لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 20
اثر کادمیم و سرب بر خصوصیات کمی و درصد اسانس نعنا فلفلی (Mentha piperita L.)
چکیده
یکی از پیامدهای صنعتی شدن، آلودگی محیط زیست و یکی از مهمترین آلایندههای محیط زیست فلزات سنگین هستند که میتوانند باعث آلودگی خاک، آب و هوا شوند. دراین تحقیق غلظتهای کادمیم (صفر، 10،20،40،60،80،100 پی.پی.ام) وسرب (100، 300، 600، 900، 1200و 1500 پی.پی.ام) بر روی گیاه نعنا فلفلی (Mentha piperita L.) در شرایط گلخانهای در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار مورد مطالعه قرار گرفت. ریزومهای نعنا فلفلی از مزرعه جمع آوری و در گلدان کشت شدند و توسط محلولهای کلرید کادمیم و سرب استفاده شد. گیاهان در اوایل گلدهی در دو چین برداشت و از نظر خصوصیات کمی و کیفی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که درچین اول در غلظت 100 پی.پی.ام کادمیم، وزن تر، وزن خشک، سطح برگ، ارتفاع گیاه و درصد اسانس برگ به ترتیب 16/18، 88/25، 79/22، 91/17و 08/7 درصد و در چین دوم این صفات به ترتیب 24/15 ،92/22، 88/20، 92/22 و 08/7 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. همچنین در چین اول، در غلظت 1500 پی.پی.ام سرب، وزن تر، وزن خشک، سطح برگ، ارتفاع گیاه و درصد اسانس برگ به ترتیب، 55/24، 01/39، 58/21، 55/28 و 05/15 درصد و در چین دوم این صفات به ترتیب94/28، 31/17، 72/24، 77/26 و37/13درصد نسبت به شاهد کاهش نشان داد. به نظرمیرسد که نعنا فلفلی در شرایط آبهای آلوده به کادمیم و یا در خاکهای آلوده به این عناصر سنگین در غلظتهای متوسط می تواند مورد کشت قرار گیرد و این عناصر سنگین اثر معنیداری بر تولید ماده خشک و درصد اسانس نداشت.
واژههای کلیدی: سطح برگ، عناصر سنگین، ماده خشک، گیاهان دارویی
مقدمه
گیاهان دارویی در طول تاریخ همیشه با انسان قرابت خاصی داشته و آثار دارویی و موارد استفاده از آن بر هیچ کس پوشیده نیست. اگرچه علاقه و همدمی و توجه به این گیاهان مفید در سالهای گذشته ناچیز بوده، اما خوشبختانه اخیراً مورد عنایت بیشتری قرار گرفته اند(Samsam shariat, 1995). نعنا فلفلی (Mentha piperita L.) یکی از گیاهان اسانسدار و معطراست که از خانواده نعناعیان می باشد و از تلاقی بین گونههای M.aquatic L. و M.spicata L. بدست آمده است. در حال حاضر نعنا فلفلی برای درمان سندرم روده تحریک پذیر، بیماریهای التهابی روده، التهاب کیسه صفرا، نارساییهای سیستم صفراوی و مشکلات کبدی استفاده میشود (Blumenthal, 1998). یکی از پیامد های صنعتی شدن آلودگی محیط زیست و یکی از مهمترین آلایندههای محیط زیست فلزات سنگین هستند. این فلزات میتوانند باعث آلودگی خاک، آب و هوا شده و مشکلات جدی در بیوسفر ایجاد نمایند (; Emese et al., 2009 (Street et al., 2007. فلزات سنگین تقریبا در همه جای دنیا وجود دارند، زیرا در صنعت کاربرد زیادی دارند(Chen Wang & Wang, 2005 ; 2004 Sing et al.,). تجمع پیاپی فلزات سنگین در خاکهای کشاورزی از طریق آبیاری با پسابهای آلوده نه تنها منجر به آلودگی خاک می شود، بلکه تاثیر بر کیفیت غذا و امنیت آن می گذارد (2006 Muchuweti et al.,). در بین فلزات سنگین سمی، کادمیم و سرب بدلیل دوام و پایداری در محیط زیست بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند (Pendey et al., 2007). این فلزات سنگین ممکن است در زنجیرههای غذایی تجمع بافته و خطر سلامتی برای انسان و دام ایجاد کنند چرا که انسان و دام نسبت به گیاهان در برابر این عناصر حساسترند، اما گیاهان قادرند فلزات سنگین را در برخی از بافتهای خود ذخیره سازند(Liu et al., 2006 Parmer, et al., 2002; ; Pralta et al., 2001). اثرات سمی فلزات سنگین باعث ایجاد خسارت در DNA در بدن انسان و دام میشود (Baudouin, 2002). بعنوان مثال، سمیت سرب در کودکان باعث خسارت بر روی سیستم عصبی شده که منجر به کاهش هوش و از دست رفتن حافظه کوتاه مدت، کاهش توان یادگیری و مشکلات قلبی میشود. سرب همچنین میتواند باعث ایجاد مشکلاتی نظیر کم خونی شدید، استفراغ، سردرد و دردهای شکمی گردد. کادمیم میتواند در کلیهها تجمع یابدکه باعث ایجاد نارساییهایی درکلیه ها میشود (Soghoian, 2009). تاثیر فلزات بر نمو و تولید مثل گیاهان و انتخاب گیاه مناسب برای گیاه پالایی در وهله اول ازطریق بررسی و تعیین جوانه زنی بذور و رشد گیاهچه امکان پذیر است. با افزایش غلظت برخی فلزات سنگین، اکثر گونههای گیاهی جوانهزنی ورشد گیاهچه را کاهش می دهند (Jun et al., 2009 Singh., et al 2004; ; Marques et al., 2007). کاهش زیست توده از طریق سمیت کادمیم نتیجه ممانعت مستقیم این عنصر از سنتز کلروفیل و فتوسنتز است(Padmaja, 1990). اسکورا وچانگ (Scora and Chang., 1997) گزارش کردند که زیست توده و ترکیبات اسانس نعنا فلفلی کاشته شده در خاک آلوده به کادمیم در غلظتهای 12/0 تا 1/6 پی.پی.ام، تغییراتی نشان نداد، اما بر اساس نظر زلجاسکو و نیلسون (Zheljazkov & Nielsen, 1996) در شرایط افزایش غلظت کادمیم، سرب، مس، منگنز و روی، عملکرد تر و عملکرد اسانس نعنا فلفلی کاهش یافت. علیرغم تفاوت نتایج ارائه شده توسط برخی محققین، اسکاورونی وهمکاران (Scavroni et al., 2005) معتقدندکه نعنا فلفلی میتواند بعنوان یک پالاینده سبز در خاکهای آلوده به عناصر سنگین کشت شود، بدون اینکه این گیاه عناصر سنگین را در بافتهای خود یا اسانس ذخیره نماید. زلجازکو و همکاران (Zheljazkov et al., 2008) نشان دادند که وزن ماده خشک دوگونه های نعنا فلفلی و ریحان (Ocimum (basilicum L. ارتفاع گیاه شوید(Anethum graveolens L.) تحت تاثیر کادمیم، سرب و مس دربه ترتیب در غلظتهای 10، 100 و 100 پی.پی.ام قرار نگرفت. با توجه به اینکه لازمه انتخاب یک گیاه برای در معرض قرار دادن آن در شرایط آلودگی به عناصر سنگین (آب یا خاک)، آزمودن آن در وهله اول از نظر تولید، خصوصیات مورفولوژیک و خصوصیات کیفی است، این آزمایش با هدف بررسی اثر کادمیم و سرب بر تولید ماده خشک و تر، برخی از خصوصیات مورفولوژیک و درصد اسانس برگ نعنا فلفلی انجام شد.
مواد و روشها
این آزمایش در سال 1390 در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. 13 تیمارشامل غلظتهای مختلف کادمیم و سرب و شاهد مورد بررسی قرار گرفت. تیمارهای آزمایش شامل غلظتهای صفر، 10، 20، 40، 60، 80، 100 پی.پی.ام کادمیم و صفر، 100، 300، 600، 900، 1200، 1500 پی.پی.ام سرب بودند که به صورت طرح بلوکهای کامل تصادفی اجرا شد. برای تهیه غلظتهای تیمارها از محلولهای کلرید کادمیم و سرب مورد استفاده شد. برای کشت نعنا فلفلی از ریزومهای مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد استفاده گردید. کشت ریزومها در درون جعبه هایی به ابعاد 35×50×30 سانتیمتر انجام شد. خاک گلدانهای آزمایشی از مزرعه تهیه و مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا ریزومهایی با وزن یکسان و دارای دو جوانه در داخل گلدانهایی به قطر هفت سانتی متر کشت و سپس نشاء های همسان که همگی در مرحله چهار برگی بودند به گلدان های اصلی انتقال یافتند. در هر جعبه شش نشاء ودر عمق سه سانتیمتری خاک کشت شدند. اعمال تیمارهای آزمایشی پس از انتقال نشاء به جعبههای اصلی انجام شد. جعبههای آزمایشی بر اساس میزان ظرفیت زراعی توسط محلولهای مذکور آبیاری گردیدند، بطوریکه آب اضافی از گلدانها خارج نشود. با این حال در زیر هر گلدان ظرفی برای کنترل خروج زهآب قرار داده شد که در طول دوره آزمایش زهآب خروجی وجود نداشت و همه مقادیر آب در داخل خاک جذب شد. پس از آبیاری اولیه توسط محلولهای ذکر شده، آبیاریهای بعدی توسط آب مقطر انجام گردید. تعیین زمان آبیاری بر اساس روش تعیین ظرفیت زراعی انجام گردید. کودهای نیتروژنه، فسفاته و پتاسه به ترتیب به مقدار 100، 150 و 200 کیلوگرم در هکتار داده شد. برای کوددهی، مقادیر مذکور براساس محاسبه سطح گلدانها منظور و بکاربرده شد. اولین برداشت (چین اول) گیاهان مورد آزمایش 30 روز پس از کشت اصلی در مرحله 10 درصد گلدهی انجام شد. برداشت دوم (چین دوم) 45 روز پس از برداشت چین اول و در مرحله 10 درصد گلدهی انجام شد. پس از برداشت در هرچین، تعداد برگ در بوته، سطح برگ، ارتفاع ساقه اصلی بوته، تعداد گره در ساقه اصلی، سطح برگ در بوته و سپس وزن تر بوتهها توسط ترازو تعیین گردید. جهت تعیین وزن خشک، بوتهها بمدت 48 ساعت در آون در دمای 70 درجه سانتی گراد خشک شدند و سپس توزین گردیدند. برای تعیین درصد اسانس با استفاده از30 گرم از برگهای خشک شده (در شرایط سایه در دمای 22 درجه سانتیگراد) از دستگاه کلونجر و با کمک روش تقطیراستفاده شد. در این روش، 30 گرم برگهای خشک نعنا فلفلی در 400 میلی لیترآب مقطر در بالن به مدت 120 دقیقه جوشانده شد و سپس حرارت دادن متوقف و مقدار اسانس اندازهگیری شد (Croteau et al., 2006). جهت آنالیز دادهها از نرم افزار Mstatc استفاده شد. به منظور مقایسه میانگین دادهها از روش آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال پنج درصد استفاده گردید.
نتایج و بحث
وزن تر و خشک بوته
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر غلظتهای مختلف کادمیم و سرب بر وزن تر و خشک نعنا فلفلی در چین اول در سطح یک درصد، و در چین دوم به ترتیب در سطح پنج و یک درصد معنیدار بود (جدولهای 1و3). افزایش میزان کادمیم باعث کاهش وزن تر و خشک بوته شد. در چین اول در غلظت حداقل و حداکثر(10و100 پی. پی. ام) کادمیم، وزن ترگیاه نسبت به شاهد، به ترتیب 26/12 و 16/18درصد کاهش نشان داد که در چین دوم در این غلظت ها به ترتیب 1/39 و 46/36 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. این در حالی است که در چین اول، وزن خشک در حداکثر و حداقل غلظت کادمیم به ترتیب 29/19 و 88/25 درصد و در چین دوم، 93/19 و 22/18 درصد کاهش یافت(جدولهای 2 و 4). بررسی غلظتهای سرب نشان داد که در چین اول، بکاربردن بیشترین و کمترین غلظت سرب، وزن تر گیاه را به ترتیب 89/10 و 55/24 درصد و در چین دوم 40/1 و 58/21 درصد کاهش داد. همچنین در غلظت 100 و 1500 پی.پی.ام سرب، وزن خشک گیاه، در چین اول به ترتیب 29/19 و 01/39 و در چین دوم به ترتیب 04/19 و 31/17 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت(جدولهای 2 و4). احمد کامل(Ahmad Kamel, 2008) در بررسی اثر نیترات سرب (غلظتهای صفر، 048/0، 48/0، 8/4 و 48 میلی مول بر لیتر) برگیاه ماشک((Vicia sativa L. گزارش نمود که وزن تر گیاه با افزایش غلظت سرب کاهش یافت. بررسی قادریان و جمالی حاجیانی (Ghaderian & Jamali Hajiani, 2009) بر روی L. Matthiola chenopodiifolia نشان داد که با افزایش غلظت کادمیوم در محلول غذایی (0، 5/2، 5، 10، 20، 30 و40 میلیگرم در لیتر کلرید کادمیم)، وزن خشک بخش هوایی کاهش معنیداری یافت که از این نظر تمام تیمارهای اعمال شده دارای اختلاف معنیداری با شاهد داشتند. بررسی اثرغظتهای مختلف کادمیم (صفر، 3، 6، 9 و 12 میلی گرم بر کیلوگرم) بر ارقام ماش (Vigna radiata (L.) Wilczek) نشان داد که با افزایش مقدار کادمیم، وزن تر و خشک گیاه در همه ارقام کاهش یافت، اما واکنش ارقام در کاهش وزن متفاوت بود (Ghani, 2010). بررسی زلجازکو و همکاران (Zheljazkov et al., 2006) نشان داد که اثر کلرید کادمیم( صفر، 2،6 و 10 پی.پی.ام) و کلرید سرب ( صفر، 50، 100 و 500 پی.پی.ام) تاثیرمعنی داری بر وزن خشک نعنا فلفلی، شوید و ریحان نداشت. افزایش غلظتهای کادمیم(صفر، 01/0، 02/0، 05/0، 1/0 پی.پی.ام) باعث کاهش وزن خشک ریشه و ساقه پنبه (Gossypium hirsutum L.) شد (Aycicek et al., 2008). دراین آزمایش تاثیر کادمیم در غلظت مشابه با سرب (100 پی.پی.ام) کاهش بیشتری در وزن تر و خشک نشان داد که به دلیل اثر سمیت بیشتر این عنصر نسبت به سرب بود. حد سمیت کادمیم در گیاه 5 میلی گرم در کیلوگرم و برای سرب 30 میلیی گرم در کیلوگرم گزارش شده است (Padmavathiamma & Li, 2007).
تحقیق درباره اثر کادمیم و سرب بر خصوصیات کمی و درصد اسانس نعنا فلفلی
