اثر سرب و کادمیوم در مرحله جوانه‌زنی و کاربرد ورمی‌کمپوست در پالایش آلودگی همزمان توسط آفتابگردان زینتی (Helianthus Annuus Cv. Sungold)

یکی از روش های اصلاح و پاکسازی خاک های آلوده به فلزات سنگین، کاربرد ترکیبات آلی مانند ورمی کمپوست به منظور پالایش و یا تثبیت آلودگی است. در این پژوهش اثر ورمی کمپوست بر قابلیت جذب فلزات سنگین سرب و کادمیوم توسط گیاه آفتابگردان زینتی و اثر این فلزات بر شاخص های جوانه زنی و استقرار گیاه مورد بررسی قرار گرفت. این مطالعه در دو آزمایش جوانه زنی و گلخانه ای درسال 98-1397 در دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. در آزمایش اول از غلظت های 50، 100 و 200 میلی گرم بر لیتر نیترات سرب و کلرید کادمیوم استفاده شد و سپس شاخص های جوانه زنی مورد ارزیابی قرار گرفتند. در آزمایش دوم غلظت های صفر، 5، 10 و 15 میلی گرم بر کیلوگرم فلز سرب، غلظت های صفر، 400 و 600 میلی گرم بر کیلوگرم کادمیوم و سطوح صفر، 1 و 2 درصد وزنی ورمی کمپوست به منظور قابلیت جذب فلزات سنگین توسط گیاه آفتابگران زینتی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج آزمایش اول نشان داد افزایش غلظت فلزات سنگین سرب و کادمیوم سبب کاهش طول ریشه چه، ساقه چه و نیز شاخص های جوانه زنی مانند شاخص بنیه بذر، شاخص میزان جوانه زنی و میانگین سرعت جوانه زنی گردید. نتایج آزمایش دوم نشان داد که با افزایش غلظت سرب و کادمیوم در خاک، رشد رویشی گیاه آفتابگردان زینتی تحت تاثیر قرار نگرفت ولی میزان سرب و کادمیوم خاک، سرب و کادمیوم ریشه و سرب و کادمیوم اندام هوایی افزایش یافت. با افزایش غلظت فلزات سنگین، فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز 50-30 درصد نسبت به شاهد افزایش یافت. ورمی کمپوست سبب کاهش میزان این فلزات در خاک، ریشه و ساقه گیاه آفتابگردان زینتی شد و این گیاه زینتی را می توان به عنوان پالایشگر مناطق آلوده به سرب و کادمیوم معرفی کرد.

Effect of lead and cadmium on germination stage and application of vermicompost in concomitant pollution control by ornamental sunflower (Helianthus annuus Sungold)

One of the methods of remediation and cleaning of soils contaminated with heavy metals is the use of organic compounds such as vermicompost to purify and stabilize the contamination. In this study, the effect of vermicompost on the uptake of heavy metals including lead and cadmium by ornamental sunflower and the effect of these metals on germination and plant establishment characteristics were investigated. This study was carried out in two experiments of germination and greenhouse in 1397-98 in Islamic Azad University, Arak Branch in a factorial way in a completely randomized design. In the first experiment, concentrations of 50, 100 and 200 mg / l of lead nitrate and cadmium chloride were used and then germination indices were evaluated. In the second experiment, concentrations of 0, 5, 10 and 15 mg/kg of lead metal, concentrations of 0, 400 and 600 mg/kg of cadmium and three levels of 0, %1 and %2 of vermicompost to the ability of uptaking heavy metals were used by ornamental sunflowers. The results of the first experiment showed that increasing the concentrations of heavy metals lead and cadmium reduced the length of root, shoot and germination indicators such as seed vigor index, germination rate index and average germination rate. The results of the second experiment showed that vegetative growth of ornamental sunflower was not affected by increasing the concentration of lead and cadmium in the soil, but the content of lead and cadmium in the soil, lead and cadmium in the roots and lead and cadmium in the stem increased. The study indicated that H. annuus Sungold plant showed tolerance to lead and cadmium contamination and we recommend its ability for the remediation of lead and cadmium contaminated soils. Also, the activity of the enzyme superoxide dismutase increased as the concentration of heavy metals in the culture medium increased. Vermicompost implementation was able to partially improve the negative effects of these heavy metals. With increasing the concentration of heavy metals, the activity of superoxide dismutase increased by 30-50% compared to the control. Vermicompost reduced the amount of these metals in the soil, roots and stems of the ornamental sunflower plant, and this ornamental plant can be introduced as a purifier of lead and cadmium contaminated areas.