سامانه پشتیبانی خدمات اطلاعات

  اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات161
تعداد شماره‌ها6,532
تعداد مقالات70,501
تعداد مشاهده مقاله124,106,819
تعداد دریافت فایل اصل مقاله97,211,915
میرزاخانی, محبوبه, متشرع زاده, بابک, میر سید حسینی, حسین, مالمیر, رضا. (1397). تأثیر تیمارهای نانو سیلیسیم بر برخی پاسخ‎های فیزیولوژیکی و تغذیه‎ای چچم ( (Lolium perenne در خاک آلوده به فلزهای سنگین (سرب، روی، کادمیوم). , 49(2), 563-577. doi: 10.22059/ijhs.2018.245896.1348
محبوبه میرزاخانی; بابک متشرع زاده; حسین میر سید حسینی; رضا مالمیر. "تأثیر تیمارهای نانو سیلیسیم بر برخی پاسخ‎های فیزیولوژیکی و تغذیه‎ای چچم ( (Lolium perenne در خاک آلوده به فلزهای سنگین (سرب، روی، کادمیوم)". , 49, 2, 1397, 563-577. doi: 10.22059/ijhs.2018.245896.1348
میرزاخانی, محبوبه, متشرع زاده, بابک, میر سید حسینی, حسین, مالمیر, رضا. (1397). 'تأثیر تیمارهای نانو سیلیسیم بر برخی پاسخ‎های فیزیولوژیکی و تغذیه‎ای چچم ( (Lolium perenne در خاک آلوده به فلزهای سنگین (سرب، روی، کادمیوم)', , 49(2), pp. 563-577. doi: 10.22059/ijhs.2018.245896.1348
میرزاخانی, محبوبه, متشرع زاده, بابک, میر سید حسینی, حسین, مالمیر, رضا. تأثیر تیمارهای نانو سیلیسیم بر برخی پاسخ‎های فیزیولوژیکی و تغذیه‎ای چچم ( (Lolium perenne در خاک آلوده به فلزهای سنگین (سرب، روی، کادمیوم). , 1397; 49(2): 563-577. doi: 10.22059/ijhs.2018.245896.1348

تأثیر تیمارهای نانو سیلیسیم بر برخی پاسخ‎های فیزیولوژیکی و تغذیه‎ای چچم ( (Lolium perenne در خاک آلوده به فلزهای سنگین (سرب، روی، کادمیوم)

علوم باغبانی ایران
مقاله 23، دوره 49، شماره 2، شهریور 1397، صفحه 563-577    اصل مقاله (724.81 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijhs.2018.245896.1348
نویسندگان
محبوبه میرزاخانی1؛ بابک متشرع زاده* 2؛ حسین میر سید حسینی2؛ رضا مالمیر1
1دانشجوی سابق کارشناسی ارشد، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج
2دانشیار، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج
چکیده
سیلیسیم یک عنصر غذایی ضروری برای برخی گیاهان علفی و عنصری سودمند برای بهبود رشد و رویارویی با تنش‎های زنده و غیرزنده به شمار می‎رود. این پژوهش روی خاک آلودۀ طبیعی به فلزهای سنگین از شهرک صنعتی روی در زنجان انجام گرفت و طی آن تأثیر کاربرد ذرات نانو سیلیس بر پاسخ‎های مورفو-فیزیولوژیکی و تغذیه‎ای چچم (Lolium perenne) بررسی شد. تیمار نانو سیلیس در شش سطح 100 (NS1)، 200 (NS2)، 500 (NS3)، 1000 (NS4)،2000 (NS5) و تیمار شاهد (NS0) برحسب میلی‌گرم نانو سیلیس بر کیلوگرم خاک گلدان در قالب طرح کامل تصادفی و پنج تکرار در گلخانه اجرا شد. به‌منظور اضافه کردن نانو سیلیسیم به خاک، دروایۀ (سوسپانسیون) آن تهیه و با مقدار مشخصی آب که بر پایۀ ظرفیت مزرعۀ تعیین‌شده بود، مخلوط و با استفاده از پیپت، قطره‌قطره به خاک اضافه شد. پس از گذشت دورۀ کاشت و داشت گیاه چچم، اندام‌های هوایی گیاه برداشت و غلظت عنصرهای سنگین (سرب، روی و کادمیوم) و عنصرهای غذایی (فسفر، پتاسیم و سیلیسیم) در اندام‌های هوایی اندازه‌گیری شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد، کاربرد سیلیسیم بر جذب عنصرهای آلایندۀ کادمیوم و روی و عنصرهای غذایی پتاسیم، فسفر و سیلیسیم در سطح 5 درصد معنی‌دار بود. همچنین کاربرد سیلیسیم در خاک، جذب آلاینده‌های روی و کادمیوم را در گیاه افزایش داد. همچنین بیشترین میزان جذب سیلیسیم در اندام‌های هوایی چچم، در تیمار NS5 گزارش شد که نسبت به سطوح دیگر کاربرد نانو و شاهد، تفاوت معنی‎داری نشان داد. درمجموع کاربرد سیلیسیم، سبب بهبود وضعیت رشد گیاه، جذب عنصرهای غذایی و مقاومت به تنش شد.
کلیدواژه‌ها
آلودگی فلزهای سنگین؛ پاسخ‌های تغذیه‎ای؛ تنش؛ چچم؛ سیلیسیم؛ عنصرهای غذایی
عنوان مقاله [English]
Effect of nano-silicon treatments on some physiological and nutritional responses of Lolium perenne in soils contaminated with heavy metals (Pb, Cd and Zn)
نویسندگان [English]
Mahboubeh Mirzakhani1؛ Babak Motesharezadeh2؛ Hossein Mirseyed Hosseini2؛ Reza Malmir1
1Former M. Sc. Student, University College of Agriculture & Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2Associate Professor, University College of Agriculture & Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]
Silicon is an essential nutrient element for some herbaceous plants and a useful element for improving the growth and to encounter with biotic and abiotic stresses. This research was carried out on natural contaminated soil with heavy metals from Zanjan Industrial Town. The effect of nano-silicon particles application on morpho-physiological and nutritional responses of Lolium perenne was investigated. Nano-silicon treatments were selected in six levels of 100 (NS1), 200 (NS2), 500 (NS3), 1000 (NS4), 2000 (NS5), and control treatment (N0) (in mg/kg). Experiments were carried out in a completely randomized design in greenhouse conditions. Nano Silicon added to soil by usage of pipette method. After the planting and cropping stages of Lolium perenne, the aboveground parts, the concentration of heavy elements (lead, zinc and cadmium) and nutrient elements (phosphorus, potassium and silicon) were measured. Results showed that application of silicon on the adsorption of cadmium and zinc and nutrient elements of potassium, phosphorus, and silicon was significant at 5% level. Also, the application of silicon in soil increased the absorption of zinc and cadmium contaminants in the plant. The highest amount of silicon adsorption in Lolium perenne was observed in NS5 treatment, which showed a significant difference compared to other levels of nano and control treatment. In general, application of silicon improved plant growth and increased the uptake of nutrients in the contamination/stress of the heavy metals.
کلیدواژه‌ها [English]
Heavy metals pollution stress, Lolium perenne, nutrient element, nutritional response, Silicon
مراجع
  1. Adrees, M., Ali, S., Rizwan, M., Rehman, M. Z., Ibrahim, M., Abbas, F., Farid, M., Qayyum, M. K. & Irshad, M. K. (2015). Mechanisms of silicon-mediated alleviation of heavy metal toxicity in plants: a review. Ecotoxicology and Environmental Safety, 119, 186-197.
  2. Adriano, D. C., Wenzel, W. W., Vangronsveld, J. & Bolan, N. S. (2004). Role of assisted natural remediation in environmental cleanup, Geoderma, 122, 121-142.
  3. Akmal, M., Janming, X., Zhaojun, L., Haizhen, W. & Huaiying, Y. (2005). Effects of lead and cadmium nitrate on biomass and substrate utilization pattern of soil microbial communities. Chemosphere, 60, 508-14.
  4. Ali-Ehyaee, M. & Behbahanizadeh, A. A. (1994). Soil analysis methods. Technical bulletin No. 893. Taat, Tehran, Iran. (in Farsi)
  5. Balsberg-Pahlsson, A. M. (1989). Toxicity of heavy metals (Zn, Cu, Cd, Pb) to vascular plants. Water, Air, and Soil Pollution, 47, 287-319.
  6. Black, A. L. Miller, R. H. & Keeney, D. R. (1989). Methods of Soil Analysis. Part II ASA, I. SSSA.1989: 9.
  7. Black, C. A. & Evans, D. D. (1986). Methods of soil analysis. Part 1 and 2. Agronomy 9. Am.Soc.of Agron. Madison, WI.
  8. Burt, R. M, Mays, D., Benham, E. C. & Wilson, M. A. (2002). Phosphorus characterizationR Rand correlation with properties of selected benchmark soils of the United States. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 33(1-2), 117-141.
  9. Castaldi, P., Santona, L. & Melis, P. (2005). Heavy metals immobilization by chemical amendments in a polluted soil and influence on white lupin growth, Chemosphere, 60, 365–371.
  10. Chang, A.C. Warneke, J.E., Page, A.L. & Lund, L.J. (1984). Accumulation of heavy meats in sewage sludge- treated soils. Journal of Environmental Quality, 13, 87-91.
  11. Chen, G., Zeng, G., Chunyan, D., Huang, D., Lin, T., Wang, L. & Guoli, Sh. (2010). Transfer of heavy metals from compost to red soil and groundwater under simulated rainfall conditions. Journal of Hazardous Materials, 181, 211-216.
  12. Cottenie, A., Camerlynck, R., Verloo, M. & Dhaese, A. (1980). Fractionation and determination of trace elements in plants, soils and sediments. Pure and Applied Chemistry, 52(1), 45-53.
  13. Da Cunha, K. P. V., Do Nascimento, C. W. A. & Silva, A. J. (2008). Silicon alleviates the toxicity of cadmium and zinc for maize (Zea mays L.) grown on contaminated soil. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 171, 849-853.
  14. Datnoff, L. E., Snyder, G. H. & Korndorfer, G. H. (2001). Silicon in agriculture. First edition, Elsevier Science, Amsterdam, The Netherlands: 425 pages.
  15. Doshi, R., Braida, W., Christodoulatos, C., Wazne, M. & O’Connor, G. (2008). Nano-aluminum: Transport through sand columns and environmental effects on plants and soil communities, Environmental Research, 106, 296-303.
  16. Elliott, C. L. & George, H. Snyder. (1991). Autoclave-induced digestion for the colorimetric determination of silicon in rice straw. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 39(6), 1118-1119.
  17. Elouear, Z., Bouhamed, F. & Bouzid, J. (2014). Evaluation of Different Amendments to Stabilize Cadmium, Zinc, and Copper in a Contaminated Soil: Influence on Metal Leaching and Phytoavailability. Soil and Sediment Contamination: An International Journal,23,628-640.
  18. Epstein, E. & Bloom, A. J. (2005). Mineral nutrition of plants: principles and perspectives. (2nd ed.). Sunderland: Sinauer Associates Inc.
  19. Forh, H. D. & Ellis, B. G. (1988). Soil fertility. John Wiley and Sons. New York, NY
  20. Garbuzov, M., Reidinger, S., Hartley, A. & Susan, E. (2011). Interactive effects of plant-available soil silicon and herbivory on competition between two grass species, Annals of Botany,108, 1355-1363
  21. Ge, Y., Schimel, J. P. & Holden, P. A. (2011). Evidence for negative effects of TiO2 and ZnO nanoparticles on soil bacterial communities. Environmental Science and Technology, 45, 1659-1664, DOI: 10.1021/es103040t.
  22. Grossman, R. B. & Reinsch, T. G. (2002). Bulk density and linear extensibility. p. 202-228. In J.H. Dane and G.C. Topp (eds.) Methods of Soil Analysis, Part 4. Physical Methods. Soil Sci. Am. Book Series No. 5. ASA and SSSA, Madison, WI.
  23. Hodson, M. J., White, P. J., Mead, A. & Broadley, M. R. (2005). Phylogenetic Variation in the Silicon Composition of Plants. Annals of Botany, 96, 1027-1046.
  24. Hooda, P. S. (2010). Trace elements in soils. 1st published, A John Wiley and Sons, Ltd., Publication: 618 pages.
  25. Imtiaz, M., Shahid-Rizwan, M., Adnan-Mushtaq, M., Ashraf, M., Muhammad, S., Yousaf, B., Anser, S., Dawood-Rizwan, M., Azher-Nawaz, M., Mehmood, S. & Shuxin, T. (2016). Silicon occurrence, uptake, transport and mechanisms of heavy metals, minerals and salinity enhanced tolerance in plants with future prospects: A review. Journal of Environmental Management, 183, 521-529.
  26. Jia-Wen, WU., Yu, S., Yong-Xing, Z., Yi-Chao, W. & Hai-Jun, G. (2013). Mechanisms of Enhanced Heavy Metal Tolerance in Plants by Silicon: A Review, Elsevier B.V. and Science Press. Pedosphere, 23(6), 815-825.
  27. Ge, Y., Schimel, J. P. & Holden, P. A. (2011). Evidence for negative effects of TiO2 and ZnO nanoparticles on soil bacterial communities. Environmental Science & Technology, 45(4), 1659-1664.
  28. Kabata-Pendias, A. & Pendias, H. (2000). Trace Elements in Soils and Plants. CRC Press, Boca Raton, FL, pp. 143-157.
  29. Kuo, S. (1996). Phosphorus. Methods of soil analysis. Part 3. p. 869-919.
  30. Laegreid, M., Bockman, O. C. & Kaarstad, O. (1999). Agriculture, Fertilizers and the Environment. CABI Publishing in association with Norsk Hydro ASA, 294 PP
  31. Lambrechts, T., Lequeue, G., Lobet, G. & Lutts, S. (2013). Impact of cadmium and zinc on root system of lolium perenne and Trifolium repens. Communications in Agricultural and Applied Biological Sciences, 78, 19-24.
  32. Liang, Y., Zhang, W., Qin, C., Youliang, L. & Ruixing, D. (2006). Effect of exogenous silicon (Si) on H+-ATPase activity, phospholipids and fluidity of plasma membrane in leaves of salt-stressed barley (Hordeum vulgare L.)., Environmental and Experimental Botany, 57, 212-219.
  33. Linsay, W. L. & Norvell, W. A. (1978). Development of a DTPA soil tests for zinc, iron, manganese and copper. Soil Science Society of America Journal, 42(3), 421-428.
  34. Lombi, E., Zhao, F. J., Wieshammer, G., Zhang, G. & McGrath, S. P. (2002). In situ fixation of metals in soils using bauxite residue: biological effects. Environmental Pollution, 118, 445-452.
  35. Ma, J. F. (2006). Silicon and Sodium, Encyclopedia of Soil Science, Copyright by Taylor & Francis.
  36. Matichenkov, V. V., Bocharnikova, E. A., Pahnenko, E. P., Khomiakove, D. M., Matichenkov, I. V., Zhan, Q. & Wei, X. (2015). Reduction of Cd, Cu, Ni, and Pb Mobility by Active Si in a Laboratory Study., Springer-Verlag Berlin Heidelberg, pp.1-8
  37. Matychenkov, I. V., Khomyakov, D. M., Pakhnenko, E. P., Bocharnikova, E. A. & Matychenkov, V. V. (2016). Mobile Si-Rich Compounds in the Soil Plant System and Methods for their Determination. Moscow University. Soil Science Bulletin, 7(3), 120-128.
  38. Mirsal, I. A. (2008). Soil pollution. 2. Springer, Dillenburg ,Germany, 310 pages
  39. Moradi, Gh. A., Ghomsheh zadeh, P. & Saghi, A. (2008). Nanotechnology. http://p30download.com/fa/entry/58670
  40. Motesharezadeh, B., Aghae, L. & Savaghebi, Gh. R. (2013). The effect of cadmium and lead on nutrient content and growth of two bean cultivars. Environmental Stress in Agronomy Science Journal, 7(2), 257-271.
  41. Mousavi, S. M., Motesharezadeh, B., Mirseyed Hosseiny, H., Alikhani, H. A. & Zolfaghari, A. A. (2017). Comparison of nano and PGPR bactery on mobility and phytoextraction of lead, 4th Congress on Nanotechnology, PP. 16. Karaj, Iran. (in Farsi)
  42. Muhammad, A., Shafaqat, R., Zia-ur, R., Muhammad, A., Farhat Farid, M., Farooq, Q. & Kashif Irshad, M. (2015). Mechanisms of silicon-mediated alleviation of heavy metal toxicity in plants: A review. Ecotoxicology and Environmental Safety, 119, 186-197.
  43. Mustafa, G. & Komatsu, S. (2016). Toxicity of heavy metals and metal-containing nanoparticles on plants. Biophysica Acta, 1864, 932-944.
  44. Naeem, A., Ghafoor, A. & Farooq, M. (2014). Suppression of cadmium concentration in wheat grains by silicon is related to its application rate and cadmium accu-mulating abilities of cultivars. Journal of the Science of Food and Agriculture. http://dx.doi.org/10.1002/ jsfa.6976
  45. Rasouli, M., Yaghobi, N., Hafezi, M. & Rasouli, M. (2012). Adsorption of divalent lead ions from aqueous solution using low silica nano-zeolite X. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 18, 1970-1976.
  46. Rayan, J., Estefan, G. & Rashid, A. (2001). Soil and Plant Analysis Laboratory Manual, International center for Agriculture Research in the Dry Areas (ICARDA). Aleppo, Syria. Page, A.L. (1982). Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and microbiological properties. American Society of Agronomy, Soil Science Society of America.
  47. Reader's Digest Association. (2001). Field guide to the wild flowers of Britain (Reader's Digest Nature Lover's Library). (2nd Ed.), David & Charles :447 pp
  48. Rhoades, J. D. (1982). Methods of soil Analysis, Soluble salts. In A.L. page (Eds), Agronomy Mon., 9, 167-179.
  49. Singh, J. & Byeong-Kyu, L. (2016). Influence of nano-TiO2 particles on the bioaccumulation of Cd in soybean plants (Glycine max): A possible mechanism for the removal of Cd from the contaminated soil. Journal of Environmental Management, 170, 88-96.
  50. Sparks, D. L. (1996). Methods of soil analysis. Part 3.Chemical Methods, soil science society of American, Inc.American Society of Agronomy, Inc, Madison, Wisconsin, USA
  51. Stegmann, R., Brunner, G., Calmano, W. & Matz G. (2001). Treatment of Contaminated Soil Fundamentals, Analysis, Applications. Springer.
  52. Summer, M. E. & Miller, W. P. (1996). Cation exchange capacity and exchange coefficients In: Methods of soil analysis. Part 3.Chemical methods, (Ed. DL. Sparks). pp. 1201-1229. Soil Sci. Soc. Am. Madison. WI.
  53. Taghizadeh, M., Kafi, M., Fattahi Moghaddam, M. R. & Savaghebi, G. R. (2012). Effects of lead concentrations on seed germination of Turfgrass genus and its potential for phytoremediation, Iranian Journal of Horticultural Science, 42(3), 277-289.
  54. Tehran Parks & Green Space Organization. (2006). Lawning Principles, Tehran parks & Green Space Organization Publication, 200 p.
  55. Tubaña, B. S. & Heckman, J. R. (2015). Silicon in soils and plants. Springer International Publishing Switzerland.
  56. U.S. EPA. (2012). Nanotechnologies for environmental cleanup. Retrieved 2014-07-29.
  57. USEPA. (1982). Guide to the disposal of chemically stabilized and solidified waste, SW-872, office of water and waste management, Washington, DC.
  58. Walkley, A. & Black, I. A. (1934). An examination of the degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37, 29-38. http://dx.doi.org/10.1097/00010694-193401000-00003
  59. Yizong, H., Ying, H. &Yunxia, L., (2009). Heavy metal accumulation in iron plaque and growth of rice plants upon exposure to single and combined contamination by copper, cadmium and lead. Acta Ecologica Sinica, 29, 320-326.
 

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 591
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 505


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب