نهتنها بهعلت تولید زیستتوده بالا، سیستم ریشهای عمیق و گسترده و جذب بالای آب Bitts"anszky - و همکاران، - 2009، بلکه بهدلیل مقاومت فلزی و ظرفیت تجمع بالا، گزینههای ایدهآلی برای گیاه پالایی خاکهای آلوده به فلزات میباشند Di Baccio - و همکاران، 2003؛ Dos Santos Utmazian و همکاران، . - 2007 آنها به طور گسترده در اگروفارستری - بیشه زراعی - برای تولید انرژی کاشت میشوند Fernandez - و همکاران،. - 2012 و بهعنوان منبع جایگزین گونههای جنگلی، درختکاری غیرجنگلی - بهویژه در پارکها و فضای سبز شهری و باغهای مثمر - بهشمار میآیند.
اگرچه تحقیقات متعددی در ارتباط با توانایی گیاهپالایی کلنهای برتر صنوبرها در دنیا صورت گرفته این در حالی است که در داخل کشور، گزارش اندکی در این خصوص در خاکهای آلوده و به ویژه سرب موجود است. از میان مطالعات انجام شده میتوان به بررسی پتانسیل گیاه پالایی سپیدار یا کبوده - P. alba - در خاکهای آلوده به فلزات سنگین کادمیوم، کروم و نیکل - رفعتی و همکاران، - 2011 تأثیر فلزات سنگین سرب، کادمیوم و کروم روی ریشه نهال صنوبرهای P. nigra و P. alba - علی زاده و همکاران، - 1393 و بررسی توانایی گیاه پالایی سپیدار - P. alba clone 44/9 - در خاک آلوده به سرب - صالحی و همکاران، - 1393 اشاره کرد.
با توجه به اهمیت سرب به عنوان یکی از فراوان ترین آلایندههای محیط زیستی و تأثیر این فلز بر زنجیره غذایی، توجه به مسئله آلودگی سرب و واکنش گونههای مختلف گیاهی در معرض غلظتهای مختلف آن حائز اهمیت است. از طرفی پاسخهای فیزیولوژیکی گیاه در خاک آلوده، روشی برای ارزیابی مقاومت گیاه نسبت به فلز سنگین محسوب میشود
بنابراین، فهم پاسخهای فیزیولوژیک درختان تندرشد مانند صنوبر در برابر این آلودگیها به امکان معرفی گونهها یا واریتههای مقاوم کمک میکند. از سوی دیگر، علیرغم اهمیت جهانی مسأله آلودگی سرب، هنوز نامشخص است که چه غلظتهایی از سرب سبب کاهش رشد گیاه میشود از این رو، در مطالعه حاضر در خاکهای آلوده به غلظتهای مختلف فلز سنگین سرب، پاسخهای فیزیولوژیکی - فتوسنتز، هدایت روزنهای، تعرق، غلظت CO2 بین سلولی و پتانسیل آبی نهال کلن Populus euramericana 561.41 بررسی شد.
-2 مواد و روشها
-2-1 روش تحقیق
برای انجام این پژوهش قلمههایی به طول 20 سانتیمتر از کلن P.euramericana 561.41 در بهمن ماه تهیه و تا زمان کاشت در دمای چهار درجه سانتیگراد به مدت دو هفته نگهداری شدند Cicatelli - و همکاران، - 2010 پس از خروج از سردخانه قلمهها به مدت 24 ساعت در ظرف پر از آب نگهداری شدند. در این پژوهش از خاک زراعی ترکیب شده با ماسه که خصوصیات فیزیکی-شیمیایی آن از پیش تعیین شده بود - جدول - 1 استفاده گردید. برای آلودهسازی خاک از نمک نیترات سرب - Pb - NO3 - 2 - در پنج سطح صفر، 500، 1000، 1500 و 2000 میلیگرم بر کیلوگرم خاک استفاده شد
بهطوریکه در ابتدا به ازای هر سطح تیمار، مقدار خاک مورد استفاده توزین و سپس مقدار مناسب نمک نیترات سرب با آن مخلوط شد. پس از اعمال تیمارهای سرب و پر کردن گلدانهای پلاستیکی 2 - کیلویی با ابعاد - 16 × 30، در اردیبهشت ماه قلمههای آماده با دو جوانه بالاتر از سطح خاک در هر گلدان کاشته شد. سپس گلدانها به مکانی مسقف انتقال داده شدند. آبیاری نهالها در طول دوره آزمایش تا پایان مرداد ماه بهصورت یک روز در میان براساس ظرفیت زراعی خاک انجام شد. در کل، آزمایش در قالب طرح کاملا" تصادفی با پنج سطح تیمار سرب در سه تکرار 6-7 - نهال حاصل از قلمه در هر تکرار - انجام شد.
جدول : 1 برخی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک مورد استفاده در آزمایش
-2-2 اندازه گیریها
در پایان دوره، پارامترهای فیزیولوژی شامل فتوسنتز، هدایت روزنهای، تعرق و غلظت CO2 بین سلولی در واحد سطح برگ نهالها اندازهگیری شد. بدین منظور، در هر تیمار 3 نهال بهطور تصادفی انتخاب و اندازهگیریها روی چهارمین و پنجمین برگ بالغ و سالم کاملا" رشد یافته از نوک گیاه با استفاده از یک دستگاه فتوسنتزی قابل حمل - ADC bioScientific Ltd ., UK - در یک روز آفتابی بین ساعت 9:30 تا 11 در حالیکه دمای ثابت برگ بین 25 تا 30 درجه سانتیگراد بود، انجام شد
پتانسیل آبی برگ نیز با استفاده از دستگاه Pressure Chamber - نصری و همکاران، - 1385 اندازهگیری شد. تجزیه و تحلیل دادهها با نرمافزار آماری SPSS انجام شد. بدین ترتیب ابتدا توسط آزمونهای Shapiro-Wilk و Levene نرمال بودن و همگنی واریانس دادهها بررسی شد. سپس برای مقایسه آماری تیمارهای مختلف از آزمون آنالیز واریانس - ANOVA - و برای گروهبندی و مقایسه میانگینها از آزمون توکی در سطح اطمینان 95 درصد - P <0/05 - استفاده شد.
-3 نتایج
نتایج نشان داد که فتوسنتز کلن p. euramericana 561/41 در تمام سطوح به جز غلظت 500 میلی گرم بر کیلوگرم خاک کاهش معنی دار با تیمار شاهد دارد. تعرق و هدایت روزنهای نیز با افزایش غلظت سرب کاهش معنی دار نسبت به تیمار شاهد نشان داد. تراکم CO2 زیر روزنهای با افزایش غلظت سرب افزایش پیدا کرد اما این افزایش معنیدار نبود. پتانسیل آبی با افزایش غلظت سرب منفیتر شد به طوریکه در غلظتهای 1000 و بالاتر کاهش معنی دار نسبت به تیمار شاهد داشت
جدول :2 آنالیز واریانس یک طرفه متغیرهای فیزیولوژی تحت تأثیر غلظتهای مختلف سرب در کلن
