Skip to main content
SUPERVISOR
مجید افیونی مبارکه (استاد راهنما) محمدعلی حاج عباسی جورتانی (استاد راهنما) مژگان سپهری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ashkan Arefi maskoni
اشکان عارفی مسکونی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
Soil pollution is an important environmental concern. In this respect many different cleaning methods have been suggested too, many of which are usually costly and time-consuming and have many of side effects. One of the environmental friendly methods is phytoremediation, using fungi symbiosis with plants and mixing the contaminated soil with organic amendments like biochar. The most recent ways in order to improve the efficiency of phytoremediation especially phyto-extraction is using fungi symbiotic relationships with plants. Mycorrhizal fungi contain plant growth stimulating properties and increases resistance to environmental stresses such as salinity, disease and soil pollution. One of the absorbers that have recently been used to remove heavy metals is biochar. Biochar is the stable form of charcoal produced from pyrolysis of Plant biomass and agricultural wasteunder high temperature and low or no oxygen. Application of biochar to soil leads to an improvement in soil physical and chemical qualityies, and also increasing crop yield by improvement in the absorbance of nutrient. The objective of this study was to evaluate the effect of simultaneous biochar, sewage sludge and mycorrhizal fungi on plant physiological indexes of maize and Cd uptake. For this purpose, a greenhouse experiment in a completely randomized design was performed in factorial arrangement with 2 types of organic material including sewage sludge and its biochar (produced at 300 °C) each at three levels, 0 (control), 10 and 20 ton/ha, 2 levels of mycorrhiza (inoculated and non-inoculated) and 3 levels of heavy metal Cd (0, 2 and 10 mg/ kg) and with 3 replications, in the research greenhouse of Isfahan University of Technology. After 3 months of cultivation, shoots and roots of the plants were harvested and sampling from soil pots was done. The analysis of simple and mutual effects of biochar, sewage sludge, mycorrhizal fungi and heavy metal Cd stress on the physiological measured indexes (the wet and dry weight of shoot and root) root and shoot Cd concentration, the value of colonization mycorrhiza and uptake indexes and translocation factor was calculated by maize. The results showed that the biochar treatment at 10 and 20 ton/ha levels caused 67% and 76% increase compared to the control treatment, the sewage sludge also caused an increase in plant growth and yield in 20 tons/ha level. Cadmium concentration up to 10 mg/kg lead to a decrease in the yield. Biochar and sewage sludge both caused an increase in mycorrhizal colonization rate, but biochar effect was more obvious at 20 ton/ha. Application of Cd at10 mg/kg level showed the most reduction of mycorrhizal colonization. Biochar in comparison with sewage sludge increased the ability of Cd uptake, so that with increasing the level of biochar to 20 ton/ha, Cd uptake index increased, biochar increased the Cd uptake index and sewage sludge increased the Cd translocation factor. Plants inoculated with mycorrhiza (M + ) compared to plants without inoculation(M - ) had a better growth and performance, M + plants with biomass production and also further accumulation of Cd in roots and shoots compared to M - plants showed a higher performance and more ability to harvest Cd from the environment. The amount of Cd harvest in maize was 21.2 percent of total Cd in the cultivation environment. Biochar in comparison with sewage sludge increased the Cd uptake, so that with increasing the levels of biochar to 20 ton/ha the amount of Cd in roots and shoots was decreased, so the combination usage of biochar with mycorrhizal fungi as an uptake factor with the purpose of phytoremediation in order to reduce the toxic effects of heavy metals can be efficient, and thus recommended. Keywords: Soil pollution, Biochar, Translocation factor, Uptake index, Colonization, Sewage sludge Mycorrhiza
آلودگی خاک در دهه های اخیر به یکی از مهم ترین موضوعات زیست محیطی تبدیل شده است. در این رابطه روش های مختلفی برای پاکسازی آن پیشنهاد شده است. بیشتر این روش ها معمولأ پرهزینه، زمان بر و اثرات جانبی بسیاری دارند. یکی از روش های سازگار با محیط زیست گیاه پالایی است که اساس کار آن استفاده از روابط همزیستی قارچ با گیاهان و ترکیب آن با مواد آلی مانند بیوچار است. جدیدترین راهکارها برای افزایش کارایی گیاه پالایی به ویژه گیاه استخراجی، استفاده از روابط همزیستی ریزجانداران با گیاهان است. قارچ میکوریزا دارای خاصیت تحریک کنندگی رشد گیاه و افزایش مقاومت آن به تنش های محیطی از جمله شوری، بیماری و آلودگی خاک می باشد. یکی از جاذب هایی که به تازگی برای حذف فلزات سنگین مورد استفاده قرار می گیرد، بیوچار است. بیوچارشکلپایداراززغالتولید شده از زیست توده های گیاهی و ضایعات کشاورزی است، که سوختن آن در حضور کم یا عدم حضور اکسیژن، طی فرایندی به نام پیرولیز انجام می شود. هدف این پژوهش بررسی اثر همزمان بیوچار، لجن فاضلاب و قارچ میکوریزا بر شاخص های فیزیولوژیکی گیاه ذرت و جذب کادمیم توسط این گیاه بود. بدین منظور، آزمایش گلخانه ای در قالب طرح کاملأ تصادفی در آرایش فاکتوریل با دو نوع ماده آلی شامل لجن فاضلاب و بیوچار (ساخته شده در دمای 300 درجه سانتی گراد) در سه سطح، صفر(شاهد)، 10 و 20 تن در هکتار، دو سطح قارچ میکوریزا (تلقیح و عدم تلقیح) و سه سطح فلز سنگین کادمیم (0 ، 2 و 10 میلی گرم در کیلو گرم) و با سه تکرار در گلخانه پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان اجرا شد. پس از گذشت سه ماه از زمان کشت، اندام هوایی و ریشه گیاهان برداشت شد و نمونه برداری از خاک گلدان ها صورت گرفت. آنالیز اثرات ساده و متقابل بیوچار، لجن فاضلاب، قارچ میکوریزا و تنش فلز سنگین کادمیم بر شاخص های اگروفیزیولوژیک اندازه گیری شده(وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک ریشه)، غلظت کادمیم ریشه و اندام هوایی، میزان کلنیزاسیون میکوریزا و شاخص های جذب و انتقال کادمیم توسط گیاه ذرت محاسبه شد. نتایج نشان که سطح 10 و 20 تن در هکتار بیوچار سبب افزایش 67% و 76% وزن خشک ریشه و اندام هوایی نسبت به تیمار شاهد شد، لجن فاضلاب نیز سبب افزایش رشد و عملکرد گیاه در سطح 20 تن در هکتار شد؛ همینطور افزایش غلظت کادمیم به 10میلی گرم در کیلو گرم باعث کاهش عملکرد شد. بیوچار و لجن فاضلاب هر دو سبب افزایش میزان کلنیزاسیون میکوریزا شدند، اما اثر بیوچار در سطح 20 تن در هکتار مشهودتر بود. کادمیم در سطح 10 میلی گرم در کیلو گرم بیشترین کاهش در تشکیل کلنی میکوریزا را نشان داد. بیوچار نسبت به لجن فاضلاب قابلیت جذب کادمیم را افزایش داد، به این صورت که با افزایش سطح بیوچار به 20 تن در هکتار، شاخص جذب کادمیم افزایش یافت، بیوچار سبب افزایش شاخص جذب کادمیم و لجن فاضلاب باعث افزایش شاخص انتقال کادمیم در گیاه ذرت شدند. گیاهان تلقیح شده با مایکوریزا ( + M) در مقایسه با گیاهان بدون تلقیح( - M) از رشد و عملکرد بیشتری برخوردار بودند، گیاهان + M با تولید زیست توده بیشتر و همچنین انباشت بیشتر کادمیم در ریشه و اندام هوایی نسبت به گیاهان - M کارایی و توانایی بالاتری در برداشت کادمیم از محیط نشان دادند. میزان برداشت کادمیم در گیاه ذرت 2/21 درصد کل کادمیم در محیط کشت بود. بیوچار نسبت به لجن فاضلاب قابلیت جذب کادمیم را افزایش داد، به این صورت که با افزایش سطح بیوچار به 20 تن در هکتار مقادیر کادمیم وارد شده به ریشه و اندام هوایی کاهش پیدا کرد؛ بنابراین استفاده ترکیبی از بیوچار و قارچ میکوریزا به عنوان یک عامل جذب با هدف گیاه پالایی برای کاهش اثرات سمی فلزات سنگین توصیه می شود. واژه های کلیدی : آلودگی خاک، بیوچار، شاخص انتقال، شاخص جذب، کلنیزاسیون، لجن فاضلاب، میکوریزا

ارتقاء امنیت وب با وف بومی