بخشی از مقاله
چکیده
اسیدي شدن خاك ها از رشد بسیاري از موجودات زنده خاك جلوگیري می کند. همانگونه که در گیاهان نیز مشاهده می شود اثر نامطلوب اسیدیته خاك شامل کمبود کلسیم یا سمیت آلومینیوم ویا منگنز می باشد.اسیدیته محیط ریشه گیاهان موجب عدم تعادل در جذب بسیاري از مواد غذایی شده و باعث ناهنجاریهاي رشد در گیاهان می شود. بطوریکه برخی عناصر غذایی به میزان کمتر و برخی مانند آلومینیوم بسیار بیشتر از حد طبیعی جذب می گردند.بنابراین اسیدیته محیط اطراف ریشه می تواند موجب سمیت ثانویه برخی عناصر گردد.
آلومینیوم از جمله عناصر غیرسنگین مهمی است که در اسیدیته هاي کم ، اثر سمی خود را برگیاهان نشان می دهد.در بیشتر خاکهاي اسیدي سمیت آلومینیوم نیز مشاهده می شود.سمیت آلومینیوم در کشاورزي موجب کاهش رشد و محصول گیاهان شده و علاوه براین ، تجمع آلومینیوم در گیاهان موجب انتقال و تجمع آن در بدن انسان گردیده و احتمال مشکلات زیست محیطی در محیط هاي انسانی افزایش می یابد.
در بسیاري از خاك هاي اسیدي دنیا و احتمالا در 70 درصد از زمینهاي زراعی دنیا که پتانسیل تولید غذا و مواد گیاهی را دارند ، آلومینیوم مهمترین عامل محدودکننده رشد است .دراین تحقیق اثرات سمی یون آلومینیوم بر برخی پارامترهاي رشد در گیاه کلزا مورد بررسی قرار گرفت و به نظر میرسد این گیاه توانایی کمی در سمیت زدایی رادیکالهاي آزاد تولید شده در اثر سمیت آلومینیوم داشته و گیاه نسبت به سمیت آلومینیوم حساس می باشد.
-2مقدمه
آلومینیوم یکی از فراوانترین عناصر فلزي موجود در کره زمین می باشد و سومین عنصر فراوان بعداز اکسیژن و سیلیس در پوسته زمین می باشد این عنصر 8 درصد از لایه هاي سطحی زمین را می سازد
مقادیر کم آلومینیوم در آب به صورت یونیزه و نامحلول همیشه یافت می شود.آلومینیوم از جمله عناصري بوده که اثر سمی آن در موجودات زنده به خوبی اثبات شده است.اگر چه ترکیبات آلومینیوم مانند سولفات آلومینیوم در تصفیه آب استفاده می شود اما منبع اصلی در معرض قرار گرفتن آلومینیوم براي انسان غذا می باشد.سمیت زیست محیطی آلومینیوم موجب بروز بیماریهاي مختلف عصبی مانند آلزایمر، بیماریهاي ریوي و کلیوي در بدن انسان می شود و نتیجه گرفته اند که افراد داراي نارسایی هاي قلبی و کلیوي داراي حساسیت بیشتري نسبت به آلومینیوم می باشد
یکی از عوامل ایجاد کننده سمیت آلومینیوم در محیط زیستی، باران هاي اسیدي می باشد که موجب آزاد سازي آلومینیوم در خاك شده و سمیت زیادي براي گیاهان این مناطق ایجاد میکند
مناطق صنعتی از چندین راه می توانند برسمیت محیطی آلومینیوم تاثیر بگذارند ازاین جنبه ها می توان به ورود پساب هاي صنعتی اسیدي و حاوي میزان بالاتر از مجاز فلزات سنگین تر و سمی اشاره نمود همچنین ورود گازهاي آلاینده حاوي ترکیبات سولفوري که موجب باران هاي اسیدي گردیده و اسیدیته خاکهاي مناطق صنعتی را کاهش داده و میتوان موجب آزاد شدن آلومینیوم از ذرات خاك شود
سمیت آلومینیوم وابسته به عوامل مختلف بوده و این عوامل موجب نفوذ این عنصر سمی به محیط - خاك ، آب،... - می گردند. ازجمله عوامل مهم بروز سمیت آلومینیوم در محیط زیست می توان به افزایش نسبت بارندگی به تبخیر و تعرق خاك ، اکسید شدن پیریت و سولفیدهاي خاك، اسیدي شدن خاك اشاره کرد.عوامل مذکور موجب آزادسازي یون آلومینیوم از ذرات خاك شده و غلظت آن را در محیط افزایش می دهد.بنابراین شناخت و بررسی عوامل اصلی ایجاد سمیت آلومینیوم در هر منطقه حائز اهمیت می باشد
مهمترین فعالیتهاي تحقیقاتی که در زمینه فلزات سنگین و سمی انجام شده است در زمینه آلومینیوم بوده است هرچندکه هنوز زمینه هاي مختلفی از اثر سمی الومینیوم بر گیاهان ناشناخته باقی مانده است . گیاه مورد آزمایش در این تحقیق گیاه کلزا بود.کلزا از خانواده شب بو Crucifera و گونه.Brassica napus L می باشد که به علت تولید دانه هاي روغنی از اهمیت اقتصادي ویژه اي برخوردار است.دانه روغنی کلزا از سالهاي پیش وارد ایران شده وتحقیقات متعددي روي آنها انجام گرفته است.ویژگیهاي گیاه کلزا و سازگاري آن با شرایط مختلف آب و هوایی اهمیت این محصول را بیشتر نموده و به عنوان نقطه امیدي جهت تامین روغن خوراکی مورد نیاز کشور به شمار آمده است.
-3مواد و روشها
گیاه مورد آزمایش کلزا می باشد که از مرکز دانه هاي روغنی کرج تهیه گردید.گلدانهاي حاوي بذر به گلخانه انتقال یافته شرایط گلخانه عبارت است از نورلامپ سدیم هالید و لامپ هالوژن با شدت نور 800 لوکس و دوره نوري 16 ساعت نور و 8 ساعت تاریکی و درجه حرارت 23 درجه سانتیگراد.
به منظور تامین املاح مورد نیاز گیاه پس از یک هفته آبیاري با آب مقطر آبیاري با محلول کامل Lang Ashton شروع شد و این کار روزانه یک مرتبه و به مدت دوهفته ادامه یافت پس از دوهفته آبیاري با محلول غذایی عاري از یون آلومینیوم آبیاري توسط محلولهاي غذایی حاوي غلظتهاي 0 ، 20 ، 40 و 60 میکرومولار آلومینیوم کلراید - AlCl3 - به گلدانها به مدت 3 هفته و به صورت روزانه انجام شد.پارامترهایی از جمله رشد طولی ریشه ، میزان کلروفیل و کاروتنوئید - - Lichtenthaler.H.K.1987 ، میزان قند - - Somogy.m.1952 و میزان پروتئین - - Bradfor, M.1976 گیاه اندازه گیري شد.
-4نتیجه گیري و بحث
تیمار آلومینیوم باعث کاهش معنی داري در رشد طولی ریشه می شود - نمودار . - 1 نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که رشد طولی ریشه هاي گیاه تحت تنش بطور قابل توجهی نسبت به گیاه شاهد کاهش می یابد بارسلو گزارش کرده است که به علت کاهش انعطاف پذیري دیواره سلولها در گیاهان تحت تنش با فلزات سنگین ، رشد طولی ریشه ها مهار می شود - . - Barcelo, J.1986همچنین کاهش رشد ریشه در حضور آلومینیوم به دلیل کاهش سرعت طویل شدن سلولها می باشد.که می تواند به علت مهار برگشت ناپذیر پمپ پروتونی مسئول رشد سلولی در حضور آلومینیوم باش
نمودار :1 اثر غلظت هاي مختلف آلومینیوم بر رشد طولی ریشه
آلومینیوم در تمام غلظتها اثر قابل توجهی بر محتواي کلروفیل و کاروتنوئید هاي کلزا دارد - نمودار2،3و. - 4اثرات شدید آلومینیوم بر فتوسنتز ازچند جهت می باشد که یکی از جهات آن نقص در بیوسنتز کلروفیل است. آلومینیوم می تواند بیوسنتز کلروفیل را با مهارآنزیم پروتوکلروفیلیدردوکتاز مهار کند.
علاوه براین آلومینیوم با مهار سنتز پروتئین جمع کننده نور در سطح نسخه برداري باعث اختلال در تشکیل LHC شده بنابراین کلروفیل تازه تشکیل شده فتواکسیده می شود. کاهش محتواي کاروتنوئیدي می تواند به دلیل فرونشانی غیرفتوشیمیایی کلروفیل هاي برانگیخته توسط کاروتنوئیدها و در نتیجه برهم ریختن ساختار کاروتنوئید باشد.کاروتنوئیدها به عنوان یک سیستم محافظتی در برابر تنش اکسیداتیو خود قربانی تنش اکسیداتیو القا شده می باشد
