فرآیند و کارکرد گیاهی

---

به منظور بررسی اثر کادمیم و تیمار همزمان سدیم نیتروپروساید بر رشد و برخی شاخص‌های فیزیولوژیکی گیاه زیتون تلخ پژوهش حاضر بر اساس یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. نتایج، افزایش مقدار انباشت کادمیم و پرولین ریشه را به طور معنی-داری با افزایش غلظت کادمیم در خاک نشان داد. طول و وزن ریشه با افزایش کادمیم خاک کاهش معنی‌داری نسبت به شاهد نشان دادند. با افزایش غلظت کادمیم در خاک تغییری در مقدار قند‌های محلول، محتوای آب برگ و مقدار مالون دآلدئید بوجود نیامد. تیمار سدیم نیتروپروساید باعث افزایش معنی‌دار وزن تر ریشه نسبت به تیمار بدون سدیم نیتروپروساید شد.از آنجا که اکثر فاکتور‌های رشدی اندازه‌گیری شده در زیتون تلخ تحت تاثیر ماده سدیم نیتروپروساید قرار نداشتند نتیجه‌گیری شد که این ماده‌ نقش محسوسی در حفاظت این گیاه در برابر عناصر سنگین ایفا نمی‌کند.

---

فلزات سنگین به طور عمده در خاک ها وجود دارند ولی روند صنعتی شدن و گسترش شهرها باعث پراکنده شدن این فلزات در بیوسفر شده است. یکی از روش‌های موثر پاکسازی مکان‌های آلوده به فلزات سنگین تکنولوژی گیاه‌پالایی است. در این تحقیق با کشت گیاهان کیسه چوپان، ذرت، آفتابگردان، ،منداب ، کلزا، تاج ریزی، چلیپای زرد و قدومه بر روی خاک معدنی ایرانکوه قابلیت استقرار، جذب و پالایش فلزات سنگین بررسی شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که گیاه تاج ریزی دارای قابلیت بسیار بالائی برای تجمع روی و سرب بر روی این خاک است (به ترتیب ۸/۱۷۱۶ و ۷۲۴ میلی‌گرم در کیلوگرم وزن خشک). کیسه چوپان در جذب کادمیوم نسبت به بقیه گونه‌ها موفق تر عمل کرده‌است (۳/۳۵ میلی‌گرم در کیلوگرم). منداب و کلزا نیز به دلیل رشد رویشی مناسب، ایجاد بیوماس بالا و تجمع بالای روی، سرب و کادمیوم از جمله گونه‌های مناسب جهت گیاه پالایی در این خاک محسوب می‌شوند. دو گونه آفتابگردان و ذرت در جذب و تجمع دادن فلزات سنگین نسبت به بقیه گونه‌ها موفقیت کمتری داشتند به همین دلیل جهت گیاه پالایی خاک معدنی ایرانکوه مناسب به نظر نمی رسند.

---

تغییرات زیست‌محیطی ناشی از فعالیت‌های انسانی باعث آلودگی اکوسیستم‌های طبیعی و زمین‌های کشاورزی با فلزات سنگینی مثل کادمیوم شده است که از جمله مهم‌ترین آلاینده‌های زیست محیطی به شمار می‌رود. این آزمایش به منظور مطالعه تاثیر کادمیوم و همزیستی میکوریزایی بر پارامتر‌های رشدی و فیزیولوژیکی و همچنین میزان تجمع کادمیوم در گیاه سیاهدانه (Nigella sativa L.) انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با استفاده از ۴ غلظت فلز کادمیوم (صفر، ۲۵۰، ۷۵۰‌ و ۲۵۰۰ میکرومولار به صورت کلرید کادمیوم در حضور و غیاب قارچ میکوریزا گونه‌ی  intraradices Glomus و با سه تکرار صورت گرفت. دانه‌رست‌ها در مرحله چهار برگی با کلریدکادمیوم، سه بار در هفته تیمار شدند و بعد از ۴۵ روز، برداشت گیاهان جهت سنجش پارامترهای مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی صورت گرفت. نتایج نشان داد که کادمیوم باعث کاهش معنی‌دار شاخص‌های رشدی گردید در حالیکه با افزایش غلظت کادمیوم مقدار پرولین و قند‌های محلول افزایش یافت. همزیستی میکوریزایی به­طور معنی‌داری باعث افزایش شاخص‌های رشدی شد. در گیاهان میکوریزایی مقدار پرولین، قندهای محلول و میزان تجمع کادمیوم به­طور معنی­داری بیشتر از گیاهان غیرمیکوریزایی بود. نتایج نشان داد که میزان کادمیوم منتقل شده از ریشه به بخش هوایی در گیاهان همزیست شده با قارچ کمتر از گیاهان غیر همزیست است. بنابراین با وجود جذب بیشتر کادمیوم در گیاهان میکوریزایی میزان انتقال به بخش هوایی کاهش یافته است. 

---

چکیده

کادمیوم یکی از فلزات سنگین است که در گیاهان تنش اکسیداتیو ایجاد می‌کند. در این پژوهش، اثر سمیت این فلز بر گیاه داروئی ماریتیغال مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر چهار تیمار کلرید کادمیوم (صفر(شاهد)، ۳۰۰، ۶۰۰ و ۹۰۰ میکرومولار) بر گیاه ماریتیغال با استفاده از یک طرح کاملاً تصادفی با پنج تکرار بررسی گردید. نتایج محاسبه شاخص تنش تحمیل شده، شدت تنش وارد بر گیاه را در سطوح مختلف تیمار تایید کرد. کاهش وزن خشک اندام هوایی، سطح برگ، مقدار کلروفیل a  و کلروفیل کل در غلظت ۹۰۰ میکرومولار معنی‌دار بود. کلروفیلb  برگ‌ها در هر سه سطح تنش در مقایسه با شاهد، به طور معنی‌داری کاهش یافت. با این حال محتوای کاروتنوئید  تغییر معنی داری نشان نداد. غلظت مالون دآلدئید، محتوای آنتوسیانین، ترکیبات فنلی کل و فلاوونوئیدها در سطح ۹۰۰ میکرومولار کادمیوم افزایش یافت. میزان پروتئین کل در سطح ۹۰۰ میکرومولار، کاهش و میزان فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز، گلوتاتیون ردوکتاز و آسکوربات پراکسیداز در این سطح نسبت به شاهد افزایش معنی‌دار نشان داد. نتایج تایید کرد این گیاه داروئی دارای مکانیسم های متفاوت فیزیولوژیک و بیوشیمیایی جهت کاهش خسارت ناشی از تنش کادمیوم است. سنجش غلظت یون کادمیوم در بافت برگ و ریشه با استفاده از روش جذب اتمی نشان داد که غالب کادمیوم در برگ این گیاه تجمع و مقدار کمی در ریشه باقی می ماند که میتواند ماریتیغال را به عنوان گزینه مناسبی  جهت مطالعات گیاه پالایی معرفی نماید.

---

به منظور بررسی تأثیر محلول­پاشی نانوذرات آهن بر بهبود برخی صفات فیزیولوژیک و مورفولوژیک خرفه تحت تنش عنصر سنگین کادمیوم، پژوهشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار در سال ۱۳۹۶ انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل شش سطح عنصر کادمیوم (صفر، ۲۵، ۵۰ ، ۷۵، ۱۰۰ و ۱۲۵ میلی­گرم در کیلوگرم خاک از منبع کلرید کادمیوم) و پنج سطح محلول پاشی نانوذرات آهن (صفر، ۲۵/۰، ۵/۰، ۷۵/۰ و ۱ ­گرم در لیتر) بود. نتایج نشان داد برهمکنش نانوذرات آهن و کادمیوم بر صفت سطح برگ، وزن خشک ریشه و پرولین در سطح پنج درصد و بر وزن خشک برگ و شاخص سبزینگی برگ (عدد اسپد) در سطح یک درصد اثر معنی­داری داشت. روند پاسخ سطح برگ با افزایش میزان کادمیوم در سطوح ۰، ۵/۰، ۷۵/۰ و ۱ گرم در لیتر محلول­پاشی نانوذرات آهن به صورت خطی و کاهشی بود اما با محلول­پاشی ۲۵/۰ گرم در لیتر به صورت دوتکه­ایی بیان شد. محلول­پاشی نانوذرات آهن سبب افزایش میزان وزن خشک ریشه تا سطح ۲۵ میلی­گرم در کیلوگرم کادمیوم خاک گردید اما در سطوح بالاتر وزن خشک ریشه با شیب کاهشی همراه بود. در این میان غلظت ۵/۰ گرم در لیتر محلول­پاشی نانوذرات آهن با ۸۰/۳۴ درصد نسبت به شاهد بیشترین تأثیر را در افزایش وزن خشک ریشه داشت. میزان عدد اسپد در هر دو سطح ۵/۰ و ۷۵/۰ تا غلظت ۲۵ میلی­گرم در کیلوگرم کادمیوم خاک به ترتیب ۱۹/۱۱ و ۹۰/۲۸ درصد به نسبت شاهد افزایش یافت. با این وجود در سطوح بالاتر کادمیوم عدد اسپد با روند کاهشی همراه بود. در مجموع، نتایج نشان داد که محلول­پاشی نانوذرات آهن می­تواند تا حدودی در بهبود تحمل به تنش کادمیوم در گیاه خرفه مؤثر باشد.

---

این تحقیق به منظور بررسی اثرات توام و مستقل تنش خشکی و فلز سنگین مس بر روی صفات رویشی (طول ریشه­چه، طول ساقه­چه، وزن تر و وزن خشک گیاهچه)، درصد اسانس و تجمع مس در ریشه، اندام هوایی و تفاله­ی شاتره (Fumaria. Parviflora Lam) در شریط گلخانه انجام شد. در این مطالعه غلظت­های مختلف عنصر مس (شاهد، ۵۰، ۱۵۰، ۳۰۰ و ۴۰۰ mg/kg) و سطوح مختلف تنش خشکی (شاهد، ۵۰ % و ۷۵% بر اساس تخلیه درصد رطوبت خاک) بر روی بذور جمع­آوری شده از دو منطقه­ معدنی دراستان کرمان (عسکری و رابر) و در هر منطقه چهار ناحیه (Z۱، Z۲، Z۳ و Z۴) به­کار رفت. نتایج نشان داد که در همه تیمارها غلظت (mg/kg) ۵۰ مس و بدون تنش خشکی(شاهد) منجر به بیشترین مقدار از نظر صفات رویشی شد. بیشترین درصد اسانس در تیمار با غلظت (mg/kg) ۱۵۰ مس و تنش متوسط خشکی در ناحیه­ ۳ از معدن مس عسکری و بیشترین میزان غلظت مس در ریشه، اندام هوایی و تفاله­ی گیاه در تیمار (mg/kg) ۴۰۰ مس و تنش شدید خشکی در ناحیه­ ۳ از معدن عسکری مشاهده شد. در مطالعه­ی حاضر فلز مس در طی فرایند تقطیر به مقدار زیادی در بافت گیاهی باقی ماند و غلظت عنصر مس در تفاله، تقریبا مشابه غلظت اندام هوایی گیاه قبل از فرایند تقطیر و اسانس­گیری بود. بهترین تیمار برای کشت شاتره به لحاظ استفاده از اسانس گیاه، تیمار (mg/kg) ۱۵۰ مس و تنش متوسط خشکی ارزیابی شد این یافته­ها استفاده از گیاه دارویی شاهتره، به عنوان محصول جایگزین برای خاکهایی که به طور ملایم با مس آلوده شده­اند را پشتیبانی می کند. همچنین داده­های این تحقیق نشان داد که گیاه شاهتره به لحاظ کاستی­هایی نظیر رشد کند و کاهش شدید زیست توده در غلظت­های بالای مس نمی تواند به عنوان یک گونه کاندید برای گیاه پالایی خاک آلوده به مس باشد.

---

فلزات سنگین از جمله نیکل در زمره مهمترین آلاینده­ها به شمار می­روند. نیکل یک ریزمغذی ضروری برای گیاهان است. با این وجود با افزایش غلظت نیکل در محیط، مقدار بیش از حد آن در گیاهان تجمع یافته و باعث بروز سمیت می­شود. گیاه­پالایی یک فناوری زیستی است، که از گیاهان برای زدودن و یا کاهش آلاینده­های زیست محیطی استفاده می­شود. در این پژوهش، به منظور ارزیابی پتانسیل گیاه­پالایی و تجمع نیکل، اثرات سطوح مختلف نیکل بر برخی از شاخص­های رشد و نمو گیاهان پونه (Mentha longifolia L.) مورد بررسی قرار گرفت. غلظت­های مختلف نیکل (صفر، ۱۰، ۵۰، ۱۰۰ و ۳۰۰ میلی­گرم بر لیتر) در محیط کشت هیدروپونیک اعمال شد و توانایی گیاه پونه برای تحمل نیکل و اثرات نیکل بر برخی از شاخص­های فیزیولوژیک و مورفولوژیک این گیاه بررسی شد. آزمایش در قالب طرح آماری کاملاً تصادفی انجام گردید. بررسی نتایج نشان داد که با افزایش غلظت نیکل در محلول غذایی، شاخص­های طول ساقه و ریشه، سطح برگ، وزن خشک ریشه و بخش هوایی، محتوای کلروفیل کل، کاروتنوئید، آنتوسیانین و کربوهیدرات محلول در گیاه پونه کاهش یافت درحالی­که غلطت نیکل ریشه و بخش هوایی و پروتئین کل افزایش یافت. به­طورکلی، با بررسی اثر نیکل بر شاخص­های فیزیولوژیک و مورفولوژیک گیاه پونه در این پژوهش، این نتیجه حاصل شد که این گیاه قادر به مقاومت به تنش نیکل نبوده، بنابراین برای گیاه پالایی و زدودن مقادیر مازاد نیکل محیط مناسب نیست. همچنین با توجه به حساسیت این گیاه به نیکل، می­تواند به­عنوان گیاه شاخص آلایندگی نیکل محیط محسوب گردد.

---

آلوده شدن خاک با پساب شهری و صنعتی حاوی فلزات سنگین، یکی از جدی‌ترین مشکلات زیست محیطی است وگیاه پالایی یک روش زیستی و مقرون به‌صرفه جهت حذف فلزات سنگین از خاک و محیط زیست آلوده است. در این راستا انتخاب گیاه مناسب برای گیاه پالایی با توجه به نوع آلودگی، بسیار مهم است. از آن­جایی که علاوه بر مقدار جذب فلزات سنگین، خصوصیات موفولوژیک و فیزیولوژیک گیاهان نیز در بحث گیاه پالایی دارای اهمیت است، لذا آزمایشی با هدف بررسی برخی خصوصیات مورفولوژیک و مؤلفه‌های فلورسانس کلروفیل و محتوای رنگیزه­های فتوسنتزی سه گیاه نخل‌مرداب، وتیور و آلوئه‌ورا تحت تیمار دو نوع پساب شهری و صنعتی طراحی شد. نتایج نشان داد که تیمار‌های پساب شهری و صنعتی باعث ایجاد تغییرات معنی‌داری در تمام پارامترهای مورد بررسی شدند و اثر متقابل پساب و گونه‌گیاهی بر وزن تر ریشه و اندام ‌هوایی، وزن خشک اندام ‌هوایی، F۰، Fm، Fv، کلروفیل a، b و کلروفیل a+b معنی‌دار و برای بقیه مؤلفه‌های ارزیابی­شده معنی‌دار نبود. در مجموع بر­اساس مؤلفه‌های مورد آزمایش در این تحقیق می‌توان گفت که در خاک آلوده به پساب شهری، گیاهان وتیور و نخل‌مرداب و در خاک آلوده به پساب صنعتی، گیاهان وتیور و آلوئه‌ورا بهتر عمل کردند.