بررسی تأثیر سولفات‌پتاسیم و سولفات‌روی بر عملکرد و غلظت کادمیم در غده سیبزمینی

حسینی, عبدالله; ملکوتی, Lمحمدجعفر; شهابی, علی اصغر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجو/ دانشگاه تربیت مدرس

² استاد دانشگاه تربیت مدرس

³ عضو هیئت علمی و رئیس مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان.

چکیده

محصولات خوراکی رشد کرده در خاک‌های آلوده به کادمیم منبع اولیه ورود مقدار زیاد کادمیم به بدن مصرف‌کننده هستند. به‌منظور بررسی تأثیر ‌پتاسیم و ‌روی بر عملکرد سیب‌زمینی و غلظت کادمیم آن، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با نه تیمار و در چهار تکرار در یکی از مزرعه های آلوده به کادمیوم درسالهای 1393 و 1394 در فریدان ، استان اصفهان انجام شد. در این مطالعه سولفات‌پتاسیم در سه سطح (صفر، 150 و 300 کیلوگرم بر هکتار) و سولفات‌روی نیز در سه سطح (صفر، 20 و 40 کیلوگرم بر هکتار) استفاده شدند. نتایج نشان داد که بیش‌ترین عملکرد هکتاری غده و درصد ماده خشک (38505 کیلوگرم بر هکتار و 14/23 درصد) در تیمار 150 کیلوگرم سولفات‌پتاسیم به‌همراه 20 کیلوگرم سولفات‌روی و کم‌ترین آن در شاهد (24000 کیلوگرم بر هکتار و 88/19 درصد) به‌دست آمد. بیش‌ترین غلظت پتاسیم در غده مربوط به تیمار 300 کیلوگرم سولفات‌پتاسیمبه‌همراه 40 کیلوگرم سولفات‌روی با 378 میلی‌گرم بر کیلوگرم‌ و کم‌ترین آن برابر 210 میلی‌گرم بر کیلوگرم در شاهد بود. بیش‌ترین غلظت روی غده مربوط به تیمار 150 کیلوگرم سولفات‌پتاسیم به‌همراه 20 کیلوگرم سولفات‌روی با 40 میلی‌گرم بر کیلوگرم و کم‌ترین آن 20 میلی‌گرم بر کیلوگرم در شاهد به‌دست آمد. کم‌ترین غلظت کادمیم در غده مربوط به تیمار 150 و 300 کیلوگرم سولفات‌پتاسیمبه‌همراه 20 کیلوگرم سولفات‌روی با 23/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم و بیش‌ترین آن 77/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم بود که در شاهد مشاهده شد. یافته‌های پژوهش حاضر نشان داد که افزایش سطوح سولفات‌پتاسیم و سولفات‌روی در کاشت سیب‌زمینی موجب کاهش معنی‌دار جذب کادمیم در گیاه و در نتیجه کاهش معنی‌دار غلظت کادمیم در غده سیب‌زمینی شد. از این‌رو، استفاده از کودهای سولفات‌پتاسیم و سولفات‌روی در مزارع آلوده به آلاینده کادمیم، برای افزایش عملکرد هکتاری و تولید محصول سالم توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study on the Effect of Potassium and Zinc on the Cadmium Accumulation in Potato Tubers

نویسندگان [English]

Abdollah Hosseini ¹
Mohammad Jafar Malakouti ²
AliAsghar Shahabi ³

¹ student/ TMU

² تربیت مدرس

چکیده [English]

Abstract
Edible crops grown in cadmium polluted soils are the primary source of large amounts of cadmium entering the consumer body. To investigate the effect of potassium (K) and zinc (Zn) on tuber yield and uptake and accumulation of cadmium (Cd) in potato tubers, a factorial experiment in a randomized complete block design with 9 treatments and 4 replications has been carried out in 2014-15 in one of the polluted farm in the Faridan, Isfahan province. In this study, potassium sulfate (SOP) was applied at three levels (0, 150 and 300 kg ha^-1) and zinc sulfate at three levels (0, 20 and 40 kg ha^-1) were used. The results showed that the highest tuber yield and percentage of dry matter were 38505 kg ha^-1 and 23.14 that obtained from treatment 150 kg ha^-1 SOP + 20 kg ha^-1 ZnSO₄ and the lowest was 24000 kg ha^-1 and 19.88 that obtained from control. The highest concentration of K in tubers was equal to 378 mg kg^-1 that obtained from 300 kg ha^-1 SOP + 40 kg ha^-1 ZnSO₄, and the lowest was equal to 210 mg kg^-1 that obtained from control. The highest concentration of Zn in tubers was equal to 40 mg kg^-1 that obtained from 150 kg ha^-1 SOP + 20 kg ha^-1 ZnSO₄, and the lowest was equal to 20 mg kg^-1 that obtained from control. While Cd concentration in the control was 0.77 mg kg^-1, it decreased significantly in all other treatments, and the lowest was 0.23 mg kg^-1 in both 150 kg ha^-1 SOP + 20 kg ha^-1 ZnSO₄ and 300 kg ha^-1 SOP + 20 kg ha^-1 ZnSO₄ treatments. According to the obtained results it can be concluded that application of K₂SO₄ and ZnSO₄ fertilizers in the polluted farm is necessary for obtaining higher yield and is necessary for healthy crop.

کلیدواژه‌ها [English]

Cd
K
Potato (Solanum tuberosum L.)
Tuber yield
Zn

مراجع

Reference

Chaney R.L., Ryan J.A., Li Y.M., and Angle J.S. 2001. Transfer of cadmium through plants to the food chain. In: Syers J.K., Gochfeld M. (Ed.), Proceedings of the Scope Workshop on Environmental Cadmium in the Food Chain: Sources, Pathways, and Risks (13–16 Sept., 2000). Belgian Academy of Sciences, Brussels, Belgium, pp. 76–81.

Codex Alimentarius Commission, 2005. Joint FAO/WHO Food Standards Programme. Twenty-Eighth Session, Rome, Italy, 4–9 July 2005. Report of the 37^th Session of the Codex Committee on Food Additives and Contaminants, 25–29 April 2005. Para. 175, Appendix XXVI. The Hague, the Netherlands. Available at URL: http://www. codexalimentarius.net/web/reports.jsp] ALINORM 05/28/12.

Dadkhah H. 2012. The effect of different levels of zinc and boron on yield and dry matter in potato, MSc. Thesis. Tarbiat Modarres University, Tehran, Iran. (In Persian)

Davies K., Davies M., and Francis D. 1992. Zinc-induced vacuolation in root meristematic cells of cereals. Annals of Botany, 69(1): 21-24.

Ehyaee A. M., and Behbahanizade A. A. 1993. Description of the methods of chemical analysis of soil. first volume, Technical Bulletin Number 893, Soil and Water Research Institute, Tehran, Iran (In Persian)

Ghasemi Z. 2009. Studying the effect of potassium and zinc on the reduction of concentration of cadmium pollutant in tomato plants (Lycopersicon esculentum L.) master's thesis, Payame Noor University of Najaf Abad, Esfahan, Iran. (In Persian)

He L., Girijashanker K., Dalton T. P., Reed J., Li H., Soleimani M., and Nebert D.W. 2006. ZIP8, member of the solute-carrier-39 (SLC39) metal-transporter family:characterization of transporter properties. Molecular Pharmacology, 70(1): 171-180.

Jafari Haghighi, M. 2003. Methods of Soil Analysis. Nedaye Zuha Press. 236 p. (In Persian)

Jafarnejadi A. R., Homaee M., Sayyad G., and Bybordi M. 2011. Large scale spatial variability of accumulated Cadmium in the wheat farm grains. Soil and Sediment Contamination: An International Journal, 20: 98-113.

Khazaee H. R., and Arshadi M. J. 2009. Effect of nitrogen topdress fertilizer application by using chlorophyll meter on yield and quality of potato (Agria cv.) in climate conditions of Mashhad. Journal of Horticulture Science, 22 (2): 49-63.

Kukier U., and Chaney R.L. 2002. Growing rice grain with controlled cadmium concentrations. Journal of Plant Nutrition, 25 (8): 1793-1820.

Lindsay W.L., and Norvell W.A., 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese, and copper1. Soil Science Society of America Journal, 42: 421-428.

Lux A., Martinka M., Vaculík M., and White P. J. 2010. Root responses to cadmium in the rhizosphere: a review. Journal of Experimental Botany, 62(1): 21-37.

Malakouti M. J. 1996. Sustainable Agriculture and Yield Increase Through Balanced Fertilization. Ministry of Agriculture Press. Karaj, Iran, 350p. (In Persian)

Malakouti M. J. 2011. Relationship between balanced fertilization and healthy agricultural products: a review. Journal of Crop Ecophysiology (Agriculture Science) 4(16): 133-150. (In Persian)

Malakouti M. J. 2018. Optimal Fertilizer Use Recommendations for Yield Increase and Production of Healthy Crops: Determining Quantity, Type and Time of Fertilizer Application for Achieving an Obtainable Self-Sufficiency, Sustainable Food Security and Optimizing Farmers’ Income (4^thedition, completely revised). Farmer’s House, No. 104. Moballeghan Publication, Tehran, Iran, 458p. (In Persian)

Malakouti M. J., Bybordi A., and Tabatabaei S. J. 2004. Balanced Fertilization of Vegetable Crops: An Approach to Enhance the Yield and Quality of Vegetables, Reduce Contaminants and Improve Human Health. Ministry of Jihad-e-Agiculture Press, Karaj, Iran, 338p. (In Persian).

Malakouti M. J., Bazargan K., and Shahabi A. A. 2016. Potassium in Agriculture: The Role of Potassium in the Production of Healthy Agricultural Products” (2^ndedition, revised). Moballeghan Publication Co., Tehran, Iran, 352p. (In Persian)

Malakouti M.J., Malakouti A., Bybordi I., and Khamesi E. 2010. Zinc (Zn) is the neglected element in the life cycle of plant, animal and human health (10^th edition with complete revision). Tech. bulletin No. 007. Soil Science Department-Tarbiat Modares University. Sana Publication,Tehran, Iran. 14 pp.

Margesin R., and Schinner F., 2005. Manual for soil analysis-monitoring and assessing soil bioremediation. Springer Science & Business Media.

Mc Laughlin M.J., Maier N., Freeman A.K., Tiller K.G., Williams C.M.J., and Smart M.K. 1995. Effect of potassic and phosphatic fertilizer type, fertilizer Cd concentration and zinc rate on cadmium uptake by potatoes. Fertilizer Research, 40(1): 63-70.

Nicholson F., Smith S., Alloway B., Carlton-Smith C., and Chambers B. 2003. An inventory of heavy metals inputs to agricultural soils in England and Wales. Science of the total Environment, 311(1-3): 205-219.

Nouri A.A. 2001. Studying the effect of potassium sulfate and Zinc sulfate on improving yield and reducing nitrate and cadmium concentration in potatoes in Zanjan, master's thesis, Islamic Azad University Science and Research Branch, Tehran, Iran. (In Persian)

Rahmani H.R. 2009. The report of studying the long-term effect of phosphorus fertilizers on the amount of soil and plant cadmium and environmental hazards posed by it. 88-1382. Esfahan: Ministry of Agriculture-Jahad, Ministry of Agricultural Research, Education and Extension, Soil and Water Research Institute. (In Persian)

Salardini A.A., Sparrow L., Holloway R., and Brrow N. 1993. Effects of potassium and zinc fertilizers, gypsum and leaching on Cd in the seed of poppies (Papaver somniferum L.). Plant Nutrition from Genetic Engineering to Field Practice, Springer, Dordrecht, pp. 795-798.

Zare A.A., Khoshgoftarmanesh A.H., Malakouti M.J., Bahrami H.A., and Chaney R.L. 2018. Root uptake and shoot accumulation of cadmium by lettuce at various Cd:Zn ratios in nutrient solution. Ecotoxicology and Environmental Safety, 148: 441-446.

Zhao Z.Q., Zhu Y.G., Li H.Y., Smith S.E., and Smith F.A. 2004. Effects of forms and rates of potassium fertilizers on cadmium uptake by spring canola (Brassica napus, L.) and spring wheat (Triticum aestivum L.). Environment International, 29 (7): 973-978.

تحقیقات کاربردی خاک

بررسی تأثیر سولفات‌پتاسیم و سولفات‌روی بر عملکرد و غلظت کادمیم در غده سیبزمینی

مراجع

مراجع

دوره 7، شماره 4 - شماره پیاپی 4
اسفند 1398
صفحه 75-85

بررسی تأثیر سولفات‌پتاسیم و سولفات‌روی بر عملکرد و غلظت کادمیم در غده سیبزمینی

مراجع

مراجع

دوره 7، شماره 4 - شماره پیاپی 4اسفند 1398صفحه 75-85

دوره 7، شماره 4 - شماره پیاپی 4
اسفند 1398
صفحه 75-85