۲۲۴۹۷پ
per
ارزیابی اثر اتیلن دیآمین تترا استیک اسید (EDTA) بر گیاهپالایی نیکل در تناوب کلزا (.(Brassica napus L - گندم(.Triticum aestivum L)
Evaluating the effect of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) on Ni phytoremediation in rapeseed (Brassica napus L.) - wheat (Triticum aestivum L.) rotation
/پریسا آقایی قراچورلو
: کشاورزی
، ۱۳۹۸
، میرزائی
۱۲۶ص
چاپی - الکترونیکی
دکتری
شناسایی و مبارزه با علفهایهرز
۱۳۹۸/۱۱/۱۶
تبریز
افزایش فعالیتصهای صنعتی در طی سالصهای گذشته و در نتیجه ورود انواع آلایندهصهای آلی و غیر آلی مانند نیکل به خاک از مشکلاتی است که سلامت بشر را تهدید میصکند .گیاهصپالایی از روشصهای مناسبی است که با انباشت فلزات سنگین در اندام هوایی گیاهان، خروج این فلزات از خاکصهای آلوده را امکانصپذیر میصسازد .تناوب زراعی گیاهان مقاوم و حساس به فلزات سنگین مانند نیکل میصتواند موجب تعدیل سمیت این فلزات بر گیاهان حساس شود .در این راستا، به منظور ارزیابی گیاهصپالایی نیکل در تناوب کلزا - گندم با کاربرد متحرک کننده فلز در خاک، دو آزمایش بهصصورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوکصهای کامل تصادفی با سه تکرار در سالصهای ۱۳۹۴ و ۱۳۹۵ در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز اجرا شد .عامل اول غلظت نیکل در ۴ سطح شامل صفر) بدون مصرف نیکل(،۵۰ ، ۱۰۰ و ۲۰۰ میلیصگرم نیکل بر کیلوگرم خاک خشک، عامل دوم کاربرد متحرک کننده فلز در خاک در سه سطح شامل مصرف اتیلن دیصآمین تترا استیک اسید (EDTA) به مقدار ۵/۰ و ۱ میلیصمول بر کیلوگرم خاک) به ترتیب معادل ۱۴۶ و ۲۹۲ میلیصگرم بر کیلوگرم خاک (و شاهد) بدون مصرف متحرک کننده فلز (و عامل سوم تناوب زراعی کلزای بهاره) رقم ۰۰۳RGS) - گندم بهاره) رقم الوند (در دو سطح بودند .نظام بدون کاشت و کاشت کلزا در بخش اول این آزمایش در سال ۱۳۹۴ و کاشت گندم در بخش دوم این آزمایش در سال ۱۳۹۵ اجرا شدند .نتایج آزمایش اول نشان داد که با افزایش غلظت نیکل خاک، شاخص کلروفیل برگ، میانگین صفات مورفولوژیکی، عملکرد و اجزای عملکرد دانه و وزن خشک ریشه کلزا کاهش یافتند .کاربرد EDTA سبب افت عملکرد دانه و وزن خشک بخش هوایی و ریشه کلزا شد .با افزایش سطوح کاربردی نیکل و EDTA در خاک، غلظت نیکل در اندامصهای مختلف کلزا بهصطور معنیصداری افزایش یافت .گیاهصپالایی نیکل بهصوسیله کلزا و سطوح مختلف EDTA غلظت نیکل در خاک پس از برداشت کلزا را نسبت به شاهد کاهش دادند .کاربرد EDTA به مقدار ۱ میلیصمول در کیلوگرم خاک، فاکتور تجمع زیستی و فاکتور انتقال نیکل در کلزا را به ترتیب ۳/۱۰ و ۳۳ درصد افزایش داد .غلظت پتاسیم در اندامصهای مختلف کلزا با تشدید سمیت نیکل افزایش یافت .تنش نیکل سبب افزایش محتوای منیزیم بخش هوایی و دانه کلزا شد .کاربرد نیکل غلظت آهن در ریشه را افزایش و در بخشصهای هوایی و دانه کاهش داد .سمیت نیکل منجر به افت غلظت روی در همه اندامصهای کلزا شد EDTA .سبب بهبود تجمع پتاسیم، منیزیم، آهن و روی در اغلب اندامصهای کلزا شد .نتایج آزمایش دوم حاکی از آن بود که با افزایش سطوح نیکل در خاک در هر دو تناوب زراعی آیش - گندم و نیز کلزا - گندم، شاخص کلروفیل برگ، ارتفاع بوته، عملکرد و اجزای عملکرد دانه و وزن خشک ریشه گندم کاهش یافت، ولی اثر تیمار کلزا - گندم در کاهش اثر منفی نیکل بر این صفات بارز بود .کاربرد EDTA در هر دو سطح کاربردی ۵/۰ و ۱ میلیصمول در کیلوگرم خاک بهصدلیل افزایش استخراج نیکل از خاک توسط کلزا و کاهش سمیت این فلز سنگین برای گندم، موجب برتری تناوب کاشت کلزا - گندم نسبت به آیش - گندم برای خصوصیات زراعی گندم شد .در تمامی سطوح سمیت نیکل، در تناوب زراعی کلزا - گندم بهصویژه همراه با کاربردEDTA ، غلظت نیکل اندامصهای مختلف گندم کمتر از نظام کاشت آیش - گندم بود که این نتایج حاکی از اثر بخش بودن تناوب زراعی کلزا - گندم و کاربرد متحرک کننده فلز در پالایش نیکل از خاک و فراهم نمودن شرایط مطلوب رشد برای گندم است .سمیت نیکل موجب افت محتوای عناصر پتاسیم، منیزیم، آهن و روی در اندامصهای مختلف گندم در هر دو نظام کاشت شد، با این وجود اثر تناوب کلزا - گندم برای ممانعت از افت شدید غلظت این عناصر به دلیل سمیت نیکل نسبت به آیش - گندم مثبت ارزیابی شد .سطوح مختلف EDTA غلظت پتاسیم، منیزیم، آهن و روی اندامصهای مختلف گندم را نسبت به شاهد بهصطور معنیصداری افزایش دادند .بنابراین، بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش میصتوان عنوان نمود که کاشت کلزا به عنوان جذب کننده نیکل از خاک قبل از گندم بهصویژه با کاربردEDTA ، سبب افزایش جذب و پالایش نیکل از خاک بهصوسیله کلزا شد و در نتیجه با کاهش مقدار نیکل خاک، شرایط را برای رشد گندم تسهیل کرده و موجب افزایش رشد و عملکرد گندم تحت تنش ملایم نیکل (۵۰ میلیصگرم بر کیلوگرم خاک (شد .اما، در تنشصهای متوسط و شدید نیکل) به ترتیب ۱۰۰ و ۲۰۰ میلیصگرم بر کیلوگرم خاک (کارآیی تناوب کلزا - گندم برای پالایش نیکل پایین بوده و بنابراین نتایج حاکی از آن است که برای استخراج فلزات سنگین بهصویژه در سطوح آلودگی شدید، گیاهصپالایی فرایندی طولانی مدت است
The increase in industrial activity over the past years and, therefore, the entry of various inorganic and organic pollutants such as nickel (Ni) into the soil are problems that threaten human health. Phytoremediation is one of the most suitable methods for removing these metals from contaminated soils by accumulating the heavy metals in the aerial parts of the plants. The rotation of resistant and sensitive plants to heavy metals such as Ni can modify the toxicity of these metals on sensitive plants. In order to evaluate the Ni phytoremediation in rapeseed-wheat rotation with application of metal mobilizing agent, two factorial experiments were conducted based on randomized complete block design with three replications in 2015 and 2016 in a greenhouse at the University of Tabriz, Iran. The first factor was the four levels of Ni, including 0 (without Ni application), 50, 100 and 200 mg of Ni per kg of dry soil, the second factor was the application of metal mobilizing agent in the soil in three levels, including ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) application at doses of 0.5 and 1 mmol/kg of soil (146 and 292 mg/kg soil, respectively) and control (without metal mobilizing agent) and the third factor was the rotation of spring rapeseed (RGS-003 cultivar) - spring wheat (Alvand cultivar) in two levels. Fallow and rapeseed cropping systems were implemented in the first part of this experiment in 2015 and wheat cultivation in the second part of this experiment in 2016. The results of the first experiment showed that with increasing soil Ni content, leaf chlorophyll content index, mean morphological traits, grain yield and yield components and dry weight of rapeseed root were decreased. Application of EDTA decreased grain yield, shoot and root dry weight of rapeseed. With increasing the levels of Ni and EDTA in the soil, Ni concentration in different rapeseed organs significantly increased. Phytoremediation of Ni by rapeseed and different levels of EDTA decreased the concentration of Ni in the soil after the rapeseed harvest, compared with the control. Application of EDTA at 1 mmol kg-1 increased the bioconcentration factor and translocation factor of Ni in rapeseed by 10 and 33 , respectively. Potassium concentration in different rapeseed organs increased with increasing Ni toxicity. Ni stress increased the magnesium content of the shoot and grain of rapeseed. Application of Ni increased the iron concentration of the root and decreased that in the shoot and grain. Ni toxicity resulted in a decrease in zinc concentration of all parts of rapeseed. EDTA improved the accumulation of potassium, magnesium, iron, and zinc in most rapeseed tissues. The results of the second experiment indicated that with increasing Ni levels in the soil in fallow-wheat and rapeseed-wheat rotations, leaf chlorophyll content index, plant height, grain yield and yield components, and root dry weight of wheat decreased. Nevertheless, rapeseed-wheat rotation significantly reduced the negative effects of Ni on these traits. Application of EDTA at 0.5 and 1 mmol/kg soil due to the increment in extraction of Ni from the soil by rapeseed and reduction of the toxicity of this heavy metal for wheat, improved the growth and agronomic traits of wheat in rapeseed-wheat rotation compared to fallow-wheat rotation. At all levels of Ni toxicity, especially with EDTA application, the Ni concentration of different organs of wheat in rapeseed-wheat rotation was lower than that in fallow-wheat rotation. These results indicated that rapeseed-wheat rotation and metal mobilizing agent were effective in remediation of the Ni from the soil and reducing Ni stress for wheat growth. Ni toxicity decreased the concentration of potassium, magnesium, iron, and zinc in different organs of wheat in both rotation treatments, however, the rapeseed-wheat rotation had a positive effect in preventing the sharp drop in the concentration of these elements due to Ni toxicity. Different levels of EDTA significantly increased the concentrations of potassium, magnesium, iron and zinc in different organs of wheat, compared with control. Therefore, it can be concluded that cultivation of rapeseed as Ni absorbent before wheat, especially with application of EDTA, increases the uptake and remediation of Ni by rapeseed and consequently, facilitating the conditions for wheat production under mild Ni stress (50 mg/kg soil). However, in moderate and severe Ni stress (100 and 200 mg/kg soil, respectively), the rapeseed-wheat rotation efficiency for Ni remediation is low and, therefore, phytoremediation is a long-term process
Evaluating the effect of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) on Ni phytoremediation in rapeseed (Brassica napus L.) - wheat (Triticum aestivum L.) rotation
آقایی قراچورلو، پریسا
Aghaei-Gharachorlou, Parisa
نصرالهزاده، صفر، استاد راهنما
اوستان، شاهین، استاد مشاور
قاسمیگلعذانی، کاظم، استاد مشاور
سیاه و سفید
نمایهسازی قبلی
