بررسی بهره ‎وری آب، خصوصیات و غلظت عناصر نعناع فلفلی تحث تنش کادمیوم در حضور سلنیوم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، مجتمع آموزش عالی تربت جام، تربت جام، ایران.

2 گروه باغبانی، مجتمع آموزش عالی تربت جام، تربت جام، ایران.

3 گروه آموزشی علوم مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

4 گروه مهندسی منابع طبیعی، مجتمع آموزش عالی تربت جام، تربت جام، ایران.

چکیده

کادمیوم از جمله مهمترین عناصر سنگین سمی برای گیاهان می‎باشد. ﺳﻠﻨﻴﻮم ﻳﻚ ﻋﻨﺼﺮ ﺿﺮوری و ﻣﻔﻴﺪ در اﻓﺰاﻳﺶ ﺗﺤﻤﻞ ﺑﻪ ﺗﻨﺶ‎ﻫﺎی ﻣﺤﻴﻄﻲ، در ﮔﻴﺎﻫﺎن اﺳﺖ. در این پژوهش که در سال 1400 در گلخانه تحقیقاتی در تربت جام صورت گرفت، تاثیر کادمیوم در سه سطح (صفر، 75 و 150 میلی‎گرم در لیتر کلریدکادمیوم) و فاکتور سلنیوم در 2 سطح (صفر و پنج میلی گرم بر لیتر سلنات سدیم) و در سه تکرار انجام گردید. نتایج نشان داد که با افزایش سطوح تنش کادمیوم از صفر به 75 و 150، وزن تر و خشک، بهره‎وری آب، درصد اسانس و ارتفاع گیاه دچار کاهش گردید. همچنین محلول‎پاشی سلنیوم به ترتیب موجب افزایش 67/33، 67/98، 68/11، 61/16 و 40/67 درصدی وزن تر، وزن خشک، بهره‎وری آب، درصد اسانس و ارتفاع گیاه نسبت به عدم حضور سلنیوم گردید. نتایج اثرات متقابل کادمیوم و سلنیوم نشان داد که محلول‎پاشی سلنیوم به میزان پنج میلی‎گرم بر لیتر در سطوح مختلف تنش کادمیوم موجب افزایش وزن تر و خشک، بهره‎وری آب و ارتفاع گیاه نسبت به عدم مصرف سلنیوم گردید. همچنین نتایج نشان داد که محلول‎پاشی سلنیوم در سطوح تنش کادمیوم، موجب تغییر در غلظت آهن، روی، سدیم، پتاسیم و کادمیوم در برگ‎های گیاه نعناع فلفلی نسبت به عدم محلول‎پاشی سلنیوم، گردید. نتایج حاکی از این بود که با افزایش سطوح تنش کادمیوم از صفر به 75 و 150، سلنیوم موجب کاهش به ترتیب 23/97، 14/84و 14/23 درصدی غلظت کادمیوم در برگ‎های نعناع فلفلی می‎گردد. نتایج حاکی از این بود که با افزایش تنش کادمیوم، بهره‎وری آب کاهش یافت. همچنین محلول پاشی سلنیوم موجب کاهش اثرات تنش کادمیوم گردید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating Water Productivity, Characteristics and Elements Concentration of Mentha piperita L under Cadmium Stress in the presence of Selenium

نویسندگان [English]

  • vahid shamsabadi 1
  • afsaneh mohamadianfar 2
  • hossein banejad 3
  • mehdi moradi 2
  • saeid abditazik 4
1 Department of Water Sciences and Engineering, University of Torbat-e Jam, Torbat-e Jam, Iran.
2 Department of Horticulture Plants, University of Torbat-e Jam, Torbat-e Jam, Iran.
3 Department of Water Sciences and Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
4 Department of Natural Resources, University of Torbat-e Jam, Torbat-e Jam, Iran.
چکیده [English]

Cadmium is one of the most important toxic heavy elements for plants. Selenium is a necessary and useful element in increasing tolerance to environmental stresses in plants. In this research which was performed in a research greenhouse in Torbat-e Jam region, Iran during 2021, The effect of cadmium in 3 levels (0, 75 and 150 mgrperlit CdCl2, and selenium factor in 2 levels (0 and 5 mgrperlit Na2SeO4) and was done in three replications. The results showed that with the increase of cadmium stress levels from 0 to 75 and 150, fresh and dry weight, water productivity, essential oil percentage and plant height decreased. Also, foliar spraying of selenium increased above fresh and dry weight, water productivity, essential oil percentage and plant height respectively 67/33, 67/98, 68/11, 61/16 and 40/68 percent compared to the absence of selenium. The results of the interaction effects of cadmium and selenium showed that foliar spraying of selenium with concentrations of 5 milligrams per liter in cadmium stress levels increased fresh and dry weight, water productivity and plant height compared to not consuming of selenium. Also, the results showed that foliar spraying of selenium at cadmium stress levels caused a change in the concentration of iron, zinc, sodium, potassium and cadmium in the leaves of peppermint compared to the absence of foliar spraying of selenium. The results indicated that with the increase of cadmium stress levels from 0 to 75 and 150, selenium decreases the concentration of cadmium in peppermint leaves respectively 23/97, 14/84 and 14/23 percent. The results indicated that water productivity decreased with the increase of cadmium stress. Also, selenium foliar application reduced the effects of cadmium stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Atomic absorption
  • Heavy metals
  • Medicinal plants

مراجع

امیرمرادی، ش.، رضوانی مقدم، پ.، کوچکی، ع.ر.، دانش، ش. و فتوت، ا. 1396. اﺛﺮ ﮐﺎدﻣﯿﻢ و ﺳﺮب ﺑﺮ ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﮐﻤﯽ و درﺻﺪ اﺳﺎﻧﺲ ﻧﻌﻨﺎع ﻓﻠﻔﻠﯽ. نشریه بوم شناسی کشاورزی. 9 (1): 142-157.
دریایی، ف.، کرامت، ب. و آروین، م.ج. 1393. اثر محلول‎پاشی سلنیوم بر برخی صفات فیزیولوژیکی و ریخت شناسی دو رقم گندم (کویر- روشن) تحت تنش کادمیوم. 10 (3): 101-114.
رحیمی، پ.، قنبرزاده، ز.، بهداد، ا. و محسن زاده، س. 1397. تاثیر متقابل سیلیکون و کادمیوم بر رشد و پارامترهای فیزیولوژیکی گیاهچه‎های گوجه فرنگی. 24: 199-211.
رضایی، ح. و سعادت، س. 1397. استفاده از فاضلاب در کشاورزی: فرصت‎ها، چالش‎ها و راهکارها. نشریه علمی ترویجی مدیریت اراضی. 6 (2): 213-232.
شهریاری س. 1390. بررسی اثر رژیم‎های مختلف آبیاری و انواع خاکپوش بر خصوصیات رویشی، میزان، عملکرد و اجزاء اسانس نعناع فلفلی. پایانامه کارشناسی ارشد. دانشکده کشاورزی. دانشگاه فردوسی مشهد.
صوفیان، ج.، گلچین، ا.، مرادی، ص.، جهانبان، ل. و غیرتی آرانی، ل. 1398. بررسی تاثیر کاربرد کادمیوم و شوری محلول‎های آبی بر رشد و غلظت عناصر غذایی عدسک آبی. مجله پژوهش‎های گیاهی. 32 (3): 610-622.
قره باغلی، ن. و سپهری، ع. 1397. اثر سلنیوم بر جذب کادمیوم، خصوصیات رشدی و فتوسنتزی گیاهچه سیر در معرض کادمیوم و کلرید سدیم در شرایط هیدروپونیک. نشریه تنش‎های محیطی در علوم زراعی. 11 (2): 435-448.
کشاورز، ع. و دهقانی سانیج، ح. 1391. شاخص بهره‎وری آب و راهکار آتیه کشاورزی کشور. فصلنامه راهبرد اقتصادی. 1 (1): 199-233.
نورعلی، ا.، نادیان، ح.، جعفری، س. و حیدری، م. 1397. تاثیر شوری و کادمیوم بر برخی مولفه‎های رشد و جذب عناصر ریز مغذی توسط گیاه گشنیز. نشریه تنش‎های محیطی در علوم زراعی. 11 (3): 737-748.
وطن‎خواه، ا.، کلانتری، ب. و عندلیبی ب. 1396. اثر متیل جاسمونات و تنش شوری بر ویژگی‎های فیزیولوژیکی و فیتو شیمیایی گیاه نعناع فلفلی. نشریه تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 33 (3): 465-449.
Alloway, B.J. 1995. Toxic metals in soil-plant systems: Edited by Sheila M. Ross. John Wiley and Sons, Chichester, UK, 469 p.
Baszynski, T., Wajda, L., Krol, M., Wolinska, D., Krupa, Z. and Tukendorf, A. 1980. Photosynthetic activities of cadmium-treated tomato plants. Physiologia Plantarum. 48: 365–370.
Cartes, P., Gianfreda, L. and Mora, M. L. 2005. Uptake of selenium and its antioxidant activity in ryegrass when applied as selenate and selenite forms, Plant and Soil. 276: 359-367.
Croteau, R., Ketchum, R., Long, R., Kaspera, R. and Wildung, M. 2006. Taxol biosynthesis and molecular genetics. Phytochemistry reviews. 5(1): 75-97.
Feng, R., Wei, C. and Tu, M. 2013. The roles of selenium in protecting plants against abiotic stresses. Environmental and Experimental Botany. 87: 58-68.
Ghani, A. 2010. Effect of cadmium toxicity on the growth and yield components of mungbean [Vigna radiata (L.) Wilczek]. World Applied Sciences (Special Issue of Biotechnology and Genetic Engineering) 8: 26-29.
Hossain, M.A., Hasanuzzaman, M. and Fujita, M., 2010. up regulation of antioxidant and glyoxalase systems by exogenous glycinebetaine and proline in mung bean confer tolerance to cadmium stress. Physiology and Molecular Biology of Plant. 16: 259-272.
Jiang, W., Liu, D. and Hou, W. 2001. Hyperaccumulation of cadmium by roots, bulbs and shoots of garlic (Allium sativum L.). Bioresource Technology. 76: 9-13.
Kumar, M. 2013. Crop plants and abiotic stresses. Biomolecular Research Therapeutics 3: e125. Lee, S. K., Sohn, E. Y., Hamayun, M., Yoon, J. Y. and Lee, I. J. 2010. Effect of silicon on growth and salinity stress of soybean plant grown under hydroponic system. Agroforestry Systems. 80: 333-340.
Malakouti, M.J. 2008. Relationship between Balanced Fertilization and Healthy Agricultural Products (A review). Journal of Ecophysiology of Crops and Weeds.16, 133150. [In Persian with English Summary].
Saidi, I., Chtourou, Y., Djebali, W., 2014. Selenium alleviates cadmium toxicity by preventing oxidative stress in sunflower (Helianthus annuus) seedlings. Journal of Plant Physiology. 171: 85-91.
Sarwar, N., Sukhdev, S.M., Munir, H.Z., Asif, N., Sadia, B. and Ghulam, F. 2010. Role of mineral nutrition in minimizing cadmium accumulation by plants. Journal of Science Food Agriculture. 90: 925-937.
Street, R.A., Kulkarni, M.G., Stirk, W.A., Southway C. and Staden, J. 2007. Toxicity of metal elements on germination and seedling growth of widely used medicinal plants belonging to Hyacinthaceae. Bull. Environmental Contamination Toxicology 79: 371-376.
Sun Y, Zhou Q, Xie X. and Liu R, 2010. Spatial, sources and risk assessment of heavy metal contamination of urban soils in typical regions of Shenyang, Journal of Hazardous Materials. 174:455-462.
Tamas, M., Mandoki, Z. and Pipkin, D. 2010 The role of selenium content of wheat in the human nutrition. Acta Universal. Izvestija TSHA 34: 505-512.
Wildung, M.R. and Croteau, R.B., 2005. Genetic engineering of peppermint for improved essential oil composition and yield. Transgenic Research. 14(4): 365-372.
Xiaoming, Q., Zhaojun, N., Hongen, L., Peng, Z., Shiyu, Q. and Zhiwei, Sh. 2018. Influence of selenium on root morphology and photosynthetic characteristics of winter wheat under cadmium stress. Environmental and Experimental Botany. 150: 232-239.
Yan, Z., Li, X., Chen, J. and Tam, N. 2015. Combined toxicity of cadmium and copper in Avicennia marina seedlings and the regulation of exogenous jasmonic acid. Ecotoxicology and Environmental Safety 113: 124–132.
Yuan, B. Z., Kang, Y. and Nishiyama, S. 2001. Drip irrigation scheduling for tomatoes in unheated greenhouse. Irrigation Science 20: 149 – 154
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 17، شماره 1 - شماره پیاپی 97
فروردین و اردیبهشت 1402
صفحه 14-24

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار