غلظت ازت و فلزات سنگین در سبزیجات برگی در شرايط کشت بدون خاک

[Phyto]

غلظت ازت و فلزات سنگین (سرب، مس، کادمیوم) در سبزیجات برگی در شرايط کشت بدون خاک​

​

CONCENTRATION OF AZOT AND HEAVY METALS (PLUMBAGO, COPPER, CADMIUM) IN HERBS UNDER SOILLESS CULTURE​

​

رضـا نعمت اله ثانی1، ابوالقـاسم حسن پور و عبدالحـسین ابوطالبی2​

​

1- دانشجوی کارشناسی ارشد باغبانی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد جهرم
2- استادیاران گروه باغبانی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد جهرم


این مقاله قسمتی از پایان نامه کارشناسی ارشد نگارنده اول که به دانشگاه آزاد اسلامی واحد جهرم ارائه شده می باشد.

​

​

 

[Phyto]

چکیده

وجود غلظت بالای عناصر ازت، سرب، کادمیوم و مس در سبزیجات برگی بدلیل استفاده از فاضلابهای شهری، صنعتی و همچنین مصرف کنترل نشدة کودهای شیمیایی و دامی، می تواند عوارض ناگواری برای سلامتی انسان ایجاد کند. سبزیجات برگی قابلیت جذب و ذخیرة بالایی در خصوص این عناصر دارند. لذا با توجه به مصرف بالای این دسته از سبزیجات، کنترل غلظت این عناصر جهت حفظ سلامتی مصرف کننده حاﺋز اهمیت می باشد. یکی از راههای کنترل میزان این عناصر، تغذیة صحیح این سبزیجات از طریق کشت های بدون خاک (هیدروپونیک) می باشد. بدین منظور این تحقیق بر روی5 گونه سبزی برگی پر مصرف شامل ریحان، مرزه، شاهی، تره و جعفری در محیط کشت ماسه فاقد خاک انجام گردید. تغذیة سبزیجات با محلول غذایی پاپادوپولوس که حاوی کلیة عناصر غذایی ماکرو و میکرو بود، صورت پذیرفت. زمانیکه سبزیجات رشد کافی نمودند، به طور تصادفی از بین آنها 15 نمونه انتخاب گردید و غلظت عناصر ازت، سرب، مس و کادمیوم در آنها اندازه گیری شد. براساس نتایج مشخص گردیدکه گونه های مورد آزمایش در میزان تراکم عناصر اندازه گیری شده با هم اختلاف داشته ولی غلظت موجود در اندام های هوایی آنها در حد مجاز برای مصرف کننده می باشد.

​

Abstract​

The high concentration of the azot, plumbago, cadmium and copper which are in the herbs, have in digestible indisposition on the humans health, because of using the urban industrial sewages, and also the uncontrolled usage the chemical fertilizer.Herbs have high ability in absorbing and reserving these elements. There fore, because of high consuming these froms of vegetable group, it is important to consumers health, the concentration of these elements must be controlled exactly.The proper nutrition of these vegetables by the method of soilless culture (Hydroponics), is one of the controlling the amount of these elements. In order searching in this case 5 sort of herbs which were very consumed, include Sweet Basil, Savory, Cress, Allium sp and parsley in tentative bloks a containing sand environment without any nutritious elements.Nutrition the herbs accomplished by Papadopolous nutritious solution, which have included all of macro and micro nutritious.When the herbs have grew sufficiently, 15 samples between them all of the herbs were chosen random and concentration of azot, plumbago, copper and cadmium were measured. A ccording to results ,in defined specieses of experiment were significant in concentration measured elements but these concentrations were permissible and desirable for consumer.
​

 

[Phyto]

مقدمه
سبزیجات برگی امروزه در دنیا به صورت گسترده ای کشت می شوند و به سبب ارزش غذایی فراوانی که دارند، جزو محصولات پر اهمیت به شمار می آیند. سبزیجاتی مانند کاهو، نعناع، ریحان، مرزه، جعفری، شوید، شاهی، اسفناج و تره به لحاظ دارا بودن انواع ویتامین ها، مواد معدنی، مواد پروﺗﺌﯿﻨﻲ و مواد سلولزی نقش بسیار مهمی در تغذیه و سلامتی انسان ایفامی کنند. این دسته از سبزیجات به طور عمده قسمت قابل توجهی از سبد روزانة خواربار خانواده را تشکیل می دهند(2و4).با توجه به مصرف بالای این سبزیجات، تولید محصولاتی سالم حاﺋﺰ اهمیت می باشد. یکی از فاکتورهای مهم و مؤثر جهت تشخیص میزان سلامت این محصولات، غلظت عناصر سنگین و ازت آن می باشد زیرا که سبزیجات برگیقابلیت بالایی درجذب و ذخیرة فلزات سنگینی چون سرب، کادمیوم و مس و همچنین عنصر ازت دارند(19) و تجمع این مواد در بدنانسان سبب ایجاد عوارض ناگوار و سوﺋﻲ می شود(12و22). استفاده از فاضلابهای شهری و صنعتی و کاربرد بی رویه کودهای شیمیایی بخصوص کودهای ازته از عوامل مؤثر در بالا رفتن غلظت و ایجاد حالت سمیت عناصر ذکر شده در مصرف کننده می باشند که بروز مسمومیت های حاد و مزمن و انواع مختلف سرطانها و بیماریهای خونی نمونه هایی از عوارض آن هستند(5و18). به طور معمول مصرف فاضلابهای شهری و پسابهای صنعتی جهت تولید سبزیجات خوراکیدر حاشیهشهرهای بزرگ و یا کارخانجات صورت می گیرد که در این فاضلابها فلزات سنگین نیز وجود دارند(16). قابل ذکر است که این عناصر عموماً برای خود گیاه حالت سمی ندارند و براحتی جذب
می شوند ولی ذخیره آنها در گیاه ومصرف توسطانسان باعث به خطر افتادن سلامتی او می شود(7). همچنین با توجه به مصرف بی رویه کودهای شیمیایی ازته در سالهایاخیر تعادل عناصر غذایی موجود در خاک بر هم خورده و غلظت ازت به فرم نیتراته در خاک بالا رفته است که بهراحتی دراین دسته از سبزیجات ذخیره می گردد .در جهان استفاده از
کشت های بدون خاک جهت کنترل دقیق تغذیه گیاهی، پایین آمدن خسارت به محیط زیست و درنهایتحفظسلامتی مصرف کنندهراهی مناسبجهت تولید سبزیجات برگی میباشد(17). در این نوع کشت با تکیه برمصرف بهینهکود، شاهدافزایش عملکرد و بهبود کیفیت و همچنین کاهش اثراتمنفی تجمع فلزات سنگین و عنصر ازت خواهیم بود(16). در کشت بدون خاک از بسترهای مختلفی مانند پرلیت، پشم سنگ، مواد آلی و مواد پلاستیکی استفاده می شود(3). بدین منظور محلول های غذایی گوناگونی مانند اشتاینر، هوگلند، کوپرو پاپادوپولوس وجود دارد که تغذیه سبزیجات با این فرمول های غذایی صورت
می پذیرد(16). در این شیوه ، عناصر غذایی ماکرو و میکرو درPH وECمشخص در اختیار گیاه قرار می گیرند و غلظت این عناصر که به گیاه داده می شودرا میتوانبه طور دقیق محاسبه نمود(24و25). بر این اساس هدف از این تحقیق، بررسی میزان تراکم ازت و عناصر سنگین(سرب، مس و کادمیوم) در اندام های هوایی ریحان، مرزه، شاهی، تره و جعفری در کشت بدون خاک بوده است.

 

[Phyto]

مواد و روشها
این آزمایش در سال 1385 در قالب طرح بلوکهای کاملاً تصادفی بر روی ریحان، شاهی، تره، مرزه و جعفری در بستر کشت ماسه بدون خاک در 50 کرت در 3 تکرار در شهرستان رامسر صورت گرفت. بستر کشت ماسه ای ابتدا کاملاً با آب لوله کشی شهری شسته شده و سپس به منظور ضدعفونی کردن در یک بشکه حاوی واپام به مدت 24 ساعت قرار داده شد. بعد از آن ماسه در معرض آفتاب قرار گرفت تا ضدعفونی نهایی صورت پذیرد و در نهایت با آب مقطر شسته شد(21). در ادامه کار، ماسه در اسید کلریدریک 2 نرمال به مدت 24 ساعت قرار داده شد تا تمام عناصر غذایی موجود در آن حل گردد. مجدداً ماسه با آب مقطر شسته شد و سپس کرتها با این ماسه کاملاً پوشانده گردید. قوه نامیه بذر سبزیجات قبل از کشت از طریق آزمون تترازولیوم اندازه گیری شد( 23).(جدول1) جهت تغذیه سبزیجات از محلول غذایی پاپادوپولوس ( با اندکی تغییرات ) استفاده گردید محلول در3 استوک Aو B و C به نسبت مشخص درحجم 10 لیتر آب ساخته شد و عناصر ریز مغذی به میزان 20 گرم در10 لیتر به استوکC افزوده گردید(24و25).(جدول 2)در طول دورة کشت هیچگونه مانعی برای عبور نور خورشید و بارندگی برروی بستر کشت وجود نداشت و شرایط کشت همانند محیط مزرعه بود.پس از اتمام دورة رویشی ، وقتی که سبزیها از نظر بازار پسندی به حالت مطلوب رسیدند، برداشت انجام شد. سپس15 نمونه به طور تصادفی از مجموع پلاتها که شامل هر 5 نوع سبزی بود، انتخاب و پس از شستشوی کامل به طور جداگانه داخل پاکتهای کاغذی قرار گرفتند. سپس نمونه ها، در آون در دمای 65 تا 70 درجه به مدت 48 ساعت قرار داده شدند و پس از خشک شدن در هاون آسیاب گردید. پس از تهیة خاکستر از 1 گرم پودر گیاهی در دمای 550 درجة سانتی گراد، به منظور تهیه عصاره به هر نمونه 10 سی سی اسید کلریدریک 2 نرمال به آن اضافه گردید و سپس با آب مقطر به حجم 100 سی سی رسانیده شد. از عصاره ها جهت اندازه گیری ازت، سرب ، مس و کادمیوم استفاده گردید (1). اطلاعات بدست آمده توسط نرم افزار رایانه ای MSTAT-C تجزیه و تحلیل آماری شد و میانگین ها در سطح 5 درصد آزمون دانکن با هم مقایسه شدند.

 

[Phyto]

نتایج و بحث
بر اساس نتایج جدول تجزیه واریانس(جدول3)، سبزیجات مورد آزمایش تنها از نظر غلظت ازت با هم اختلاف معنی داری در سطح5 درصد آزمون دانکن داشته و در رابطه با سایرعناصر اندازه گیری شده در یک سطح آماری قرار داشتند.
غلظت کادمیوم
نتایج بدست آمده حاکی از عدم اختلاف معنی دار بین سبزیجات مورد آزمایش در غلظت کادمیوم بود.(جدول 4) حداکثر میانگین غلظت کادمیوم در شاهی با 3/0 و حداقل میانگین غلظت هم در تره با 167/0 میلی گرم در کیلوگرم وزن خشک گیاه مشاهده شد. صلحی و همکاران (7)، سماوات و همکاران (6 ) و ملکوتی و همکاران(13) حد مجاز کادمیوم در گیاهان را بین 1/.تا 5/0 میلی گرم در کیلوگرم وزن خشک گیاه اعلام کرده اند که میزان آن در گیاهان مورد آزمایش نیز در این حد مجاز بوده و خطری برای مصرف کننده ندارد .
غلظت سرب
دستگاه توان قرائت غلظت سرب را در هیچ یک از نمونه ها نداشت که این مسئله حاکی از پایین بودن و یا فقدان این عنصر در گیاهان مورد آزمایش بوده است و روی این اصل در جدول تجزیه واریانس ذکری از آن به میان نیامده است.
غلظت مس
مقایسه میانگین غلظت مس نشان داد که تفاوت معنی داری بین سبزیجات مورد بررسی از لحاظ غلظت وجود ندارد. (جدول 4) همچنین با توجه به نتایج بدست آمده توسط ملکوتی و همکاران (14و15) و بنتن و همکاران (20) که حد مجاز عنصر مس را در این سبزیجات 5 تا 10 میلی گرم در کیلوگرم وزن خشک گیاه اعلام کرده اند، مشخص است که غلظت های موجود در نمونه ها که بیشترین آن در جعفری به غلظت 5/6 و کمترین آن هم در شاهی به مقدار 6/5 میلی گرم در کیلوگرم وزن خشک گیاه است، در محدوده مجاز قرار داشته و در این زمینه هم هیچگونه مشکلی برای مصرف کننده وجود ندارد .
غلظت ازت
بر اساس نتایج، بین ریحان و تره با مرزه، شاهی و جعفری از نظر غلظت ازت اختلاف معتی داری در سطح 5 درصد آزمون دانکن وجود داشت(جدول 4). این اختلاف غلظت ازت ناشی از توانایی در قدرت جذب این عنصر درسبزیجات می باشد و با نتایج ملکوتی( 11) مطابقت دارد.همچنین با توجه به نتایج بدست آمده توسط مرادی( 9)، طباطبائی(8 ) و ملکوتی( 10 ) که حد بهینه عنصر ازت را در این سبزیجات بین 4 تا 6 درصد اعلام نموده اند، واضح است که مصرف این سبزیجات اثر سوئی در مصرف کننده به لحاظ تجمع ازت و ایجاد بیماری های مختلف ندارد.
به طور کلی از نتایج آزمایش می توان دریافت که استفاده از کشت های بدون خاک و تغذیه صحیح و اصولی سبزیجات برگی راه حل مناسبی برای کنترل غلظت عناصر در حد مجاز در این گیاهان می باشد.






سپاسگذاری
نویسندگان این مقاله از کمک های ارزنده جناب آقای دکتر فرامرز علی نیا ریاست محترم مؤسسه تحقیقات برنج رشت ، جناب آقای دکتر حسین علی قرائی عضو هیئت علمی پژوهشکده فرآیندهای تبدیلی و زیست محیطی استان فارس، جناب آقای مهندس سید کامران میرحسینی کارشناس باغبانی سازمان جهاد کشاورزی رشت و جناب آقای مهندس سیروس نعمت الهی ثانی عضو هیئت علمی موسسه تحقیقات مرکبات رامسر جهت انجام اندازه گیری های مورد نیاز این تحقیق تشکر می نمایند.

 

[Phyto]

جدول 1 - قوه نامیه بذور کشت شده​

بذر
ریحان
شاهی
تره
مرزه
جعفری
قوة نامیه ./.
84
94
81
86
89
​

جدول 2 - فرمول غذایی پاپادوپولوس مورد استفاده در آزمایش​

(مقادیر کودها بر حسب گرم در 10 لیتر آب حل شده اند)​

استوک A
استوک B
استوک C
نیترات کلسیم
670
نیترات پتاسیم
740
سولفات پتاسیم
135
فسفات مونو پتاسیم آهن بر منگنز
225 4/1 26/0 4/0
سولفات منیزیم مس روی مولیبدن
500 2/0 8/0 012/0
​

جدول 3- تجزیه واریانس غلظت عناصر مورد بررسی​

منابع تغییرات​

درجه آزادی​

مجموع مربعات ​

ازت​

کادمیوم​

مس​

تکرار​

2​

025/0​

001/0​

905/0​

تیمار​

4​

* 436/0​

027/0​

616/1​

خطا​

8​

288/0​

025/0​

228/1​

کل​

14​

796/0​

053/0​

749/3​

ضریب تغییرات%​

​

79/3​

12/24​

43/6​

*معنی دار در سطح 5 درصد​

​

جدول 4- مقایسه میانگین غلظت عناصر در سبزیجات مورد آزمایش​

(اعداد مربوط به ازت بر حسب درصد واعداد مربوط به کادمیم، مس و سرب بر حسب میلی گرم در کیلوگرم وزن خشک سبزیجات می باشد)​

عنصر
سبزی
ازت

کادمیوم

مس

سرب

ریحان
a 133/5
a 233/0
a 300/6
a 0
مرزه
b 833/4
a 233/0
a 233/6
a 0
شاهی
b 833/4
a 300/0
a 600/5
a 0
جعفری
b 967/4
a 233/0
a 500/6
a 0
تره
a 267/5
a 167/0
a 833/5
a 0

در هر ستون، میانگین های دارای حروف مشابه، در سطح 5 درصد آزمون دانکن اختلاف معنی دار ندارند​

 

[Phyto]

منابع مورد استفاده
1. امامی ع . 1375. روشهای تجزیه برگ. جلد 1، شماره 982، نشریه فنی مؤسسه تحقیقات خاک و آب. تهران.
2. پیوست غ ع. 1381. سبزیکاری. چاپ دوم، نشر علوم کشاورزی، 348 ص.
3. حسندخت م.1384. مدیریت گلخانه(تکنولوژی تولید محصولات گلخانه ای). انتشارات مرز دانش،320 ص.
4. دانشور م ج . 1383. پرورش سبزی. دانشگاه شهید چمران اهواز، 461 ص.
5. رباطی ب.، م ر. شریعتی و ر. فرشی.1377 . مطالعه بعضی اثرات سوء فاضلاب نهر فیروز آباد در اراضی زراعی جنوب تهران. مجموعه مقالات خاک و آب، سال چهارم، شماره 1، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، صفحات 14-1.
6. سماوات س.، ا. بای بوردی.، م ج. ملکوتی و م م. طهرانی.1384. حد مجاز کادمیوم در کودهای شیمیایی، محصولات زراعی و باغی. نشریه فنی شماره 437، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، انتشارات سنا، تهران .
7. صلحی م.، م ج. ملکوتی و س. سماوات.1384. پراکنش و حد مجاز غلظت عناصر سنگین در چرخه حیات (خاک ، آب ، گیاه و انسان ). نشریه فنی شماره 470، مؤسسه تحقیقــات خاک و آب، انتشارات سنا، تهران.
8. طباطبائی س ج .1384. تجمع نیترات و روشهای کاهش غلظت آن در سبزیجات. مجموعه مقالات نهمین کنگره علوم خاک ایران، جلد اول، چاپ اول، انتشارات نشر آبخیز،تهران.
9. مرادی ح.1385. بررسی اثر مقادیر مختلف کود اوره بر عملکرد و تجمع نیترات در اندام های مصرف اسفناج و ریحان. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد جهرم.
10. ملکوتی م ج .1384. کشاورزی پایداروافزایش عملکرد با بهینه سازی مصرف کود در ایران. چاپ سوم، انتشارات سنا، تهران.
11. ملکوتی م ج. 1382. تولید محصولات کشاورزی عاری از آلاینده های نیترات و کادمیوم گامی ارزنده در تأمین امنیت غذایی. نشریه فنی شماره334، نشر آموزش کشاورزی سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی، کرج.
12. ملکوتی م ج.، ا. بای بوردی و س ج. طباطبائی.1383. مصرف بهینه کود گامی مؤثر در افزایش عملکرد و بهبود کیفیت وکاهش آلاینده ها درمحصولات سبزی و صیفی وارتقاء سطح سلامت جامعه. نشر علوم کشاورزی، تهران.
13. ملکوتی م ج.، م. ترابی و س ج. طباطبائی. 1379. اثرات سوء کادمیوم و روشهای کاهش غلظت آن در محصولات کشاورزی( قسمت اول ). نشریه فنی87، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، نشر آموزش کشاورزی، تهران.
14. ملکوتی م ج و م م. طهرانی .1384. نقش ریز مغذی ها در افزایش عملکرد و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی. چاپ سوم، دفتر نشر آثار علمی دانشگاه تربیت مدرس با همکاری مؤسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، 398 ص.
15. ملکوتی م ج.، ف. مشیری و م ن. غیبی .1384. حد مطلوب غلظت عناصر غذایی در خاک و برخی از محصولات زراعی و باغی( بخش سوم: محصولات سبزی و صیفی ). نشریه شماره 407، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، انتشارات سنا، تهران.
16. نصوحی غ ح .1382. آوند کشت. نشر نصوح، 148 ص.
17. هاشمی ط ا .1384. بررسی تأثیر تاریخ کاشت بر اجزا عملکرد در ارقام مختلف گوجه فرنگی در کشت هیدروپونیک. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد جهرم.
18. Alloyway, B.J. 1995. Heavy metals in soils. 2nd Edition, Blackie Academic and Professional . London . England.
19. Anonymous. 1990. Vegetable production training manual .Asian Vegetable Search and Development Center. AVRDC, Publication . 447pp.
20. Benton J , Jones Jr , W Benjamin , and AM Harry . 1991 . Plant analysis hand book . A partical sampling preparation , analysis and pretation inter guide . Athen, Georgiua , USA .
21. Eltez , R.Z , and Tuzel , Y . 1994 . The effects of soil solarization on glass house tomato growing . Acta Hort ( 366 ) : 339 – 344.
22. Fergusson, J . 1990. The heary elements: chemistry , environmental impact and health effects . Mc Graw Hill , Newyork .
23. Harttman , D.T., Kester, D . E . , Daries , JR . and Geneve , R. L . 1997. Plant propagation: principales and practice , 6nd Edition , Prntice Hall International INC , 770 pp
24. Papadopoulus, A . P. 1994 . Growing greenhouse seedless cucumbers in soil and soilless media . 127 pp.
25. Papadopoulus, A. P. 1994 . Growing greenhouse seedless tomatoes in soil and soilless media . 79 pp.