بررسی تاثیر کادمیوم و پلی وینیل کلراید بر تجمع عناصرکم مصرف و برخی صفات فیزیولوژیکی گیاهچه های کوشیا

میکروپلاستیک های موجود در خاک ذرات پلیمری ناشی از فعالیت‎ های انسانی با ترکیبات شیمیایی مختلف هستند که با تغییر در تنوع زیستی و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک رشد گیاه را تحت تاثیر قرار می دهند. کادمیوم فلز سنگین غیرضروری با آلایندگی بالا بوده که وجود بیش از حد آن در خاک مناطق کشاورزی و محیط های طبیعی می تواند از طریق کاهش کارایی فتوسنتز و مهار فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی به رشد محصولات زراعی آسیب وارد کند. کادمیوم برای گیاه و انسان سمی بوده و از طریق ورود به زنجیره غذایی تهدیدی جدی برای سلامتی انسان ایجاد می کند. گیاه پالایی یک روش پاکسازی در محل با استفاده از گیاهان سبز با پوشش زیاد برای حذف، تخریب یا جداسازی آلاینده ها از جمله کادمیوم از محیط زیست می باشد. کوشیا یک گیاه علفی بسیار سازگار، مقاوم به شوری، خشکی و تنش های محیطی است که به علت سازگاری بالا در اقلیم های مختلف دامنه گسترش وسیعی دارد. این مطالعه با هدف بررسی پتانسیل گیاه پالایی کادمیوم توسط گیاه کوشیا در شرایط آلودگی خاک به کادمیوم و میکروپلاستیک پلی وینیل کلراید و میزان دسترسی گیاه به عناصر غذایی مهم در چنین شرایطی انجام شده است. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی فیزیولوژی گیاهان زراعی دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا در سال ۱۴۰۱ اجرا گردید. تیمارهای آزمایشی شامل میکروپلاستیک پلی وینیل کلراید در سه سطح صفر، ۱/۰ و ۱ درصد وزنی خاک و کادمیوم در دو سطح صفر و ۱۰ میلی گرم بر کیلوگرم خاک بود. در این پژوهش وزن خشک ریشه، وزن خشک اندام هوایی، پرولین، ظرفیت آنتی اکسیدانی کل، درصد مهار رادیکال های آزاد و تجمع عناصر کادمیوم، آهن، مس، منگنز و روی در اندام هوایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش غلظت کادمیوم به ۱۰ میلی گرم در خاک و میکروپلاستیک به ۱/۰ و ۱ درصد سبب کاهش وزن خشک ریشه، وزن خشک اندام هوایی، غلظت عنصر آهن، مس، منگنز و روی در گیاهچه های کوشیا شد. اثر توام کادمیوم و میکروپلاستیک به طور معنی داری سبب افزایش میزان پرولین، ظرفیت آنتی اکسیدانی کل، درصد مهار رادیکال های آزاد و کادمیوم گردید. در بالاترین سطح تنش (کادمیوم ۱۰ میلی گرم و میکروپلاستیک ۱ درصد) وزن خشک ریشه و اندام هوایی به ترتیب ۱۰/۱ و ۶۰/۵ گرم در بوته بود. بیشترین مقدار پرولین در غلظت ۱۰ میلی گرم در کیلوگرم کادمیوم و میکروپلاستیک ۱ درصد خاک، معادل ۷۰/۳۸ میکرومول بر گرم وزن تر حاصل شد. در تیمار ۱۰ میلی گرم کادمیوم با افزایش میکروپلاستیک خاک از صفر به ۱/۰ و ۱ درصد میزان فعالیت آنتی اکسیدانی کل به ترتیب ۶۲/۵۳ و ۳۸/۸۱ درصد افزایش یافت. درصد مهار رادیکال های آزاد نیز در تیمار ۱۰ میلی گرم کادمیوم و میکروپلاستیک ۱ درصد نسبت به شاهد ۵۵/۹ درصد افزایش یافت. همچنین درغلظت ۱۰ میلی گرم کادمیوم در خاک با افزایش میکروپلاستیک خاک از صفر به ۱/۰ و ۱ درصد میزان کادمیوم اندام هوایی ۳۰/۲۱ و ۰۲/۴۲ درصد افزایش نشان داد. در بالاترین سطح تنش، کادمیوم ۱۰ میلی گرم و میکروپلاستیک ۱ درصد، میزان عنصر آهن، مس، منگنز و روی اندام هوایی به ترتیب ۲۴/۱۳، ۹۷/۵۵، ۸۸/۳۹ و ۹۳/۴۷ میلی گرم در کیلوگرم خاک نسبت به بدون میکروپلاستیک (شاهد) کاهش یافت، به طوری که بیشترین تاثیر منفی به ترتیب در عنصر مس، روی، منگنز و سپس آهن مشاهده شد.نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد گرچه عنصر کادمیوم و میکروپلاستیک پلی وینیل کلراید در غلظت های به کار رفته در خاک سبب کاهش جذب عناصر غذایی مهم، کاهش رشد و در نتیجه کاهش وزن خشک اندام هوایی و ریشه گیاه می شود ولی گیاه کوشیا از طریق جذب و تجمع کادمیوم در اندام هوایی دارای پتانسیل مناسبی جهت گیاه پالایی در خاک های آلوده به کادمیوم و میکروپلاستیک است.

کلیدواژه ها:

آنتی اکسیدانت ، رادیکال های آزاد ، عناصر غذایی ، کادمیوم ، میکروپلاستیک