پديد آورندگان :
رياحي فارساني، حامد دانشگاه شهركرد - گروه مهندسي آب، شهركرد , قبادي نيا، مهدي دانشگاه شهركرد - گروه مهندسي آب، شهركرد , نوري امامزاده ئي، محمدرضا دانشگاه شهركرد - گروه مهندسي آب، شهركرد , دانش شهركي، عبدالرزاق دانشگاه شهركرد - گروه مهندسي زراعت، شهركرد , متقيان، حميدرضا دانشگاه شهركرد - گروه مهندسي خاك، شهركرد
كليدواژه :
آب نامتعارف , جذب , غلظت كادميوم دانه , كاهش عملكرد
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: حفاظت از منابع آب و خاك مي‌تواند نقش مهمي در سلامت محصولات كشاورزي داشته باشد. استفاده از آب‌هاي نامتعارف و وجود فلزات سنگين در اين آب‌ها و همچنين آلودگي منابع خاك به‌واسطه ورود فلزات سنگين مي‌تواند مشكلات زيادي براي كميت و كيفيت محصولات زراعي به همراه داشته باشد. ماندگاري بالاي فلزات سنگين در محيط باعث انتقال به گياه و زنجيره مواد غذايي شده و صدمات جبران ناپذيري را به انسان، رشد گياه، خاك و محيط زيست وارد كنند. اين پژوهش به‌منظور بررسي شيب تغييرات آلودگي فلز سنگين كادميم در آب آبياري و خاك بر شيب رشد و تجمع آن در اندام‌هاي ذرت دانه‌اي رقم 201 در مزرعه دانشگاه شهركرد انجام شد.
مواد و روش‌ها: براي اين منظور آزمايش فاكتوريل بر پايه طرح كاملاَ تصادفي در سه تكرار به صورت كشت گلداني در يك خاك با بافت لوم سيلتي اجرا شد. عامل اول غلظت كادميم در آب آبياري از منبع نمك نيترات كادميم در پنج سطح (شاهد (صفر)، 0/01، 0/05، يك و دو ميلي گرم بر ليتر) و عامل دوم مقدار كادميم كل خاك ازمنبع نمك نيترات كادميم با سه سطح (شاهد (صفر)، 10 و 50 ميلي گرم در كيلوگرم خاك) در نظر گرفته شد. پس از اعمال تيمارهاي كادميم در خاك، ذرت رقم201 كشت شد و در طول دوره رشد با آب داراي سطوح مختلف كادميمي آبياري گرديد. در پايان دوره رشد، غلظت كادميم در اجزاي مختلف گياه (ساقه، برگ و دانه)، خاك و همچنين عملكرد نسبي ذرت تعيين شد. همچنين در زمان آزمايش مقدار تبخير و تعرق و نياز آبي ثبت گرديد.
يافته ها: نتايج نشان داد كه آلودگي آب و خاك به كادميم، اثري معني‌دار (در سطح يك درصد) بر اجزاي عملكرد شامل عملكرد دانه در واحد بوته، تعداد رديف در بلال، تعداد دانه در رديف، وزن خشك برگ و وزن خشك ساقه گياه ذرت داشت، اما اثر متقابل آلودگي آب و خاك به كادميم بر اجزاي عملكرد معني‌دار نشد. سطوح بالاي كادميم در آب و خاك، بيش‌ترين و تيمار شاهد كم‌ترين كاهش عملكرد را داشتند. نتايج نشان داد كه ساقه بيش‌ترين (2/283ميلي گرم در كيلوگرم) و دانه (غيرقابل تشخيص) كم‌ترين غلظت كادميم را داشتند. در اين پژوهش بيش ترين و كم‌ترين كاهش عملكرد اجزاي گياه ذرت ناشي از كاربرد سطوح مختلف كادميم درخاك در عملكرد دانه و تعداد رديف در بلال به ترتيب به مقدار 11/46، 15/51 و 2/47، 3/81 درصد به‌دست آمد. آلودگي آب و خاك به كادميم اثري معني‌داري در سطح يك درصد بر كارآيي مصرف آب در گياه ذرت داشت. كارآيي مصرف آب ناشي از كاربرد سطوح بالاي آلودگي آب و خاك، به‌ترتيب به‌ميزان 15/45 و 17/21 درصد كاهش يافت.
نتيجه‌گيري: نتايج نشان داد كه هر چند كه ميزان كادميوم در دسترس در انتهاي آزمايش در تيمارهاي آلودگي‌هاي مختلف خاك تفاوت معني‌داري نداشته است اما افزايش غلظت كادميوم محلول در آب آبياري باعث كاهش شيب رشد محصول شده است و در نتيجه كاهش عملكرد محصول نهايي شده است. به علاوه غلظت كادميوم در ساقه و برگ نيز افزايش داشته است. بنابراين در خاك‌هاي با آلودگي بالاتر از سطح مجاز نيز بايد آلودگي منابع ديگر مانند آب مورد توجه و بررسي قرار گيرد.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Conservation of soil and water resources could be an important role in the health of crop. The use of wastewaters and the presence of heavy metals in these waters as well as the pollution of soil resources due to the entry of heavy metals can cause many problems for quantity and quality of crop. The high retention of heavy metals in the environment causes transfer to plants and food chains and cause irreparable damage to humans, plant growth, soil and the environment. This study was conducted to investigate the contamination caused by the application of different amounts of heavy metal Cadmium (Cd) in irrigation water and also in soil on its growth and accumulation in organs of corn variety (cultivar) 201 in Shahrekord University farm.
Materials and Methods: To this aim, the factorial test was done based on the completely randomized design with three replicates as a pot culture with Silt Loam texture. The first factor was the addition Cd in soil from the Cd Nitrate Salt at three levels (0 (control), 10 mg/kg soil, and 50 mg/kg soil) and the second was the Cd concentration in irrigation water from Cd Nitrate Salt at five levels (0 (control), 0.01, 0.05, 1, 2 mg/L).After using Cd treatments in the soil, corn was cultivated and irrigated with water with different levels of Cd during the growing period. At the end of the growing period, the concentration of Cd in different components of the plant (stem, leaves and seed), soil as well as the relative components of corn were determined. Also, the amount of evaporation and transpiration and water requirement were recorded during the experiment.
Results: The results showed that water and soil contamination with Cd had a significant effect (at a1% level) on yield components including grain yield per plant unit, number of rows in corn, number grain at the row, dry leaf weight and dry stem weight. However, the effect of water and soil contamination with Cd was not significant on yield components. High levels of Cd in soil and water had the highest reduction in yield. The results showed that the stem had the highest (2.283mgkg-1) and the grain (undetectable) had the lowest Cd concentration. In this study, the highest and lowest yields of corn plant components due to the using of different levels of Cd in soil, in grain yield and the number of rows in corn obtained11.46%, 15.51% and 2.47%, 3.81%, respectively. Water and soil contamination with Cd had a significant effect (p < 0.05) level on water use efficiency in corn. Water use efficiency due to the using of high levels of Cd in water and soil decreased by 15.45% and 17.21%, respectively.
Conclusion: The results showed that the combined use of contaminated water and contaminated soil with Cd leads to a quantitative and qualitative reduction of corn yield. Therefore, efforts should be made to prevent the contamination of water and soil, to minimize the use of contaminated water in contaminated soil in order to protect soil resources as well as water. According to the results, the amount of Cd concentration in leaves and stem was higher than the allowable limit. Contamination of water with Cd also led to a further reduction in corn yield in contaminated soil.
