English
دوفصلنامه علمی- پژوهشی کشاورزی بوم شناختی
مشاهده جزئیات مقاله
دانلود فایل مقاله :
( 2156 بازدید ) ( 74 دانلود )
اطلاعات انتشار : دوره 4 - شماره 2
نوع مقاله : مقالة‌ تحقيقي‌ (پژوهشي‌)
عنوان مقاله : ارزیابی تاثیر افزایش غلظت دی‌اکسیدکربن اتمسفری و کادمیوم بر غلظت آهن، مس و رویدر گندم و سورگوم
خلاصه مقاله : تغییرات اقلیمی به‌ویژه افزایش غلظت دی‌اکسیدکربن و همچنین آلودگی خاک به‌وسیله فلزهای سنگین سبب ایجاد دگرگونی در رشد گیاهان به دلیل جذب عناصر توسط آنها شده است. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر غلظت دی‌اکسیدکربن اتمسفری و کادمیوم بر جذب آهن، مس و روی و همچنین شاخص های رشد گندم و سورگوم، با اعمال 2 سطح دی‌اکسیدکربن (900 و 400 میکرولیتر در لیتر) و 4 سطح کادمیوم (0، 10، 20 و 40 میلی‌گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک) اجرا شد. پس از طی دوره رشد رویشی (60 روز) گیاهان برداشت شدند. نتایج نشان داد با افزایش غلظت دی‌اکسیدکربن، ارتفاع گیاه ، سطح برگ، وزن خشک اندام هوایی و ریشه در هر دو گیاه گندم و سورگوم به‌ طور معنی‌دار (01/0P) افزایش یافت. افزایش غلظت دی‌اکسیدکربن موجب افزایش غلظت و جذب کادمیوم و عناصر غذایی آهن، مس و روی در اندام­های هوایی و ریشه سورگوم شد. در مورد گندم عکس این نتیجه به‌دست آمد و کاهش جذب عناصر دیده شد. در بین عناصر غذایی، بیشترین افزایش غلظت در اندام­های هوایی سورگوم مربوط به عنصر روی (25-14 درصد) و در ریشه مربوط به آهن (25-16 درصد) بود. در گندم عنصر مس بیشترین کاهش غلظت را در اندام­های هوایی (25-19 درصد) و ریشه (15-10 درصد) داشت. کاهش جذب کادمیوم در گندم می‌تواند عاملی برای افزایش مقاومت در برابر تنش باشد اما از سویی در مورد عناصر غذایی کم مصرف و به‌ویژه روی در محصولاتی مانند گندم که به­ طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند، می‌تواند چالش­هایی را از لحاظ ارزش غذایی ایجاد کند. در سورگوم با اینکه افزایش جذب عناصر غذایی دیده شد، اما افزایش جذب کادمیوم مسئله‌ای است که باید در مورد توجه قرار گیرد.
تخصص ها : تغییرات اقلیمی، ماده‌ خشک، عناصر غذایی کم‌مصرف، آلودگی خاک.
منابع : Fangmeier, A.De., Temmerman, L., Mortensen, L., Kemp, K., Burke, J., Mitchell, R.Van., Oijen, M. and Weigel, H.J., 1999. Effects on nutrients and on grain quality in spring wheat crops grown under elevated CO2 concentrations and stress conditions in the European, multiple-site experiment ‘ESPACE-wheat’. Europian  Jornal of  Agronomy. 10, 215–229.* Flexas, J. and Medrano, H., 2002. Drought-inhibition of photosynthesis in C3 plants: stomatal and non-stamotal limitations revisited. Annals of Botany. 89, 183–189.* Ghannoum, O.V., Caemmerer, S., Ziska, L.H. and Conroy, J.P., 2000. The growth response of C4 plants to rising atmospheric CO2 partial pressure: A reassessment. Plant, Cell  and Environment. 23, 931–942.* Guo, H., Zhu, J., Zhou, H., Sun, Y., Yin, Y. and Pei, D., 2011. Elevated CO2 levels affects the concentrations of copper and cadmium in crops grown in soil contaminatedwith heavy metals under fully open-air field conditions. Environmental Science Technology.45, 6997–7003.* Hogy, P., Wieser, H., Kohler, P., Schwadorf, K., Breuer, J., Erbs, M., Weber, S. and Fangmeier, A., 2009. Does levated atmospheric CO2 allow for sufficient wheat grain quality in the future? Journal of Applied Botany and Food Quality. 82, 114-121.* Irafan, M., Hayat, S.H., Ahmad, A. and Alyemeni, M.N., 2013. Soil cadmium enrichment: Allocation and plant physiological manifestions. Saudi Journal of Biological Sciences. 20, 1-10.* Jia, Y., Tang, S., Wang, R., Ju, X., Ding, Y., Tu, S. and Smith, D.L., 2010. Effects of elevated CO2 on growth, photosynthesis, elemental composition, antioxidant level, and phytochelatin concentration in Lolium mutiforum and Lolium perenne under Cd stress. Journal of Hazardous Materials. 180, 384–394.* Kimball, B.A., Kobayashi, K. and Bindi M., 2002. Responses of agricultural crops to free-air CO2 enrichment. Advances in Agronomy. 77, 293–368.* Leakey, A.D.B., Ainsworth, E.A., Bernacchi, C.J., Rogers, A., Long, S.P. and Ort, D.R., 2009. Elevated CO2 effects on plant carbon, nitrogen and water relations: Six important lessons from FACE. Journal of Experimental Botany. 60, 2859–2876.* Li, P., Cai, R., Gao, H., Peng, T. and Wang, Z., 2007. Partitioninig of excitation energy in two wheat cultivars with different grain protein contents grown under three nitrogen applications in the field. Physiology of Plant. 129, 822-829.* Li, Z., Tang, S.,  Deng, X., Wang, R. and Song, Z., 2010. Contrasting effects of elevated CO2 on Cu and Cd uptake by different rice varieties grown on contaminated soils with two levels of metals: Implication for phytoextraction and food safety. Journal of Hazardous Materials. 177, 352–361.* Li, T., Di, Z., Han, X. and Yang, X., 2011. Elevated CO2 improves root growth and cadmiumaccumulation in the hyperaccumulator Sedum alfredii. Plant Soil. (2011), http:// DOI 10.1007/s11104-011-1068-4.* Lieffering, M., Kim, H.K., Kobayashi, K. and Okada, M., 2004. The impact of elevated CO2 on the elemental concentrations of field-grown rice grains. Field and Crops Research. 88(2-3), 279-286.* Lindsay, W.L. and Norvell, W.A., 1978. Development of a DTPA soil test for Zn, Fe, Mn, and Cu. Soil Science Society American  Journal. 42, 421–428.* Loladze, I., 2002. Rising atmospheric CO2 and human nutrition: Toward globally imbalanced plant stochiometry? Trends in Ecology and Evolution. 17, 457-461.* Ma, Y., Prasad, M.N.V., Rajkumar, M. and Freitas, H., 2011. Plant growth promoting rhizobacteria and endophytes accelerate phytoremediation of metalliferous soils. Biotechnology Advance. 248, 29-58.* Maksymiec, W. and Krupa, Z., 2006. The effects of short-term exposition to Cd, excess Cu ions and jasmonate on oxidative stress appearing in Arabidopsis thaliana. Environmental and Experimental Botany. 57, 187-194.* Maria, S.D., Puschenreiter, M. and RivelliA.R.,2013.Cadmium accumulation and physiological responseof sunflower plants to Cd during the vegetative growing cycle. Plant Soil Environment. 59, 254–261.* Mcgrath, J.M. and Lobell, D.B., 2013. Reduction of transpiration and altered nutrient allocation contribute to nutrient decline of crops grown in elevated CO2 concentrations. Plant, Cell and Environment. 36, 697-705.* Poorter, h., 1993. Interspecific variation in the growth response of plants to an elevated CO2 cocentration. Vegetation. 104/105,  77-97.* Prasad, P.V., Vu, J.C.V., Boote, K.J. and Allen, H., 2009. Enhancement in leaf photosynthesis and upregulation of Robisco in the C4 sorghum plant at elevated growth carbon dioxide and temperature occur at early stages of leaf ontogeny. Functional Plant Biology. 36, 761-769.* Prior, S.A., Runion, G.B., Marble, S.C., Rogers, H.H., Gilliam, C.H. and Torbert, H.A., 2011. A review of elevated atmospheric CO2 effects on plant growth and water relations: Implications for horticulture. Horticulture Science. 46, 158–62.* Rascio, N. and Navari-Izzo, F., 2011. Heavy metal hyperaccumulating plants: How and why do they do it? And what makes them so interesting? Plant Science. 180, 169-181.* Raskin, I., Kumar, V., Dushenkov, S. and Salt, D., 1994. Bioconcentration of heavy metals by plants. Current Opinion in Biotechnology. 5, 285-290.* Ryan, J., Estefan, G. and Adbul Rashid, A., 2001. Soil and Plant Analysis Laboratory Manual, ICARDA, Syria.* Seneweera, S. and Conroy, J., 1997. Growth, grain yield and quality of rice (Oryza sativa L.) in response to elevated CO2 and phosphorus nutrition. Soil Science and Plant Nutrition. 43, 1131–1136.* Solomon, S., Qin, D. and Manning, M., 2007. Climate Change: The Physical Science Basis. IPCC Report. USA.* Sun, Y., Zhou, Q. and Diao, C., 2008. Effect of cadmium and arsenic on growth and metal accumulation of Cd-hyperaccumulator Solanum nigrum L. Bioresource Technology. 99, 1103-1110.* Taub, D.R., Miller, B. and Allen, H., 2008. Effects of elevated CO2 on the protein concentration of food crops: A meta-analysis. Global Change Biology. 14, 565-575.* Terzano, R., Spagnuolo, M., Vekemans, B.De., Nolf, W., Janssens, K. and Falkenberg, G., 2007. Assessing the origin and fate of Cr, Ni, Cu, Zn, Pb, and V in industrial polluted soil by combined microspectroscopic techniques and bulk extraction methods. Environmental Science Technology. 41, 6762–6769.* Thamayanthi, D.,  Sharavanan, P.S. and Vijayaragavan. M., 2011. Effect of cadmium on seed germination, growth and pigments content of Zinnia Plant. Current Botany. 2(9), 13-19.* Tian, S., Jia, Y., Ding, Y., Wang, R., Feng, R., Song, Z., Guo, J. and Zhou, L., 2014. Elevated atmospheric CO2 enhances copper uptake in crops and pasture species grown in copper-contaminated soils in a micro-plot study. Clean Soil Air Water. 42, 347-354.* Wang-da, Y., Hai-gen, Y., Hong-mei, Z. and  Xian-guo, T., 2009.  Influences of cadmium on grain mineral nutrient contents of two rice genotypes differing in grain cadmium accumulation. Rice Science. 16(2), 151–156.* Wu, F., Zhang, G., Dominy, P., Wu, H. and Bachir, D.M.L., 2007. Differences in yield components and kernel Cd accumulation in response to Cd toxicity in four barley genotypes. Chemosphere. 70, 83-92.* Wu, H.B., Tang, S.R., Zhang, X.M., Guo, J.K., Song, Z.G., Tian, S.A. and Smith, D.L., 2009. Using elevated CO2 to increase the biomass of a Sorghum vulgare var. sudanense hybrid and Trifolium pratense L. and to trigger hyperaccumulation of cesium. Journal of  Hazardous Materials. 170, 861–870.* Yadav, S.K., 2010. Heavy metal toxicity in plants: An overview of the role of glutathione and phytochelatins in heavy metal stress tolerance of plants. South African Journal of Botany. 76, 167–179.*  Zhao, Y., 2011. Cadmium accumulation and antioxidative defenses in leaves of Triticum aestivum L. and Zea mays L. African Journal of Biotechnology. 11(15), 2236-2243.*
شماره صفحه :
از 65 تا 81


نویسندگان مقاله :
نویسندهترتیب نویسندهدانشگاه / سازمان/ موسسهدانشگاه / سازمان/ موسسه ( لاتین )سمتپست الکترونیکیمدرک تحصیلی
حسین میرسیدحسینی
(نویسنده مسئول)
1دانشگاه تهرانUniversity of Tehran mirseyed@ut.ac.ir 
گلاره خانبلوکی 2دانشگاه تهرانUniversity of Tehran mirseyed@ut.ac.ir 
بابک متشرع زاده 3دانشگاه تهرانUniversity of Tehran mirseyed@ut.ac.ir 

کلیه حقوق این وب سایت برای دوفصلنامه علمی- پژوهشی کشاورزی بوم شناختی محفوظ می باشد .