قابلیت استفاده روی در ریزوسفر ذرت در دو خاک آلوده با بافت متفاوت تیمارشده با کلات کننده ها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم خاک دانشگاه یاسوج

2 دانشگاه شهرکرد

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: فرایندهای ریزوسفر نقش مهمی در قابلیت‌استفاده روی در خاک‌ها دارد. ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی خاک ریزوسفری به‌دلیل فعالیت‌های موجود در ریزوسفر با توده خاک متفاوت است. در پژوهش حاضر، تأثیر EDTA، اسید سیتریک و عصاره کود مرغی بر قابلیت‌استفاده روی در ریزوسفر ذرت رقم سینگل کراس 704 در دو خاک آلوده با بافت متفاوت به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملأ تصادفی در سه تکرار در شرایط گلخانه‌ای بررسی شد.
مواد و روش‌ها: اسید سیتریک و EDTA در سطوح غلظتی صفر، 5/0 و 1 میلی‌مول بر کیلوگرم خاک و عصاره کود مرغی در سطوح غلظتی صفر، 5/0 و 1 گرم بر کیلوگرم خاک استفاده شدند. تعداد سه بذر ذرت در هر ریزوباکس کاشته شد. بعد از 10 هفته گیاهان برداشت شدند و خاک ریزوسفری و توده جدا شدند. کربن آلی محلول (DOC)، کربن بیوماس میکروبی (MBC) و روی قابل‌استفاده (با استفاده از 4 روش عصاره‌گیری شیمیایی شامل DTPA-TEA، AB-DTPA، مهلیچ 3 و روش بر پایه ریزوسفر) در خاک ریزوسفری و توده تعیین شدند.
یافته‌ها: ویژگی‌های خاک ریزوسفری با خاک توده متفاوت بود. نتایج نشان داد که در هر دو خاک کربن آلی محلول و کربن بیوماس میکروبی در خاک‌ ریزوسفری به‌صورت معنی‌داری (05/0p≤) از توده خاک‌ بیشتر بود، در حالی‌که pH کاهش معنی‌داری (05/0p≤) در خاک‌ ریزوسفری نسبت به خاک توده یافت. در هر دو خاک روی عصاره‌گیری‌شده با عصاره‌گیرهای مختلف در خاک ریزوسفری به‌صورت معنی‌داری (05/0p≤) کمتر از توده خاک بود. دامنه تغییرات روی استخراج‌شده با عصاره‌گیرها از 00/9 تا 00/75 میلی‌گرم بر کیلوگرم در خاک لوم شنی، و از 57/0 تا 46/81 میلی‌گرم بر کیلوگرم در خاک لوم رسی بود. بیشترین مقدار روی با استفاده از روش مهلیچ 3 و کمترین مقدار آن با استفاده از روش بر پایه ریزوسفر عصاره‌گیری شد. با افزودن کلات‌کننده‌ها به خاک مقدار روی قابل‌استفاده افزایش یافت.
نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که در هر دو خاک قابلیت‌استفاده روی در خاک ریزوسفری کمتر از خاک توده بود. در خاک لوم شنی بیشترین مقدار روی در تیمار اسید سیتریک (1 میلی‌مول بر کیلوگرم) و کمترین مقدار آن در تیمار شاهد عصاره‌گیری شد، در حالی‌که در خاک لوم رسی بیشترین مقدار روی در تیمار EDTA(1 میلی‌مول بر کیلوگرم) و کمترین مقدار آن در تیمار 1 گرم بر کیلوگرم عصاره کود مرغی عصاره‌گیری شد. میانگین روی عصاره‌گیری‌شده باDTPA-TEA ، AB-DTPA و مهلیچ 3 به‌صورت معنی‌داری (05/0p≤) در خاک لوم رسی بیشتر از خاک لوم شنی بود. میانگین روی عصاره‌گیری‌شده با روش بر پایه ریزوسفر به-صورت معنی‌داری (05/0p≤) در خاک لوم شنی بیشتر از خاک لوم رسی بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Availability of zinc in the rhizosphere of corn in texturally different contaminated soils treated with chelators

نویسنده [English]

  • alireza hosseinpur 2

2 shahrekord univecsity

چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: Rhizosphere processes have a major impact on zinc (Zn) availability in soils. The chemical and biological characteristics of the rhizosphere soils can be very different from those of the bulk soils. In peresent study, the effects of EDTA, citric acid and poultry manure extract (PME) on availability of Zn in the rhizosphere of corn (hybrid (KSC.704)) investigated in two texturally different contaminated soils as factoriel in a completely randomized design with three replications in greenhouse condition.
Materials and methods: Citric acid and EDTA were used at concentrations level 0, 0.5 and 1 mmol kg-1 soil and poultry manure extract at concentrations level 0, 0.5 and 1 g kg-1 soil. Three seeds of corn were plant in the rhizobox. After 10 weeks, plants were harvested and rhizosphere and bulk soils were separated. Dissolved organic carbon (DOC), microbial biomass carbon (MBC) and available Zn (by using 4 chemical procedures including DTPA-TEA, AB-DTPA, Mehlich3 and rhizosphere-based method) were determined in the rhizosphere and bulk soils.
Results: Rhizosphere soils properties was different with bulk soils. In both soils, the results indicated that DOC and MBC in the rhizosphere were significantly (p<0.05) increased, while, pH in the rhizosphere was significantly (p<0.05) decreased comare to bulk soils. In both soils, Zn extracted by different methods in the rhizosphere were significantly (P<0.05) lower than those in the bulk soils. Amount of exteracted Zn with extractants ranged from 9.00 to 75.00 mg kg-1 in sandy loam soil, and 0.78 to 75.00 mg kg-1 in sandy loam soil. The maximum amount of Zn by mehlich3 and the least amount of Zn by rhizosphere based method were exteracted. Available Zn increased as added chelators to soil.
Conclusion: In both soils, Zn extracted by different methods in the rhizosphere were significantly (p<0.05) lower than those in the bulk soils. In sandy loam soil, The maximum amount of Zn in the citric acid treatment (1 mmol kg-1) and the least amount of Zn in control condition, were exteracted, while, In clay loam soil, The maximum amount of Zn in the EDTA treatment (1 mmol kg-1) and the least amount of Zn in the PME treatment (1 g kg-1), were exteracted. Mean of Zn extracted by DTPA-TEA, AB-DTPA, Mehlich3, in clay loam soil was significantly (p<0.05) higher than those in sandy loam soil. Mean of Zn extracted by rhizosphere-based method in sandy loam soil was significantly (p<0.05) lower than those in clay loam soil.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: chelator
  • Availability
  • rhizosphere
  • sandy loam soil
  • clay loam soil
1.Campbell, C.R., and Plank, C.O. 1998. Preparation of plant tissue for laboratory analysis.
P 37-50, In: Y.P. Kalra (ed), Handbook of reference methods for plant analysis, CRC Press,
Taylor and Francis Group.
2.Chen, Y., Li, X., and Shen, Z. 2004. Leaching and uptake of heavy metals by ten
differentspecies of plants during an EDTA-assisted phytoextraction process. Chemosphere.
57: 187-196.
3.Corre, M.D., Schnabel, R.R., and Shaffer, J.A. 1999. Evaluation of soil organic carbon under
forests, cool-season and warm-season grasses in the northeastern US. Soil Biology and
Biochemistry. 31: 1531-1539.
4.Dessureault-Rompre, J., Nowack, B., Schulin, R., Tercier-Waeber, M.L., and Luster, J. 2008.
Metal solubility and speciation in the rhizosphere of Lupinus albus cluster roots.
Environmental Science and Technology. 42: 7146-7151.
5.Evangelou, M.W.H., Bauer, U., Ebel, M., and Schaeffer, A. 2007. The influence of EDDS and
EDTA on the uptake of heavy metals of Cd and Cu from soil with tobacco nicotiana
tabacum. Chemosphere. 68: 345-353.
6.Feng, M.H., Shan, X.Q., Zhang, S., and Wen, B. 2005. A comparison of the rhizosphere-based
method with DTPA, EDTA, CaCl2 and NaNO3 extraction methods for prediction of
bioavailability of metals in soil to barley. Environmental Pollution. 137: 231-240.
7.Gee, G.H., and Bauder, J.W. 1986. Partial size analysis. P 383-411, In: A. Klute (ed),
Methods of soil analysis, Part 2: Physical properties. Soil Science Society of America,
Madison, Wisconsin.
8.Hinsinger, P. 1998. How do plant roots acquire mineral nutrients? Chemical processes
involved in the rhizosphere. Advances in Agronomy. 64: 225-265.
9.Jenkinson, D.S., and Powlson, D.S. 1976. The effects of biocidal treatments on metabolism in
soil. I. Fumigation with chloroform. Soil Biology and Biochemistry. 8: 209-213.
10.Kabata-Pendias, A., and Pendias, H. 2001. Trace element in soils and plants. 3rd ed. CRC
Press, Boca Raton, FL, 413p.
11.Karczewska, A., Orlow, K., Kabala, C., Szopka, K., and Galka, B. 2011. Effects of chelating
compounds on mobilization and phytoextraction of copper and lead in contaminated soils.
Communications in Soil Science and Plant Analysis. 42: 1379-1389.
12.Kim K.R., Owens G., and Kwon S.I. 2010. Influence of Indian mustard (Brassica juncea) on
rhizosphere soil solution chemistry in long-term contaminated soils: A rhizobox study. J.
Environ. Sci. 22: 1. 98-105.
13.Lai, H.Y., and Chen, Z.S. 2005. The EDTA effect on phytoextraction of single
and combined metals-contaminated soils using rainbow pink (Dianthus chinensis).
Chemosphere. 60: 1062-1071.
14.Lesage, E., Meers, E., Vervaeke, P., Lamsal, S., Hopgood, M., Tack, F.M.G., and Verloo,
M.G. 2005. Enhanced phytoextraction: II. Effect of EDTA and citric acid on heavy metal
uptake by Helianthus annuus from a calcareous soil. Inter. J. Phytoremed. 7: 2. 143-152.
15.Li, H., Shen, J., Zhang, F.M., Clairotte, J.J., LeCadre, E., and Hinsinger, P. 2008. Dynamics
of phosphorus fractions in the rhizosphere of common bean (Phaseolus vulgaris L.) and
durum wheat (Triticum turgidum durum L.) grown in monocropping and intercropping
systems. Plant and Soil. 312: 139-150.
16.Li, Z., and Shuman, L.M. 1997. Mobility of Zn, Cd and Pb in soils as affected by poultry
litter extract- I. leaching in soil columns. Environmental Pollution. 95: 219-226.
17.Lindsay, W.L., and Norvell, W.A. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron,
manganese and copper. Soil Sci. Soc. Amer. J. 42: 421-428.
18.Loeppert, R.H., and Sparks, D.L. 1996. Carbonate and gypsum. P 437-474, In: D.L. Sparks
(ed), Methods of soil analysis. Part 3: Chemical properties. Soil Science Society of America,
Madison, Wisconsin.
19.Lombi, E., Wenzel, W.W., Gobran, G.R., and Adriano, D.C. 2001. Dependency of
phytoavailability of metals on indigenous and induced rhizosphere processes: a review.
P 3-24, In: G.R. Gobran,W.W. Wenzel and E. Lombi (eds), Trace elements in the
rhizosphere, CRC Press LLC.
20.Mehlich, A. 1984. Mehlich 3 soil test extractant: A modification of Mehlich 2 extractant.
Communications in Soil Science and Plant Analysis. 15: 1409-1416.
21.Nelson, D.W., and Sommers, L.E. 1996. Total carbon, organic carbon and organic matter.
P 961-1010, In: D.L. Sparks (ed), Methods of soil analysis. Part 3: Chemical properties. Soil
Science Society of America, Madison. Wisconsin.
22.Perez – esteban, J., Escolastico, C., Masaguerb, A., and Moliner, A. 2012. Effects of sheep
and horse manure and pine bark amendments on metal distribution and chemical properties
of contaminated mine soils. Europ. J. Soil Sci. 63: 733-742.
23.Petra, K., Juan, B., Pilar Bernal, M., Flavia, N., Charlotte, P., Stefan, S., Rafael, C., and
Carmela, M. 2009. Trace element behaviour at the root–soil interface. Implications in
phytoremediation. Environmental and Experimental Botany. 67: 243-259.
24.Safari Singani, A.A., and Ahmadi, P. 2012. Manure application and cannabis cultivation
influence on speciation of lead and cadmium by selective sequential extraction. Soil
Sedimentary Contamination. 21: 305-321.
25.Saifullah Zia, M.H., Meers, E., Ghafoor, A., Murtaza, G., Sabir, M., Zia-ur-Rehman, M., and
Tack, F.M.G. 2010. Chemically enhanced phytoextraction of Pb by wheat in texturally
different soils. Chemosphere. 79: 652-658.
26.Soltanpour, P.N., and Schwab, A.P. 1977. A new soil test for simultaneous extraction of
macro- and micro-nutrients in alkaline soils. Communication in Soil Science and Plant
Analysis. 8: 195-207.
27.Sposito, G., Lund, L.J., and Chang, A. 1982. Trace metal chemistry in arid-zone field soils
amended with sewage sludge. I. Fractionation of Ni, Cu, Zn, Cd and Pb in solid phases.
Soil Sci. Soc. Amer. J. 46: 260-264.
28.Tembo, B.D., Sichilongo, K., and Cernak, J. 2006. Distribution of copper, lead, cadmium
and zinc concentrations in soils around Kabwe town in Zambia. Chemosphere. 63: 497-501.
29.Udovic, M., and Lestan, D. 2009. Pb, Zn and Cd mobility, availability and fractionation in
aged soil remediated by EDTA leaching. Chemosphere. 74: 1367-1373.
30.Wang, Z., Shan, X.Q., and Zhang, S. 2002. Comparison between fractionation and
bioavailability of trace elements in rhizosphere and bulk soils. Chemosphere. 46: 1163-1171.