تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,107,329 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,212,272 |
ارزیابی توانایی گیاه سورگوم علوفهای در حذف کادمیم از خاک بهکمک بیوچار و باکتریهای محرک رشد گیاه | ||
به زراعی کشاورزی | ||
مقاله 2، دوره 24، شماره 4، دی 1401، صفحه 1035-1049 اصل مقاله (1.06 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jci.2022.326280.2573 | ||
نویسندگان | ||
فاطمه دلاورنیا1؛ فائزه زعفریان* 2؛ رقیه حسن پور3؛ همت اله پیردشتی4 | ||
1گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران. رایانامه: f.delavarnia@sanru.ac.ir | ||
2نویسنده مسئول، گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران. رایانامه: fa.zaefarian@sanru.ac.ir | ||
3گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری ایران. رایانامه: r.hasanpour@stu.sanru.ac.ir | ||
4گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران. رایانامه: h.pirdashti@sanru.ac.ir | ||
چکیده | ||
بهمنظور ارزیابی توانایی گیاه سورگوم علوفهای (Sorghum bicolor L.) در حذف فلز سنگین کادمیم به کمک بیوچار (زغال زیستی) و باکتری سودوموناس پوتیدا (Pseudomonas putida) آزمایشی بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در تابستان سال 1398 در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، در شرایط گلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که حضور کادمیم در بستر کشت گیاه سورگوم موجب کاهش وزن خشک ریشه و شاخساره شد. اما افزودن بیوچار و تلقیح سودوموناس پوتیدا بهطور معنیداری موجب افزایش صفات مذکور شد. فاکتور تجمع زیستی ریشه و شاخساره از غلظت 25 تا 100 میلیگرم کادمیم در کیلوگرم خاک روند افزایشی داشت، بهطوریکه بیشترین فاکتور تجمع زیستی شاخساره (31/2) در غلظت 100 میلیگرم کادمیم در کیلوگرم خاک و در تیمار کاربرد همزمان بیوچار و سودوموناس پوتیدا مشاهده شد که نسبت به شاهد 33/28 درصد افزایش معنیداری داشته است. همچنین، کمینه فاکتور انتقال گیاه سورگوم (000/1) مربوط به تیمار عدم مصرف بیوچار، عدم تلقیح سودوموناس پوتیدا و بدون آلودگی کادمیم بود که نسبت به شاهد 20 درصد کاهش یافت؛ حال آنکه بیشینه فاکتور انتقال (94/1) در غلظت 25 میلیگرم کادمیم در کیلوگرم خاک و تیمار عدم مصرف بیوچار و عدم تلقیح سودوموناس پوتیدا مشاهده شد. شاخص تحمل گیاه با افزایش غلظت کادمیم کاهش یافت، درحالیکه استفاده از بیوچار و تلقیح باکتری سودوموناس پوتیدا موجب افزایش این شاخص شد، بهطوریکه بیشترین شاخص تحمل (22/1) مربوط به تیمار کاربرد تلفیقی بیوچار و باکتری بدون استفاده از کادمیم بود که نسبت به عدم مصرف بیوچار و عدم تلقیح باکتری 22 درصد افزایش یافت. از آنجاکه شاخص تحمل گیاه سورگوم علوفهای در همه غلظتهای کادمیم بیشتر از 60/0 بود، لذا میتوان این گیاه را در گروه تحمل بالا نسبت به تنش فلز سنگین کادمیم دستهبندی کرد و از سورگوم جهت گیاهپالایی کادمیم بهره جست. | ||
کلیدواژهها | ||
شاخص تحمل؛ فاکتور انتقال؛ فلز سنگین؛ گیاه پالایی؛ وزن خشک | ||
مراجع | ||
Al-Wabel, M. I., Usman, A. R. A., El-Naggar, A. H., Aly, A. A., Ibrahim, H. M., Elmaghraby, S., & Al-Omran, A. (2015). Conocarpus biochar as a soil amendment for reducing heavy metal availability and uptake by maize plants. Saudi Journal of Biological Sciences, 22, 503-511. http://dx.doi.org/10.1016/j.sjbs.2014.12.003 Alzahrani, Y., Alharby, H. F., Hakeem, K. R., & Alsamadany, H. (2020). Modulating effect of EDTA and SDS on growth, biochemical parameters and antioxidant defense system of Dahlia variabilis grown under cadmium and lead-induced stress. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 48(2), 906-923. http://doi.org/10.15835/nbha48211909 Amjad Khan, M., Khan, S., Khan, A., & Alam, M. (2017). Soil contamination with cadmium, consequences and remediation using organic amendments. Science of the Total Environment, 601-602, 1591-1605. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.06.030 Antoniadis, V., Levizou, E., Shaheen, S. M., Sik Ok, Y., Sebastian, A., Baum, C., Prasad, M. N. V., Wenzel, W. W., & Rinklebe, J. (2017). Trace elements in the soil-plant interface: Phytoavailability, translocation, and phytoremediation-A review. Earth-Science Reviews, 171, 621-645. http://dx.doi.org/10.1016/j.earscirev.2017.06.005 Aricak, B., Cetin, M., Erdem, R., Sevik, H., & Cometen, H. (2020). The usability of Scotch pine (Pinus sylvestris) as a biomonitor for traffic-originated heavy metal concentrations in Turkey. Polish Journal of Environmental Studies, 29(2), 1-7. http://doi.org/10.15244/pjoes/109244 Barghi, A., Gholipoori, A., Ghavidel, A., & Sedghi, M. (2020). Changes in seed oil yield and its components of black mustard (Brassica nigra L.) as affected by rhizobacteria and growth regulators under cadmium stress conditions. Journal of Crop Ecophysiology, 13(4), 555-570. (In Persian) Biria, M., Moezzi, A. A., & AmeriKhah, H. (2017). Effect of sugarcane bagasse made biochar on maize plant growth, grown in lead and cadmium contaminated soil. Journal of Water and Soil, 31(2), 609-626. (In Persian) Catav, S. S., Genc, T. O., Oktay, M. K., & Kucukakyuz, K. (2020). Cadmium toxicity in wheat: Impacts on element contents, antioxidant enzyme activities, oxidative stress, and genotoxicity. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 104, 71-77. https://doi.org/10.1007/s00128-019-02745-4 Cluis, C. (2004). Junk-greedy greens: phytoremediation as a new option for soil decontamination. Journal of Biotechnology, 2, 60-67. Retrieved from http://www.bioteach.ubc.ca Ghorbani, M., Karimian, N. A., & Zarei, M. (2017). Influence of liquid organic fertilizer on growth, cadmium and macronutrients uptake of Spinach (Spinacea oleracea L.) in a cadmium polluted soil. Journal of Soil and Water Conservation, 42(3), 235-249. (In Persian) Han, T., Zhao, Z., Bartlam, M., & Wang, Y. (2016). Combination of biochar amendment and phytoremediation for hydrocarbon removal in petroleum-contaminated soil. Environmental Science and Pollution Research, 23, 21219-21228. http://doi.org/10.1007/s11356-016-7236-6 He, L., Zhong, H., Liu, G., Dai, Z., Brookes, P. C., & Xu, J. (2019). Remediation of heavy metal contaminated soils by biochar: Mechanisms, potential risks and applications in China. Environmental Pollution, 252, 846-855. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.05.151 Herlina, L., Widianarko, B., & Sunoko H. R. (2020). Phytoremediation potential of Cordyline fruticosa for lead contaminated soil. Journal Pendidikan IPA Indonesia, 9(1), 42-49. http://journal.unnes.ac.id/index.php/jpii Hesse, C., Schulz, F., Bull, C. T., Shaffer, B. T., Yan, Q., Shapiro, N., Hassan, K. A., Varghese, N., Elbourne, L. D. H., Paulsen, I. T., Kyrpides, N., Woyke, T., & Loper, J. E. (2018). Genome-based evolutionary history of Pseudomonas spp. Environmental Microbiology, 20(6), 2142-2159. https://doi.org/10.1111/1462-2920.14130 Hou, X., Teng, W., Hu, Y., Yang, Z., Li, C., Scullion, J., Guo, Q., & Zheng R. (2020). Potential phytoremediation of soil cadmium and zinc by diverse ornamental and energy grasses. BioResources, 15(1), 616-640. http://doi.org/10.15376/biores.15.1.616-640 Hussain, F., Hussain, I., Ali Khan, A. H., Muhammad, Y. S., Iqbal, M., Soja, G., Reichenauer, T. G., Zeshan., & Yousaf, S. (2018). Combined application of biochar, compost, and bacterial consortia with Italian ryegrass enhanced phytoremediation of petroleum hydrocarbon contaminated soil. Environmental and Experimental Botany, 153, 80-88. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2018.05.012 Kapur, D., & Singh, K. J. (2019). Zinc alleviates cadmium induced heavy metal stress by stimulating antioxidative defense in soybean [Glycine max (L.) Merr.] crop. Journal of Applied and Natural Science, 11(2), 338-345. http://doi.org/10.31018/jans.v11i2.2054 Kaur, A., & Kumar, P. (2020). Effect of biofertilizers on the plant height and leaf area in Sorghum vulgare grown under lead toxic soil. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 9(4), 1707-1712. Retrieved from http://www.phytojournal.com Khare, P., Dilshad, U., Rout, P. K., Yadav, V., & Jain, S. (2013). Plant refuses driven biochar: Application as metal adsorbent from acidic solutions. Arabian Journal of Chemistry, 10, 3054-3063. http://dx.doi.org/10.1016/j.arabjc.2013.11.047 Kos, B., Grcman, H., & Lestan, D. (2003). Phytoextraction of lead, zinc and cadmium from soil by selected plants. Plant and Soil Environmental, 49, 548-553. https://doi.org/10.17221/4192-PSE Kumar, A., Kumar, R., Kumari, M., & Goldar, S. (2020). Enhancement of plant growth by using PGPR for a sustainable agriculture: A review. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 9(2), 152-165. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2020.902.019 Lux, A., Sottníkova, A., Opatrna, J., & Greger, M. (2004). Differences in structure of adventitious roots in Salix clones with contrasting characteristics of cadmium accumulation and sensitivity. Plant Physiology, 120, 537-545. http://doi.org/10.1111/j.0031-9317.2004.0275.x Ma, L. Q., Komar, K. M., Tu, C., Zhang, W., Cai, Y., & Kenelly, E. D. (2001). A fern that hyper accumulates arsenic. Nature, 409, 579-582. https://doi.org/10.1038/35054664 Ma, Q. J., Sun, M. H., Lu, J., Hu, D. G., Kang, H., You, C. X., & Hao, Y. J. (2020). Phosphorylation of a malate transporter promotes malate excretion and reduces cadmium uptake in apple. Journal of Experimental Botany, 71(12), 3437-3449. https://doi.org/10.1093/jxb/eraa121 Mohammed Ali, A. S., Ahmed, H. A. M., Emara, H. A. E., Janjua, M. N., & Alhafez, N. (2019). Estimation and bio-availability of toxic metals between soils and plants. Polish Journal of Environmental Studies, 28(1), 15-24. http://doi.org10.15244/pjoes/81690 Motesharezadeh, B., & Savaghebi, GH. (2011). Study of sunflower plant response to cadmium and lead toxicity by usage of PGPR in a calcareous soil. Journal of Water and Soil, 25(5), 1069-1079. (In Persian) Nazarian, H., Amouzgar, D., & Sedghianzadeh, H. (2016). Effects of different concentrations of cadmium on growth and morphological changes in basil (Ocimum basilicum L.). Pakistan Journal of Botany, 48(3), 945-952. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.111584 Piacentini, D., Ronzan, M., Fattorini, L., DellaRovere, F., Massimi, L., Altamura, M. M., & Falasca, G. (2020). Nitric oxide alleviates cadmium- but not arsenic-induced damages in rice roots. Plant Physiology and Biochemistry, 151, 729-742. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2020.04.004 Pidlisnyuk, V., Mamirova, A., Pranaw, K., Shapoval, P. Y., Trogl, J., & Nurzhanova, A. (2020). Potential role of plant growth-promoting bacteria in Miscanthus x giganteus phytotechnology applied to the trace elements contaminated soils. International Biodeterioration and Biodegradation, 155, 105103-105113. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2020.105103 Schuuck, M., & Greger, M. (2020). Plant traits related to the heavy metal removal capacities of wetland plants. International Journal of Phytoremediation, 22(4), 427-435. https://doi.org/10.1080/15226514.2019.1669529 Soltani Toolarood, A. S., Eivazi Nay, M., Ghavidel, A., Abbaszadeh Dehaji, P., & Goli Kalanpa, E. (2019). Isolation, screening and evaluation of plant growth stimulating traits of Cd and Pb resistant microorganisms. Applied Soil Research, 7(3), 111-123. (In Persian) Tsuboi, K., Shehzad, T., Yoneda, J., Uraguchi, S., Ito, Y., Shinsei, L., Morita, S., Rai, H., Nagasawa, N., Asari, K., Suzuki, H., Itoh, R., Saito, T., Suzuki, K., Takano, I., Takahashi, H., Sakurai, K., Watanabe, A., Akagi, H., Tokunaga, T., Itoh, M., Hattori, H., Fujiwara, T., Okuno, K., Tsutsumi, N., & Satoh-Nagasawa, N. (2017). Genetic analysis of cadmium accumulation in shoots of sorghum landraces. Crop Science, 57(1), 22-31. https://doi.org/10.2135/cropsci2016.01.0069 Ur Rahman, S. H., Qi, X., Zhang, Z., Ashraf, M. N., Du, Z., Zhong, Y. L., Mehmood, F., Ur Rahman, S., & Shehzad, M. (2020). The effect of silicon foliar and root application on growth, physiology, and antioxidant enzyme activity of wheat plants under cadmium toxicity. Applied Ecology and Environmental Research, 18(2), 3349-3371. http://dx.doi.org/10.15666/aeer/1802_33493371 Valizadeh Ghale Beig, A., Nemati, S. H., Emami, H., & Aroie, H. (2020). The effect of cutflower-rose waste biochar on morphological traits and heavy metals in lettuce (Lactuca sativa L. cv. Syaho). Science and Technology of Greenhouse Culture, 10(4), 21-35. (In Persian) Volke, D.C., Calero, P., & Nikel, P. I. (2020). Pseudomonas putida. Trends in Microbiology, 28(16), 512-513. https://doi.org/10.1016/j.tim.2020.02.015 Wu, J., Kamal, N., Hao, H., Qian, C., Liu, Z., Shao, Y., Zhong, X., & Xu, B. (2019). Endophytic Bacillus megaterium BM18-2 mutated for cadmium accumulation and improving plant growth in hybrid Pennisetum. Biotechnology Reports, 24, 374-382. https://doi.org/10.1016/j.btre.2019.e00374 Zhang, W. H., Cai, Y., Tu, C., & Ma, Q. L. (2002). Arsenic speciation and distribution in an arsenic hyperaccumulating plant. Environmental Science, 300, 167-177. https://doi.org/10.1016/S0048-9697(02)00165-1 | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 473 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 370 |