تحقیقات مهندسی صنایع غذایی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

بررسی جذب کادمیوم از محیط ریشه و تجمع آن در اندام های مختلف محصولات جالیزی رایج ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

2 دانشیار مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

3 دانشیار گروه آبیاری و آبادانی دانشکده آب و خاک پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

چکیده

آلودگی محیط زیست با فلزات سنگین یک 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.  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.  مطالعات زیادی در زمینة استفاده از آب­های آلوده و پساب­های حاوی فلزات سنگین در کشاورزی اجرا شده است، ولی اطلاعات در زمینة مقدار جذب و تجمع فلزات سنگین از محیط ریشه و تجمع آن در بخش­های مختلف گونه­های زراعی، به ویژه محصولات جالیزی 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 پنج گونة جالیزی رایج در ایران (خربزه، هندوانه، خیار، گوجه­فرنگی و کدو‌خورشتی)، به­ صورت یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تیمار شامل غلظت­های صفر، 50 و100 میلی­گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک و 50 میلی­گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک به­علاوه 25 میلی­گرم اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) به هر کیلوگرم خاک از طریق آب آبیاری، در سه تکرار به اجرا در آمده است.  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 کامل تهیه شد.  برای کاشت از گلدان­های پلاستکی استوانه ای به قطر 40 و ارتفاع 60 سانتی­متر استفاده شده است.  در پایان فصل زراعی از بخش­های مختلف گونه های مورد مطالعه جهت سنجش مقدار تجمع کادمیوم نمونه­برداری و آزمایش شده نتایج حاصل، پس از تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SPSS، نشان می­دهد که میزان تجمع کادمیوم با افزایش غلظت آن در محیط ریشه نسبت مستقیم دارد و افزایش EDTA ، به­طور میانگین باعث افزایشی معادل 27 درصد در جذب کادمیوم در برگ­ها و 122 درصد در میوه می­شود.  به‌جز تیمار شاهد، در سایر تیمارها میزان تجمع کادمیوم در بخش­های مختلف گونه­های مورد مطالعه بیش از حد مجاز برای مصارف انسانی است.  نتایج نشان می‌دهد که در ساقه و برگ به ترتیب خیار و کدو خورشتی بیشترین غلظت کادمیوم را دارند و گوجه­فرنگی و هندوانه کمترین تجمع را دارند؛ میوة خربزه و هندوانه بیشترین و گوجه­فرنگی کمترین میزان غلظت کادمیوم را دارند.

عنوان مقاله [English]

Investigation of Cadmium Uptake in Root Region and Accumulation in Different Parts of Common Summer Crops in Iran

چکیده [English]

The main source of heavy metals in soil is the use of urban and industrial waste water, synthetic phosphate fertilizers, sludge from sewage treatment plants. Most heavy metals accumulate in the top soil and in the long term, their increased concentration in the soil and accumulation in the plants. The quantity or level of absorption in plants, depends not only on the concentration levels of the metals in the physical and chemical composition of the soil, but also varies in different parts of the plant type. Several studies have been conducted on the use of waste water and sewage, carrying heavy metals, for agriculture; however information regarding amount of absorption and accumulation of heavy metals in various parts of different crops and plant types, is limited. This study has been conducted with the objective of analyzing the impact of various levels of cadmium concentration in soil on the quantity of its absorption and accumulation in various parts of five different types of cucurbits, commonly used in Iran. The experiments were carried out in a factorial experiment in completely randomized design, with three repetitions. The factors includes Cd concentration in 4 levels (control treatment, without adding Cd, soil with  50 mg kg-1 Cd, soil with 50 mg kg-1 Cd, soil with 50 mg kg-1 Cd and irrigation water with 0.5 molar EDTA). And plants species (five summer crops) at the end of agriculture season, samples from different organs of species have been collected to measure the magnitude of Cadmium accumulated in them. With SPSS software, variance analysis of the collected data was performed, and comparison of means was performed by Duncan multiple range test (P ≤ 0.05 and P≤ 0.01). The obtained results indicate a direct relation between Cd accumulation and Cd concentration in root region. Adding 0.5 molar EDTA to irrigation water causes more than 50 percent increase in Cd accumulation in treatment of 50 ppm Cd. Also the results show (except in control treatment) that Cd concentration is in excess of limit for human consumption.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ABSORPTION
  • Cadmium
  • EDTA
  • Polluted Soil
  • Summer Crops
مراجع
Alloway, B. J. 1990. Heavy Metal in Soils. John Wiley and Sons Inc. Nework Pub.
Anon. 1992a. Cadmium-Eenvironmental Aspects. Geneva. World Health Organization.
Anon. 1992b. Guidelines for water reuse. Technical Report No. 81. Washington. DC. United States Environmental Protection Agency and United States Agency for International Development.
Carlos, A., Constantino, L., Garcia, F. P., Razo, L. M. D., Vazquez, R. R. and Varaldo, H. M. P. 2005. Chemical fractionation of heavy metals in soils irrigated with wastewater in central Mexico. J. Agric. Ecosys. Environ. 108, 57-71.
Carr, R. 2005. WHO guidelines for safe wastewater use: More than just numbers. J. Irrig. Drain. 54, 103-111.
Channey, R. L. 1980. Health risks associated with toxic metals in municipal sludge. In: Damron, G.T. (Eds.) Ann Arbor. Science Pub.
Channey, R., Baker, A., Malik, Y. and Brown, J. 2002. Phytoremediation of soil metals. J. Current Opinion Biotech. 36, 115-21.
Cope, W. G., Wiener, G. J. and Atchsion, G. J. 1994. Hepatic Cadmium, metal-binding proteins and Bioaccumulation in bluegills exposed to aqueous cadmium. J. Environ. Toxicol. Chemist. 13(4): 553-562.
Doyle, P. J. 1998. Survey of literature and experience on the disposal of sewage on land.  http://www.ecobody.com/reports/sludge/dole.
Farshi, A. A., Shariati, M. R., Jarollahi, R., Shahabifar, M. and Tavallaei, M. M. 1999. An Estimate of Water Requirement of Main Field Crops and Orchards in Iran. Vol. 1: Field Crops. Soil and Water Research Institute. (in Farsi)
Fazeli, M. S. 1998. Enrichment of  heavy metal in paddy crops irrigated by paper mill effluents near Nanjangud, Mysore District, Karnatake. India Environ. J. Geol. 34(4): 42-54.
Jafarzadeh, N. 1997. Assessment the wastewater use effects in Shiraz on heavy metals concentration on soil and plants. Proceeding of the 6th Water and Soil Conference. (in Farsi)
Gardiner, D. T., Miller, R. W., Badamchian, B., Azzari, A. S. and Sisson, D. R. 1995. Effects of repeated sewage sludge applications on plant accumulation of heavy metals. J. Agric. Ecosys.  Environ. 55, 1-6.
Giordano, P. M. and Mays, D. A. 1977. Yield and heavy metal content of several vegetable species grown in soil amended with sewage sludge. In Biological Implications of Heavy Metals in the Environment. ERDA REP. Conf. 750929. Oak. Ridge. Tennessee.
Hattori, H. E., Asari, and C. Mitsuo. 2002. Estimate of cadmium concentration in brown rice. 17th World Conference of Soil Science. Aug. 14-21. Thailand.
Kabatta, A and Pendias, H. 2001. Trace Elements in Soils and Plants. 3rd Ed. CRC Press. Boca Raton FL.
Lasat, M. M. 2003. The use of plants for the removal of toxic metals from contaminated soil. J. Environ Pollution. 113, 121-7.
Lee, J., Reeves, R. D. and Brooks, R. 1998. The relation between nickel and citric acid in some nickel accumulation plants. Phytochemistry. 17, 1033-1035.
Li, Z. and Shuman, L. M. 1999. Extractability of zinc, cadmium and nickel in soils amended with EDTA. Soil Sci. 161, 226-241.
Markert, B. 1996. Insturmental Element and Multi-element Analysis of Plant Samples, John Wiley and Sons. Sussex. England.
Mattigod, S. V., Sposito,  G. and Page, A. L. 1981. Factors affecting the solubility's of trace metal in soils. In: Dowdy, R. H. (Ed) Chemistry in the Soil Environment Soil Sci. Soc. Am. Madison, WI.
Mostashari, M. 2002. Investigation of Quazvin soils and plants pollution with heavy metals during irrigation with wastewater. Proceeding of the 7th Water and Soil Conference. (in Farsi)
Nicholson, F. A. Smith, S. R. Alloway, B. J. Carlton-Smith, C. and Chambers, B. J. 2003. An inventory of heavy metals inputs to agricultural soils in England and Wales. J. Sci. Total Environ. 311, 205-219.
Okoronkwo, N. E. Igwe, J. C. and Onwuchekwa, E. C. 2005. Risk and health implications of polluted soils for crop production. African J. Biotech. 4(13): 1521-1524.
Ramos, I., Esteban, E., Lucena, J. J. and Garate, A. 2002. Cadmium uptake and subcellular distribution in plants of lactuca sp. Ca-Mn intraction. Plant Sci. 162, 761-767.
Richard-Sally, L. Buechiler, S. 2005. Managing wastewater agriculture to improve livelihoods and environmental quality in poor countries. J. Irrig. Drain. 54, 11-22.
Robinson, B. H. 1997. The phytoextraction of metals from metalliferous soils. Ph.D Thesis. Massey University.
Rossini, S., Oliva, A. and Fernandez, E. 2007. Monitoring of heavy metals in topsoil, atmospheric particles and plant leaves to identify possible contamination sources. Microchemical J. 86, 131-139.
Sanita di Toppi, L. and Gabbrielli, R. 1999. Response to cadmium in higher plants-review. J. Environ. Exper. Botany. 41, 105-130.
Sauerbeck, D. R. 1991. Uptake and availability of heavy metals. J. Water, Air and Soil Pollution. (57-58), 227-237.
Shariat, M. Farshi, S. 1997. Heavy metal accumulation in South Tehran vegetable crops. J. Soil and Water. 5, 3-14. (in Farsi)
Tiller, K. G. 1989. Heavy metals in soils and their environmental significance. Advances in Soil Sci. 9, 113-142.
Torabian, A. and Mahjori, M. 2002. Heavy Metals Uptake by Vegetable Crops Irrigated With Wastewater in South Tehran. J. Environ. Study.16(2). (in Farsi)
Yargholi, B. 2007. Investigation of the Firozabad wastewater quality-quantity variation for agricultural use. AERI Final Research Report. Tehran. Iran. In Press. (in Farsi)
تحقیقات مهندسی صنایع غذایی
دوره 10، شماره 2 - شماره پیاپی 2
شهریور 1388
صفحه 31-44
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار