نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

• بهمن یارقلی

عضو هیات علمی و استادیار مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

چکیده

آلودگی محیط زیست با فلزات سنگین مشکل جهانی در حال گسترش است.  فلزات سنگین عمدتاً در لایة سطحی خاک رسوب می­کنند و در دراز مدت با افزایش غلظت آنها در خاک جذب گیاهان می­شوند و در اندام­های مختلف آنها تجمع پیدا می‌کنند.  کادمیوم خاک از معادل 001/0 تا 1 میلی‌گرم بر کیلوگرم وزن خشک متغیر است ولی حد نرمال آن باید کمتر از 1 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک ‌باشد.  مقدار جذب و تجمع فلزات سنگین در گونه­های مختلف گیاهی و در بخش­های مختلف
گونه­ها متفاوت و متأثر از غلظت فلز و مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک است.  در زمینة استفاده از آب­های آلوده و
پساب­های حاوی فلزات سنگین در کشاورزی بررسی‌های زیادی شده است، ولی اطلاعات در زمینة مقدار جذب و تجمع فلزات سنگین در دوره‌های مختلف رشد بسیار محدود است.  این تحقیق با هدف بررسی تأثیر سطوح مختلف غلظت کادمیوم خاک محیط ریشه بر مقدار جذب و تجمع آن در اندام­های مختلف گوجه فرنگی در دوره‌های مختلف رشد، به صورت یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تیمار شامل غلظت­های صفر، 50 ، و100 میلی­گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک، در سه تکرار اجرا شد.  خاک مورد استفاده از نوع لومی بود که از مزرعة چهارصد هکتاری مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر (کرج) انتخاب و بعد از دو بار الک کردن با مش دو میلی‌متر و افزودن نیترات کادمیوم (Cd(NO₃)₂) و مخلوط کردن آن، آماده شد.  برای کاشت از بشکه‌های پلاستیکی به قطر 80 و ارتفاع 120 سانتی­متر استفاده شده است.  در دورۀ تحقیق از محلول خاک در عمق‌های مختلف ساعت به ساعت و از اندام‌های مختلف گوجه‌فرنگی در دوره‌های مختلف رشد جهت سنجش مقدار تجمع کادمیوم نمونه­برداری شد.  نتایج حاصل، پس از تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SPSS، نشان می­دهد که در تمام اندام‌های گوجه فرنگی اثر تیمار بر مقدار کادمیوم تجمع یافته در سطح احتمال یک درصد معنی­دار است و اندام‌های مختلف گوجه فرنگی از نظر جذب و تجمع کادمیوم رفتارهایی متفاوت دارند بدین معنا که غلظت کادمیوم تجمع یافته در برگ، ریشه، ساقه، میوه و پوست میوه تا دانه روندی کاهشی دارد.  نتایج همچنین نشان می‌دهد که از کل کادمیوم اضافه شده به خاک میزان ناچیزی در اندام مختلف گوجه‌فرنگی تجمع می­یابد، به طوری که میزان کل کادمیوم تجمع یافته در توده سلولی در تیمار شاهد، 50 و 100 ppm به ترتیب معادل 0384/0، 564/0، و 678/0گرم است.  مقایسۀ نتایج نشان می‌دهد که افزایش غلظت کادمیوم کاهش رشد گوجه فرنگی و به ویژه میزان تولید محصول را به همراه دارد.  نتایج بیانگر کاهش 20 و 35 درصدی کاهش محصول تولیدی در تیمار 50 و 100 ppm ، نسبت به تیمار شاهد است.  به ‌رغم کاهش شدید غلظت کادمیوم در محلول خاک در دوره‌های مختلف رشد، از میزان کادمیوم جذب شده در اندام‌های گوجه‌فرنگی کاسته نمی­شود. 

20.1001.1.26454531.1390.12.4.1.3

عنوان مقاله [English]

Cadmium Absorption by Tomatoes at Different Growth Stages in Polluted Soil

چکیده [English]

Environmental pollution by heavy metals is a growing global concern. Most heavy metals accumulate in the top soil and in the long term, increased concentrations in the soil results in increased absorption and accumulation in plants. The usual concentration of cadmium in the soil is 0.001-2.4 mg/kg of dry soil. The level of absorption and accumulation in plants depends on the type of plant, tissue make-up of the plant and physical and chemical characteristics of the soil. There is a deficit of information on the amounts of absorption and accumulation of heavy metals at different tomato growth stages. This study was conducted to analyze the impact of the level of cadmium concentration in soil on its absorption and accumulation at different stages of tomato growth using factorial experimentation in a completely randomized design with three repetitions. The variables were three Cd concentrations (control treatment with no Cd; soil with 50 mg kg-1 Cd; soil with 50 mg kg-1 Cd; soil with 50 mg kg-1 Cd). The soil samples were collected from 400 ha of farmland at the Seed and Plant Improvement Institute in Karaj, Iran. They were sifted twice using 2 mm mesh and the treatments were prepared by adding cadmium nitrate to the soil to make homogeneous mixtures. The experiments were carried out in plastic cylinders 120 cm in length and 85 cm in diameter. The depth of the solution soil was sampled hourly and tomato organs were sampled at different growth stages to record the cadmium absorption rate. SPSS software was used to perform an analysis of variance of the data and the Duncan multiple range test was used to perform a comparison of means (P ≤ 0.05 and P≤ 0.01). Results showed that cumulative cadmium concentration differs in the tissues of the leaf, root, leg, fruit and peel in decreasing order. A negligible amount of the total cadmium added to the soil was absorbed by the plant. Total cadmium absorbed in the cellular colonies of the tomato plant in the control treatment, soil with 50 ppm added Cd, and soil with 100 ppm added Cd were 0.0384, 0.564 and 0.678 g, respectively. The results indicate a direct relationship between Cd accumulation and Cd concentration in the root region. A comparison of the outcomes indicated that increasing the cadmium concentration resulted in a reduction of tomato growth and, especially, the production rate. A 20-35% decrease in production rate was seen in 50-00 ppm cadmium exposure compared to the control. These results show that strong decreases in cadmium concentrations in the solution soil did not decrease the absorption rate of cadmium at various growth stages of the tomato.

کلیدواژه‌ها [English]

• growth stages
• tomato
• Cadmium
• ABSORPTION
• Polluted Soil