بررسي تاثير سرب بر برخي ويژگي‌هاي رويشي هشت رقم ذرت در يك خاك آهكي

Investigating the effect of lead on some growth parameters in eight corn (Zea mays L.) cultivars in a calcareous soil

سابقه و هدف: امروزه آلودگي خاك‌ها به فلزات سنگين، يكي از نگراني‌هاي مهم زيست‌محيطي به‌شمار مي‌رود. در بين فلزات سنگين، سرب به‌دليل، اثراتي كه مي‌تواند بر سلامتي انسان و محيط زيست داشته باشد، به‌عنوان يكي از نگراني‌هاي اصلي به‌شمار مي‌رود. بر همين اساس، پژوهش حاضر با هدف بررسي توانايي برخي ارقام ذرت در تجمع فلز سرب در اندام‌هاي خود (شاخساره و ريشه) و انتقال آن از بخش ريشه به شاخساره اجرا گرديد. مواد و روش‌ها: پژوهش در شرايط گلخانه‌اي و در قالب آزمايش فاكتوريل با طرح پايه كاملاً تصادفي با سه تكرار اجرا گرديد. به‌منظور آلوده‌سازي خاك، از نمك كلريد سرب (PbCl2) استفاده گرديد. تيمارهاي آزمايشي شامل چهار سطح سرب (صفر، 100، 200 و 400 ميلي‌گرم بر كيلوگرم خاك) و هشت رقم ذرت (260، 301، 302، 370، 500، 604، 647 و 704) بود. براي اندازه‌گيري رشد طولي شاخساره و ريشه از خط‌كش فلزي استفاده گرديد. براي اندازه‌گيري غلظت عنصر سرب در نمونه‌هاي گياهي از روش خشك سوزاني استفاده شد. غلظت سرب در نمونه‌ها با دستگاه جذب اتمي مدل (Shimadzu-AA 6400) اندازه‌گيري گرديد. يافته‌ها: براساس نتايج به‌دست آمده، با افزايش غلظت كلريد سرب در خاك، وزن خشك شاخساره و ريشه كاهش يافت. همچنين، در اكثر ارقام (به‌استثناي رقم 260) مشاهده گرديد كه كلريد سرب (به‌ويژه در غلظت 400 ميلي‌گرم بر كيلوگرم) موجب كاهش ارتفاع شاخساره و طول ريشه در مقايسه با تيمار شاهد گرديد. نتايج حاصله نشان داد كه ميزان سرب تجمع‌يافته در ريشه بيش‌تر از شاخساره بود و با افزايش سطوح سرب در خاك، غلظت اين عنصر سمي در اندام‌هاي گياهي (ريشه و شاخساره) به‌طور معني‌داري افزايش يافت (05/0 > P). بيش‌ترين غلظت سرب شاخساره (33/54 ميلي‌گرم بر كيلوگرم) و ريشه (11/325 ميلي‌گرم بر كيلوگرم) در تيمار سرب 400 ميلي‌گرم بر كيلوگرم رقم 704 مشاهده گرديد. مقدار شاخص فاكتور انتقال و غلظت زيستي شاخساره و ريشه كم‌تر از يك به‌دست آمد. نتيجه‌گيري: براساس نتايج به‌دست آمده، ارقام ذرت بررسي شده، سرب كم‌تري را در شاخساره خود در مقايسه با ريشه تجمع نمودند. مقدار فاكتور انتقال در ارقام مورد مطالعه كم‌تر از يك بود با اين حال، با توجه به اثرات سمي كه فلز سرب حتي در غلظت‌هاي پايين مي‌تواند بر سلامتي انسان و حيوانات داشته باشد، بايد توجه كافي به منابع ورودي اين فلز سمي به محيط زيست، به‌ويژه زمين‌هاي كشاورزي زير كشت ذرت كه براي مصارف دام كشت مي‌شود، معطوف گردد.

Abstract Background and Objectives: Nowadays soil contamination with heavy metals is considered as one of the most serious environmental concerns. Among the heavy metals, lead due to inverse impacts on human health and substantial environmental problems causes major concern. Accordingly, this study was carried out with the aim of assessing the ability of different corn cultivars in the accumulation of lead in their parts (shoot and root) and transfer it from the roots to the shoots. Materials and Methods: The Experiment was conducted in a greenhouse condition and was tested in a factorial experiment in completely randomized design with three replicates. Lead chloride salt (PbCl2) was used for contaminated soil. Treatments included four lead levels (0, 100, 200 and 400 mg Pb.kg-1) and eight varieties of maize (260, 301, 302, 370, 500, 604, 647 and 704). Shoots and roots height was measured by a metal ruler. To determine Pb concentration of plant samples, dry ashmethod was used and after extraction Pb concentrations were measured in roots and shoots by atomic absorption spectroscopy (Shimadzu-AA6400). Results: According to the obtained results, dry weight of shoot and root decreased with increasing lead-chloride concentration in the soil. Moreover, it was observed that in most varieties (except for 260), the lead-chloride (especially for 400 mg/kg) caused reduction of the shoot height and root length compared to the control treatment. The results showed that the amount of lead accumulated in the roots was higher than shoots and with increase of lead levels in the soil, concentration of lead in plant tissues (roots and shoots) has significantly increased (P < 0.05). The highest lead concentration of shoot (54.33 mg/kg DM) and root (325.11 mg/kg DM) were observed in 400 mg/kg and also both of them were in the variety of 704. The amount of transfer factor and bio-concentration of shoot and root biomass were less than one. Conclusion: Results showed that maize varieties studied in the current experiment accumulated more Pb in roots compared to shoots. Therefore, the amount of transfer factor (TF) was less than one. However, Pb can be toxic to humans and animals causing of health effects. So, it should be considered, especially in land under maize cultivation that is used for livestock feed.