اثر برهم کنش آهن و سرب بر رشد و جذب آنها در شاهی (Lepidium sativum L.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

سابقه و هدف: آلودگی خاک به فلزات سنگین به‌دلیل اثرات مخرب آن در محیط زیست؛ مانند تهدید سلامتی انسان ها، مسمومیت گیاهان و اثرات طولانی مدتی که بر حاصلخیزی خاک می‌گذارند، تبدیل به یک نگرانی جهانی شده‌است. سرب از متداول‌ترین فلزات سنگین در مناطق آلوده است که از منابع گوناگون به زیست بوم، پیکره گیاه و در نهایت زنجیره غذایی راه می‌یابد. به عنوان یک عنصر غیرضروری برای گیاهان، سرب نه فقط فتوسنتز، فعالیت آنزیمی، وضعیت هورمونی و تنفس بلکه رشد، متابولیسم و تعادل عناصر غذایی را متوقف می‌کند. معلوم شده است که فلزات سنگین، شبیه سرب، می‌تواند جذب و انتقال تعدادی از عناصر غذایی را بطور معنی‌داری تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین تعادل عناصرغذایی ممکن است یک علامتی از سمیت فلز سنگین در گیاهان باشد. از این رو، برهم‌کنش بین سرب و عناصر غذایی ممکن است یک نشانه ویژه ای از نقش عناصر غذایی در تجمع و انتقال سرب در گیاهان فراهم نماید. آهن عنصر کم مصرفی هست که کمبود آن اغلب در گیاهان یافت می‌شود. میان عناصر غذایی که با فلزات سنگین برهم‌کنش نشان می‌دهند، آهن غالبا از اهمیت خاصی برخوردار است. فلزات سنگین قابلیت دسترسی و جذب آهن در آپوپلاست ریشه، جذب به درون سلول‌های ریشه، انتقال به ساقه و جذب و تحلیل در برگ‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. کمبود آهن نیز، بنوبه خود، ممکن است جذب و تجمع فلزات سنگین را تغییر دهد. لذا، هدف از این پژوهش بررسی برهم‌کنش آهن و سرب بر رشد گیاه شاهی (Lepidium sativum L.) بود.
مواد و روش‌ها: به‌این‌منظور آزمایشی گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی شامل سه سطح آهن (0، 20 و 40 میلی-گرم بر کیلوگرم) و سه سطح سرب (0، 500 و 1000 میلی‌گرم بر کیلوگرم) در سه تکرار اجرا گردید. برای تیمار سرب از نمک نیترات سرب و برای تیمار آهن از سکوسترین آهن- 138 استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که افزایش سطح سرب در خاک موجب کاهش معنا‌دار وزن خشک و تر گیاه، شاخص کلروفیل، غلظت و جذب آهن و شاخص انتقال سرب در شاهی شد (01/0p ≤) ولی غلظت و شاخص جذب سرب افزایش معنا‌داری یافت (01/0p ≤). مصرف آهن موجب افزایش معنا‌دار وزن خشک گیاه (01/0p ≤)، شاخص کلروفیل (SPAD)، غلظت و جذب آهن (05/0p ≤) و کاهش معنا‌دار غلظت و شاخص جذب (01/0p ≤) و انتقال سرب شد (05/0p ≤). برهم‌کنش آهن و سرب نیز نشان داد که مصرف آهن وزن خشک شاخساره شاهی را در حضور سرب به‌طور معنا‌داری افزایش (05/0p ≤) ولی غلظت و شاخص جذب سرب را بطور معنا‌داری کاهش داد (05/0p ≤).
نتیجه‌گیری: آهن نقش مهمی در کاهش اثرات سوء سرب در گیاه شاهی داشت. بنابراین مصرف 40 میلی‌گرم آهن بر کیلوگرم خاک از منبع سکوسترین آهن-138 برای کاهش اثرات سوء سرب در شاهی توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Interactive effect of iron and lead on growth and their uptake in Cress (Lepidium sativum L.)

نویسندگان [English]

  • Esmael Dordipour 1
  • Mohammad Alidadi Khaliliha 2
  • Mojtaba Barani Motlagh 2
1 Asociate Prof. in Soil Sci. Dept., Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
2 Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources.
چکیده [English]

Background and Objectives: Soil pollution with heavy metals because of its damaging effects on the environment, including human health threat, toxicity in plants and long-term effects on soil fertility have become a global concern. Lead is the most common heavy metals in polluted areas that enter to ecosystems, plants and the food chain from various sources. As a non-essential element for plants, lead inhibits not only photosynthesis, changes enzyme activities, hormonal status and respiration but also plant growth, metabolism and mineral nutrient balance. It has been demonstrated that heavy metals, like lead, can significantly influence the uptake and translocation of some nutrients in plants. Thus, the imbalance of nutrients might be a symptom of heavy metal toxicity in plants. Thereby, interactions between lead and mineral nutrients may provide a specific insight into the role of mineral nutrients in lead accumulation and translocation in plants. Iron is the micronutrient most often found to be deficient in plants. Among the nutrients showing interactions with heavy metals, Fe is one of the most frequently concerned in many respects. Heavy metals influence Fe availability and adsorption in the root apoplasm, uptake into root cells, transport to the shoot and utilization in leaves. In turn, Fe deficiency may also modify heavy metal uptake and accumulation. The objective of this study was to investigate the interactive effect of iron and lead on cress (Lepidium sativum L.) growth.
Materials and Methods: For this, a factorial pot experiment in a completely randomized design with three iron levels (0, 20 and 40 mg kg-1) and three lead levels (0, 500 and 1000 mg kg-1) was carried out in triplicate. Lead and iron treatments were applied from lead nitrate and iron sequestrene-138 sources, respectively.
Results: The results showed that shoot fresh and dry weights, SPAD value, Fe content and uptake and lead translocation index of cress decreased with the increase of lead content in the soil (p≤0.01), but the lead content and uptake increased (p≤0.01). The increase of soil iron content significantly increased the shoot dry weights (p≤0.01), SPAD value and iron content and uptake (p≤0.05) and caused a significant decrease in the lead content, uptake (p≤0.01) and translocation index (p≤0.05). Interactive effect of iron and lead indicated that iron application along with lead significantly increased the shoot dry weight of cress (p≤ 0.05) and significantly decreased the lead content and uptake of cress (p≤ 0.05).
Conclusion: Iron plays an important role in reducing the adverse effects of lead in the cress. Hence, Applying 40 mg kg-1 of Fe as iron sequestrene-138 to reduce the adverse effects of lead on the cress recommended.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Iron
  • Lead
  • Interaction
  • Translocation
  • Cress