تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,117,709 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,223,442 |
بررسی اثر کاربرد اسید هیومیک بر کارایی گیاهپالایی کادمیم توسط گیاه همیشه بهار در یک خاک آهکی آلوده به کادمیم | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
دوره 52، شماره 4، تیر 1400، صفحه 1091-1103 اصل مقاله (1.64 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2021.312806.668782 | ||
نویسندگان | ||
وحید رضا صفاری* 1؛ محبوب صفاری2 | ||
1پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران | ||
2پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران | ||
چکیده | ||
کارایی پایین فرایند گیاهپالایی برخی عناصر سنگین در خاکهای آهکی، به دلیل تحرک پایین این عناصر، سبب شده است که تحقیقات در خصوص استفاده از عوامل کلات کننده و محرکهای زیستی بر افزایش کارایی این فرایند، رشد چشمگیری داشته باشد. در مطالعه حاضر، پتانسیل گیاهپالایی کادمیم توسط گیاه همیشه بهار (Calendula officinalis) متاثر از کاربرد اسید هیومیک به صورت محلول پاشی و خاکی، در یک خاک آهکی آلوده به سطوح مختلف کادمیم مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور در آزمایشی گلخانهای، نشاهای همیشه بهار به خاکهای آلوده به کادمیم (0، 50 و100 میلیگرم در کیلوگرم) منتقل و سپس به طور جداگانه با کاربرد خاکی یا محلول پاشی اسید هیومیک در سطوح مختلف (0، 10و 20 میکرومولار) تیمار شدند. تیمارهای اسید هیومیک دو هفته پس از انتقال گیاه اعمال و در نهایت ویژگیهای مختلف بیوشیمیایی-فیزیولوژیکی اندازهگیری شد. بر اساس نتایج، در خاکهای دارای آلودگی، علی رغم رشد ظاهرا طبیعی گیاهان بدون هیچگونه علائم سمیت (کلروز یا نکروز شدن)، با افزایش سطح کادمیم، زیست توده وزن خشک گیاه کاهش و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی (کاتالاز، پراکسیداز، سوپر اکسید دسموتاز و آسکوربات پراکسیداز) افزایش یافت. کاربرد خاکی اسید هیومیک در خاکهای دارای آلودگی باعث افزایش زیست توده وزن خشک، غلظت کادمیم و فاکتور غلظت بیولوژیکی کادمیم شد. همچنین، کاربرد اسید هیومیک، سبب کاهش فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدانی گیاهان شد، که نشان از تعدیل تنش کادمیم در گیاهان تیمار شده داشت. بر اساس نتایج، با توجه به بالا بودن مقادیر بالاتر از "یک" فاکتور انتقال و فاکتور غلظت بیولوژیکی، همیشه بهار به عنوان یک گیاه بیش انباشتگر کادمیم محسوب شده، که میتواند کادمیم را از طریق سازوکار گیاه استخراجی پالایش کند. به طور کلی، از بین تیمارهای مورد بررسی، استفاده از تیمار 20 میکرومولار (به ویژه کاربرد خاکی) اسید هیومیک، بهترین تأثیر را در افزایش فرایند گیاهپالایی کادمیم در خاک آهکی مورد مطالعه داشت. | ||
کلیدواژهها | ||
گیاه همیشه بهار؛ خاک آهکی؛ کادمیم؛ اسید هیومیک؛ گیاه پالایی | ||
مراجع | ||
Agnello, A. C., Huguenot, D., Van Hullebusch, E. D., and Esposito, G. (2014). Enhanced phytoremediation: A review of low molecular weight organic acids and surfactants used as amendments. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 44, 2531-2576. Ahmadvand, S., Bahmani, R., Habibi, D., and Forouzesh, P. (2013). Investigation of cadmium chloride effect on growth parameters and some physiological characteristics in bean (Phaseolus Vulgaris L.) seedlings. Journal of Agronomy and Plant Breeding, 8(4), 167-182. Amini, M., Khademi, H., Afyuni, M., and Abbaspour, K. C. (2005). Variability of available cadmium in relation to soil properties and landuse in an arid region in Central Iran. Water, Air, and Soil Pollution, 162(1–4), 205–218. Angin, I., Turan, M., Ketterings, Q. M., and Cakici, A. (2008). Humic acid addition enhances B and Pb phytoextraction by vetiver grass (Vetiveria zizanioides (L.) Nash). Water, Air, and Soil Pollution, 188(1–4), 335–343. Asli, S., and Neumann, P. M. (2010). Rhizosphere humic acid interacts with root cell walls to reduce hydraulic conductivity and plant development. Plant and Soil, 336(1), 313–322. Baniasadi, F, Saffari, V. R., and Moud, A. (2018). Physiological and growth responses of Calendula officinalis L. plants to the interaction effects of polyamines and salt stress. Scientia Horticulturae, 234, 312–317. Blokhina, O., Virolainen, E., and Fagerstedt, K. V. (2003). Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: A review. Annals of Botany, 91, 179-194. Caverzan, A., Casassola, A., and Brammer, S. P. (2016). Antioxidant responses of wheat plants under stress. Genetics and Molecular Biology, 39(1), 1–6. Chapman, H.D. and Pratt, R.F. (1978). Methods analysis for soil, plant and water. University of California Division, Agriculture Sciences, pp. 60-62. Demiral, T., and Türkan, I. (2005). Comparative lipid peroxidation, antioxidant defense systems and proline content in roots of two rice cultivars differing in salt tolerance. Environmental and Experimental Botany, 53(3), 247–257. Ehlert, C., Maurel, C., Tardieu, F., and Simonneau, T. (2009). Aquaporin-mediated reduction in maize root hydraulic conductivity impacts cell turgor and leaf elongation even without changing transpiration. Plant Physiology, 150(2), 1093–1104. Ehsan, S., Ali, S., Noureen, S., Mahmood, K., Farid, M., Ishaque, W., Shakoor, M. B., and Rizwan, M. (2014). Citric acid assisted phytoremediation of cadmium by Brassica napus L. Ecotoxicology and Environmental Safety, 106, 164–172. Esringü, A., Kaynar, D., Turan, M., and Ercisli, S. (2016). Ameliorative effect of humic acid and plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) on Hungarian vetch plants under salinity stress. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 47(5), 602-618. Etim, E. E. (2012). Phytoremediation and Its Mechanisms: A Review. International Journal of Environment and Bioenergy, 2(3), 120–136. Evangelou, M. W., Daghan, H., and Schaeffer, A. (2004). The influence of humic acids on the phytoextraction of cadmium from soil. Chemosphere, 57(3), 207-213. Gill, S. S., Khan, N. A., and Tuteja, N. (2011). Differential cadmium stress tolerance in five indian mustard (Brassica juncea L) cultivars: An evaluation of the role of antioxidant machinery. Plant Signaling and Behavior, 6(2), 293–300. Gomes, M. P., Marques, T. C. L. L. S. e. M., and Soares, A. M. (2013). Cadmium effects on mineral nutrition of the Cd-hyperaccumulator Pfaffia glomerata. Biologia (Poland), 68(2), 223–230. Hristozkova, M., Geneva, M., Stancheva, I., Boychinova, M., and Djonova, E. (2016). Contribution of arbuscular mycorrhizal fungi in attenuation of heavy metal impact on Calendula officinalis development. Applied Soil Ecology, 101, 57–63. Jaleel, C. A., Riadh, K., Gopi, R., Manivannan, P., Inès, J., Al-Juburi, H. J., Chang-Xing, Z., Hong-Bo, S., and Panneerselvam, R. (2009). Antioxidant defense responses: Physiological plasticity in higher plants under abiotic constraints. Acta Physiologiae Plantarum, 31, 427-436. John, R., Ahmad, P., Gadgil, K., and Sharma, S. (2008). Effect of cadmium and lead on growth, biochemical parameters and uptake in Lemna polyrrhiza L. Plant Soil and Environment, 54(6), 262. Kabata-Pendias, A. (2010). Trace Elements in Soils and Plants, 4th edition, CRC Press Boca Raton, FL, USA. Karakurt, Y., Unlu, H., Unlu, H., and Padem, H. (2009). The influence of foliar and soil fertilization of humic acid on yield and quality of pepper. Acta Agriculturae Scandinavica Section B: Soil and Plant Science, 59(3), 233–237. Khan, S., Cao, Q., Chen, B. D., and Zhu, Y. G. (2006). Humic acids increase the phytoavailability of Cd and Pb to wheat plants cultivated in freshly spiked, contaminated soil. Journal of Soils and Sediments, 6(4), 236–242. Li, X., Zhang, X., Yang, Y., Li, B., Wu, Y., Sun, H., and Yang, Y. (2016). Cadmium accumulation characteristics in turnip landraces from China and assessment of their phytoremediation potential for contaminated soils. Frontiers in Plant Science, 7, 1862. Liu, J. N., Zhou, Q. X., Sun, T., Ma, L. Q., and Wang, S. (2008). Identification and chemical enhancement of two ornamental plants for phytoremediation. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 80(3), 260–265. Liu, J., Zhou, Q., and Wang, S. (2010). Evaluation of chemical enhancement on phytoremediation effect of Cd-contaminated soils with Calendula Officinalis L. International Journal of Phytoremediation, 12(5), 503–515. Luo, H., Li, H., Zhang, X., and Fu, J. (2011). Antioxidant responses and gene expression in perennial ryegrass (Lolium perenne L.) under cadmium stress. Ecotoxicology, 20(4), 770-778. Mahar, A., Wang, P., Ali, A., Awasthi, M. K., Lahori, A. H., Wang, Q., Li, R., and Zhang, Z. (2016). Challenges and opportunities in the phytoremediation of heavy metals contaminated soils: A review. Ecotoxicology and Environmental Safety, 126, 111-121. Martínez-Alcalá, I., Clemente, R., and Bernal, M. P. (2009). Metal availability and chemical properties in the rhizosphere of lupinus albus L. growing in a high-metal calcareous soil. Water, Air, and Soil Pollution, 201(1–4), 283–293. Meng, H., Hua, S., Shamsi, I. H., Jilani, G., Li, Y., and Jiang, L. (2009). Cadmium-induced stress on the seed germination and seedling growth of Brassica napus L., and its alleviation through exogenous plant growth regulators. Plant Growth Regulation, 58(1), 47–59. Mora, V., Bacaicoa, E., Zamarreño, A. M., Aguirre, E., Garnica, M., Fuentes, M., and García-Mina, J. M. (2010). Action of humic acid on promotion of cucumber shoot growth involves nitrate-related changes associated with the root-to-shoot distribution of cytokinins, polyamines and mineral nutrients. Journal of Plant Physiology, 167(8), 633–642. Nardi, S., Pizzeghello, D., Muscolo, A., and Vianello, A. (2002). Physiological effects of humic substances on higher plants. Soil Biology and Biochemistry, 34, 1527-1536. Saffari, V. R., and Saffari, M. (2020). Effects of EDTA, citric acid, and tartaric acid application on growth, phytoremediation potential, and antioxidant response of Calendula officinalis L. in a cadmium-spiked calcareous soil. International Journal of Phytoremediation, 22:11, 1204-1214. Sarwar, N., Imran, M., Shaheen, M. R., Ishaque, W., Kamran, M. A., Matloob, A., Rehim, A., and Hussain, S. (2017). Phytoremediation strategies for soils contaminated with heavy metals: Modifications and future perspectives. Chemosphere, 171, 710-721. Schiavon, M., Pizzeghello, D., Muscolo, A., Vaccaro, S., Francioso, O., and Nardi, S. (2010). High molecular size humic substances enhance phenylpropanoid metabolism in maize (Zea mays L.). Journal of Chemical Ecology, 36(6), 662–669. Sytar, O., Kumar, A., Latowski, D., Kuczynska, P., Strzałka, K., and Prasad, M. N. V. (2013). Heavy metal-induced oxidative damage, defense reactions, and detoxification mechanisms in plants. Acta Physiologiae Plantarum, 35(4), 985-999. Tahir, M. M., Khurshid, M., Khan, M. Z., Abbasi, M. K., and Kazmi, M. H. (2011). Lignite-derived humic acid effect on growth of wheat plants in different soils. Pedosphere, 21(1), 124–131. Topcuoğlu, B. (2013). Effects of humic acids on the phytoextraction efficiency of sludge applied soil. International Journal of Chemical, Environmental and Biological Sciences, 1(1), 1–4. Vargas, C., Pérez-Esteban, J., Escolástico, C., Masaguer, A., and Moliner, A. (2016). Phytoremediation of Cu and Zn by vetiver grass in mine soils amended with humic acids. Environmental Science and Pollution Research, 23(13), 13521-13530. Wang, L., Cui, X., Cheng, H., Chen, F., Wang, J., Zhao, X., Lin, C., and Pu, X. (2015). A review of soil cadmium contamination in China including a health risk assessment. Environmental Science and Pollution Research, 22(21), 16441–16452. Yadav, S. K. (2010). Heavy metals toxicity in plants: An overview on the role of glutathione and phytochelatins in heavy metal stress tolerance of plants. South African Journal of Botany, 76(2), 167–179. Yildirim, E. (2007). Foliar and soil fertilization of humic acid affect productivity and quality of tomato. Acta Agriculturae Scandinavica Section B: Soil and Plant Science, 57(2), 182–186. Yoon, J., Cao, X., Zhou, Q., and Ma, L. Q. (2006). Accumulation of Pb, Cu, and Zn in native plants growing on a contaminated Florida site. Science of the Total Environment, 368(2–3), 456–464. You, J., and Chan, Z. (2015). ROS regulation during abiotic stress responses in crop plants. Frontiers in Plant Science, 6, 1092. Zandonadi, D. B., Canellas, L. P., and Façanha, A. R. (2007). Indolacetic and humic acids induce lateral root development through a concerted plasmalemma and tonoplast H+ pumps activation. Planta, 225(6), 1583–1595. Zhang, F., Zhang, H., Wang, G., Xu, L., and Shen, Z. (2009). Cadmium-induced accumulation of hydrogen peroxide in the leaf apoplast of Phaseolus aureus and Vicia sativa and the roles of different antioxidant enzymes. Journal of Hazardous Materials, 168(1), 76–84. Zhang, L., Lai, J., Gao, M., and Ashraf, M. (2014). Exogenous glycinebetaine and humic acid improve growth, nitrogen status, photosynthesis, and antioxidant defense system and confer tolerance to nitrogen stress in maize seedlings. Journal of Plant Interactions, 9(1), 159-166. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 430 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 409 |