اثر آرسنیک وکود زیستی فسفاته بر ویژگی‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی توده بومی نعنا سبز(mentha spicata l.)

سابقه و هدف: امروزه آلودگی خاک به عناصر سنگین یکی از مهم‌ترین تنش‌های محیطی در اکوسیستم‌های زراعی و باغی محسوب می‌شود. نعنا سبز به عنوان یک سبزی و گیاه دارویی به صورت مستقیم و غیر مستقیم در سبد غذایی افراد جامعه قرار دارد. کشت این گیاه در زمین‌های آلوده به فلزات سنگین و یا در مزارع سبزی با آب‌های نامتعارف، فاضلاب‌ها و پساب کارخانه‌ها و واحدهای صنعتی، نه تنها موجب افزایش تجمع عناصر سنگین و به ویژه آرسنیک در گیاه می‌شود بلکه روی خصوصیات رشدی گیاهان وسلامتی افراد مصرف‌کننده تاثیر دارد. بر این اساس تحقیق حاضر برای ارزیابی تاثیر کود زیستی فسفاته در کاهش سمّیت فلز سنگین آرسنیک بر ویژگی‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در گیاه نعنا سبز انجام شد.مواد و روش‌ها: در این پژوهش، تاثیر کود زیستی فسفاته در افزایش تحمل به تنش آرسنیک در نعناع سبز، به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در شش تکرار در گلخانه گروه علوم باغبانی دانشگاه گیلان ارزیابی شد. فاکتورها شامل سطوح مختلف آرسنیک (صفر، 50 و 100 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک) و کود زیستی فسفاته (صفر و نیم میلی‌گرم از کود زیستی فسفاته) بود. داده‌برداری از گیاهان حدود دو ماه بعد از کاشت صورت گرفت و خصوصیات مورفولوژی گیاه (تعداد برگ، تعداد ساقه، ارتفاع بوته، وزن‌تر و خشک اندام هوایی و ریشه، وزن خشک ساقه و سطح برگ اندازه‌گیری شد. ویژگی‌های بیوشیمیایی از جمله محتوای کلروفیل و کاروتنوئیدهای برگ، کربوهیدرات، فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدانت و پرولین اندازه‌گیری شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد که با افزایش غلظت آرسنیک از صفر تا 100 میلی‌گرم در کیلوگرم، مقدار وزن خشک ریشه، وزن تر گیاه، تعداد برگ، میزان کاروتنوئید به ترتیب به 2.65 (گرم)، 2.8 (گرم)، 4.88 (عدد)، 2.05 (میلی‌گرم بر گرم وزن‌تر) واحد کاهش یافت. کاربرد کود زیستی فسفاته نیز باعث افزایش محتوای رطوبت نسبی، وزن تر گیاه، میزان کاروتنوئید برگ شد. مقایسه میانگین اثر متقابل کود زیستی فسفاته × آرسنیک نشان داد که کمترین ارتفاع گیاه، وزن خشک گیاه و سطح برگ مربوط به سطح 100 میلی‌گرم در کیلوگرم آرسنیک و بدون کاربرد کود زیستی به‌ترتیب 11.28 (سانتی‌متر)، 8.28 (گرم)، 12.052 (سانتی‌متر مربع) بود. نتیجه‌گیری: کاربرد کود زیستی فسفاته در مقایسه با شاهد (گیاهانی که در آنها کود استفاده نشده است)، در سطوح مختلف آرسنیک، میزان پرولین، پلی‌فنل اکسیداز، پراکسیداز، کربوهیدرات، کلروفیل کل، کلروفیل a ,b را افزایش و مقدار آرسنیک ریشه و شاخه را کاهش داد. نتایج نشان داد که کود زیستی فسفاته توانسته است تا حدودی باعث بهبود رشد و افزایش مقاومت گیاهان نعنا سبز نسبت به تنش آرسنیک گردد.

Effect of arsenic and phosphate Biofertilizer on physiological and Biochemical properties of green mint (Mentha spicata L.)

Effect of arsenic and phosphate Bio fertilizer on physiological and Biochemical properties of green mint (Mentha spicata L.)Abstract Background and objectives: Soil contamination by heavy metals is one of the main environmental stress in agricultural and horticultural ecosystems Green mint as a vegetable and medicinal plant are directly and indirectly in the food basket of the Iranian community. Therefore, cultivation of this plant in heavy metals polluted fields or fields irrigated with unusual waters, wastewater, effluent from factories and industrial units, increases the accumulation of heavy metals, especially arsenic in the plant. In addition to its effect on the growth characteristics of plants, it poses a serious threat to the health of consumers. Therefore, the present study was conducted to evaluate the effect of phosphate bio fertilizer on the reduction of arsenic heavy metal toxicity on physiological and biochemical properties of green mint.Materials and methods: In this study, the effect of phosphate bio fertilizer on increasing arsenic tolerance of green mint was evaluated on a factorial experiment in completely randomized design under greenhouse condition at University of Guilan during 2016. Treatments consisted of different levels of arsenic (0, 50, 100 mg/kg soil) and phosphate bio fertilizer (0 and 0.5 mg/kg soil). Plants were taken about two months after planting. Morphological characteristics of the plants (number of leaves, number of stems, plant height, shoot and root dry weight, shoot dry weight and leaf area) were measured using ADC modeling apparatus. Biochemical properties including leaf chlorophyll and carotenoids content, carbohydrate, antioxidant enzymes and proline activity were also measured.Results: The results showed that with increasing arsenic concentration from 0 to 100, root dry weight (2.65 g), plant fresh weight (2.8 g), leaf number (4.88) and caratenoids content (2.05 mg) were decreased. Phosphate bio fertilizer application also increased relative moisture content, plant fresh weight and carotenoid. The comparison of mean interaction of fertilizer × arsenic showed that the lowest plant height (11.28 cm), plant dry weight (8.28 g), and leaf area (12.052 cm2) were decreased under treatment of 100 mg/kg arsenic without phosphate bio fertilizer.Conclusion:Application of phosphate bio fertilizer in different arsenic treatments increased proline content, polyphenol oxidase, peroxidase, carbohydrate, total chlorophyll, chlorophyll a, b with decreasing of arsenic concentration in roots and shoots. The results showed that phosphate bio fertilizer could partially improve the plant growth and its tolerance to arsenic stress.Keywords: Antioxidant Enzymes, Chlorophyll , Heavy metals,Bio fertilizer.