مقایسه جوانه زنی و خصوصیات نو نهال های خردل بیابانی در بستر کشت باطله معدنی آهن و خاک رویشگاه

سابقه و هدف: آهن و صنایع معدنی وابسته به آن یکی ازارکان مهم در توسعه صنعتی به شمار می روند. استخراج سنگ آهن و تولید فولاد بدون تخریب اراضی میسر نمی باشد و ماحصل آن علاوه بر فولاد، حجم زیادی باطله های معدنی و مواد دفعی معدنی می باشند که اگر به درستی مدیریت و احیاء نشوند قادر خواهند بود خاک، هوا و آب را به طور جدی آلوده کرده و چالش‌های بهداشتی مهمی ایجاد کنند. هدف از این تحقیق ارزیابی استقرار و جوانه زنی خردل بیابانی بر روی باطله های معدن آهن گل گهر به منظور احیاء بیولوژیکی باطله ها می باشد.مواد و روش‌ها: در ابتدا نمونه برداری از باطله و خاک رویشگاه خردل بیابانی از محدوده معدن گل‌گهر انجام شد. به منظور مقایسه ابعاد ذرات، دانه‌بندی باطله و خاک رویشگاه با روش الک خشک صورت پذیرفت. ویژگی‌هایی چون جرم حجمی، شوری، اسیدیته، کربن، فسفر، نیتروژن و آهک برای باطله و خاک رویشگاه با روش های متداول آزمایشگاهی تعیین شدند. بذور خردل بیابانی قبل از کاشت در بستر کشت باطله و خاک مورد سنجش جوانه‌زنی قرار گرفتند. بذور پس از اطمینان از دارا بودن قوه نامیه و جوانه زنی، در گلدان‌های پلاستیکی با بستر کاشت خاک رویشگاه و باطله معدنی کاشته و به طور تصادفی در اتاقک رشد قرار داده شدند و به صورت روزانه تا پایان دوره آزمایش با آب مقطر آبیاری شدند. پس از توقف جوانه‌زنی، بستر کاشت گلدان‌ها با جریان آب آرام شسته شده و نونهال‌های هر گلدان جدا شدند. با شمارش نونهال‌های سبز شده محاسبه درصد جوانه زنی، میانگین جوانه زنی، ضریب سرعت جوانه زنی، شاخص جوانه زنی، زمان رسیدن به جوانه‌زنی 50درصد، میانگین درصد جوانه‌زنی روزانه، پیک جوانه زنی روزانه، ارزش جوانه‌زنی بذور و شاخص بنیه گیاه‌چه بر اساس روابط متداول انجام شد و در پایان میانگین کلیه داده‌ها با روش تی مستقل مورد آزمون مقایسه میانگین قرار گرفتند.نتایج: نتایج آزمون تی مستقل نشان داد که بین ph و ec در دو بستر تفاوت معنی‌داری وجود ندارد، اما اختلاف میانگین کربن، فسفر، نیتروژن، آهک، جرم حجمی، قطر ذرات و شاخص ᵠ بین دو تیمار معنی دار است (0.01 > p). نتایج مربوط به مقادیر متوسط درصد جوانه‌زنی روزانه را نشان می‌دهد که آغاز جوانه‌زنی بذور در دو تیمار همزمان بوده است اما اوج جوانه‌زنی برای بستر کشت خاک رویشگاه به میزان 16.66 درصد در روز چهارم و برای بستر باطله به میزان 12.85در روز پنجم رخ داده است. بنابراین علاوه بر زمان پیک جوانه‌زنی، مقدار جوانه زنی در بستر کشت باطله کمتر می‌باشد. اگرچه درصد جوانه‌زنی در خاک رویشگاه خردل برابر با 64.28 درصد بوده و این بیش از درصد جوانه‌زنی 56.19 درصدی بستر باطله معدنی است، اما مانند ضریب سرعت جوانه‌زنی و میانگین درصد جوانه‌زنی روزانه، تفاوت بین میانگین ها از نظر آماری معنی دار نیست. در حالیکه میانگین زمان جوانه زنی، شاخص بنیه گیاهچه و زمان رسیدن به جوانه زنی 50 درصد اختلاف معنی داری را نشان داد (0.05 > p)، تفاوت میانگین سایر پارامترها شامل ارزش جوانه زنی، پیک جوانه زنی، شاخص جوانه زنی، وزن گیاهچه و نسبت ریشه به ساقه نیز در سطح یک درصد معنی دار بودند.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که فقدان n، c و p در باطله های معدنی اثر منفی و بازدارنده ای بر رشد نونهال های خردل دارد و تقویت باطله ها با مواد مغذی یک موضوع مهم برای استقرار و رشد نهال های گیاهی حیاتی است، در این میان افزودن آهک به باطله برای کاهش اثرات منفی فلزات سنگین بر روی گیاهان و خاک ضروری است، از سوی دیگر این نکته نیز باید مد نظر باشد که ترمیم اکولویکی باطله‌های معدنی بدون به کارگیری خاک غیرآلوده و فعال از نظر بیولوژیکی و در کوتاه مدت قابل دسترس نخواهد بود و خاک سطحی و روباره ها می توانند به عنوان یک منبع مهم و مطمئن جهت تامین بذور گیاهان برای احیای پوشش گیاهی مورد استفاده قرارگیرند.

Comparison of germination and characteristics of desert mustard seedlings in the growth substrates of mineral tailings and habitat soil

Background and objectives: Iron and related mineral industries are one of the important pillars in industrial development. Extraction of iron ore and steel production is not possible without land degradation, and in this process, in addition to steel, is a large volume of mineral tailings which if not properly managed, will be able to pollute soil, air, and water, that can pose significant health challenges. The aim of this study is to evaluate the establishment and germination of desert mustard on Gol Gohar iron mine tailings in sake of biological rehabilitation of the tailings.Methodology: At first, sampling of tailings and soil of desert mustard (Sinapis arvensis L.) habitat from Gol Gohar mine area were taken. In order to compare the particle dimensions, Granulation was done by dry sieving for both substrates and some of their physicochemical properties were investigated. Properties such as bulk density, EC, pH, Organic carbon, Phosphorus, Nitrogen, and Lime for tailings and soil were determined by conventional laboratory methods. Desert mustard seeds before planting in soil and tailing, were tested for germination. After ensuring the vigour and germination of seeds, they were planted in plastic pots with soil and mineral tailings and randomly placed in the growth chamber, irrigated daily with distilled water until the end of the experiment. Germination was recorded daily for 16 days until germination stopped. After this period, the planting medium of the pots was washed with a gentle stream of water and the seedlings of each treatment were weighed separately and their root and shoot lengths were measured. By counting the germinated seedlings, Germination Percentage, Mean Germination Time, Coefficient of Velocity of Germination, Germination Index, Mean Daily Germination Percent, Peak Value for Germination, T50, Germination Value, Seedling Vigour Index were calculated based on the Common formulas, and at the final step, the mean of all data was tested by means of an independent ttest.Results: The results of the independent ttest showed that there was no significant difference between pH and EC in the two substrates, but the difference between Carbons, Phosphorus, Nitrogen, Lime; Specific mass, mean particle diameter, and ᵠ index between the two treatments is statistically significant (P < 0.01). The Mean Daily Germination Percent results show that the onset of seed germination was the same in two treatments, but the peak of germination has occurred for the soil substrate of 16.66% on the fourth day and for the tailings substrate of 12.85% on the fifth day so in addition to the peak germination time, Germination Percentage is less in the tailing substrate. Although the Germination Percentage in the soil of the mustard habitat is equal to 64.28% and this is more than the Germination Percentage in tailings substrates, which is 56.19%, but as the Coefficient of Velocity of Germination and Mean Daily Germination Percent, the difference between the means is not statistically significant. This is while Mean Germination Time, Seedling Vigour Index, and T50 showed a significant difference (P < 0.05), in other hands the difference between the mean of the other parameters included Germination Value, Peak Value for Germination, Germination Index, Seedling weight, and Root to stem ratio, also is significant (P < 0.01).Conclusion: The results showed that the lack of N, C, and P in mineral tailings have a negative and inhibitory effect on the growth of mustard seedlings. Strengthening the tailings with nutrients is a vital treatment for the establishment and growth of plant seedlings, meanwhile adding Lime to tailings is essential to reduce the negative effects of heavy metals on plants and soil. On the other hand, it should be borne in mind that ecological remediation of mineral tailings will not be available in the short term without the use of unpolluted and biologically active soil, so topsoil and overburden can be used as an important and reliable source of seeds for regenerate vegetation.