بومشناسي کاربردي/ سال پنجم/ شماره شانزدهم / تابستان ۱۳۹۵
اثر بازدارندگی نفت خام بر عملکرد رویشی و فیزیولوژیکی بذر و نهال
گونههاي کنار، کهور، آکاسیا و اقاقیا
1*1پیام فیاض و اکرم باقري پور
(تاریخ دریافت: 25/11/1393 ؛ تاریخ پذیرش: 12/2/1395)
چكيده
در اين تحقيق تأثير نفت خام (صفر تا ۲۰ درصد) بهعنوان يکي از آلايندههاي مهم عصر حاضر بر ويژگيهـا ي فيزيولـوژ يکي چهـار گونـةدرختي کهور، آکاسيا، کنار و اقاقيا در دو مرحلة جوانهزني و نهالي در قالب طرحهاي کاملاً تصادفي بررسـ ي شـد. نتـايج نشـان داد کـهجوانهزني بذور کهور و آکاسيا تحت تأثير آلودگي قرار نگرفت، اما وجود بيش از ۶ درصد آلودگي موجب کـاهش جوانـهزنـ ي کنـار و ۴درصد آلودگي موجب توقف کامل جوانهزني اقاقيا گرديد. دوز مؤثر ميانه براساس عملکرد رويشي ريشهچه بهترتيب براي گونههاي آکاسيا ،کهور، کنار و اقاقيا ۹/۶، ۲/۳، ۶/۳ و ۷/۲ درصد برآورد گرديد. در مرحلة نهالي درصد برگ سبز، غلظت کلروفيل و عملکرد فتوسيستم ۲ با افزايش آلودگي نفتي کاهش يافت. رشد نهالهاي اقاقيا در غلظتهاي بالاي سه درصد متوقف شد. افزايش غلظت نفت با کاهش طول ساقه در دو گونة آکاسيا و کهور همراه بود، اما تفاوت معنيداري در طول ريشه آنها مشاهده نشد. افزايش آلودگي نفتي به بيش از سه درصد در نهالهاي کنار با افزايش رشد اندامهاي هوايي و زميني همراه بود. تفاوت الگوي پاسخ به نفت خام در گونههـا ي مختلـف مـا را قـادر بـهانتخاب گونهها براساس اهداف مختلفي مانند پايش زيستي تا گياهپالايي مينمايد.
واژههاي كليدي: سنجش زيستي، نفت خام، جوانهزني، ناحيه رويشي خليج عماني، گياهپالايي

۱. گروه جنگلداري، دانشکده کشاورزي و پژوهشکده منابع طبيعی و محيط زيست، دانشگاه ياسوج
*: مسئول مكاتبات، پست الكترونيكي:pfayyaz@yu.ac.ir
مقدمه
خاكهاي آلوده به نفت خام در منـاطق نفـتخیـ ز یـ ک تهدیـ د اساس ی ب راي مح یط زیس ت محس وب م یش وند. در میــان آلاینـ دههـــاي موجـــود در نفـ ت خـــام، فلـــزات ســـنگ ین ،هیدروکربنهاي چند حلقهاي معطر و همچنـین برخـ ی مـواد وعناصر از جمله آمینها، فنولها، بنـزن هـا، کلسـیم، مـس ، روي، سـرب، بـاریم، منگنـز، فس فر و گـوگرد وجـود دارد کـه ب رايموجودات زنده خطرناك بوده و بسته به شدت آلـودگ ی و نـوعگونه میتواند رشد، محتواي پـروتئ ین، نـرخ فتوسـنتز، محتـوايرنگدان هه ا و انس جام غش اي سیتوپلاس می را ک اهش ده د .
همچنین نفت خام با تأثیر بر خواص فیزیکی و آبی خاك سـببچس بندگی و اتص ال ذرات خ اك ش ده و ب ه دنب ال س خت و غیرقابل نفوذ شدن خاك، زهکشـ ی خـاك و انتقـال اکسـیژن را مختل میکند( 8، 9 و 18). گیاهان قادرنـد از طر یـ ق رهاسـاز يعناصر غذایی و ترشح ترکیبات مختلف از جمله اسیدهاي آلـ یو ترکیبات قندي در خاك و نیز انتقال اکسیژن بـه ناح یـ ۀ ریشـ ۀخـود موجـب تحریـ ک و اف زایش فعالیـ ت جمعیـ ت میکروب یتخریب کنندة آلایندههاي نفتی شوند( 16). شناسایی و اسـتقرارگونههاي متحمل به آلایندههاي نفتی، سرعت پالایش زیسـت ی را در مناطق آلوده افزایش داده و از پیامدهاي منفی زیست محیطیآن میکاهد. مطالعات گستردهاي پیرامون ارزیابی میـ زان سـم یت نفت خام برروي گیاهان مختلف صورت گرفته اسـت. در اکثـرموارد افزایش آلودگی نفتی با کاهش درصد جوانهزنی و محدود شدن توسعۀ اندام هوایی و زمینی همـراه بـوده اسـت. از جملـهافزایش غلظت نفت خام از صفر تا 10 درصد در خاك موجـبکاهش درصد جوانهزنی، طول ریشهچـه و ارتفـاع گیـ اه، تعـدادبرگ، سطح برگ و مقدار کلروفیل b در نهالهاي اقاقیا طـ ی 90روز آزمایش گردید اما مقدار کلروفیـ ل a در 2 درصـد آلـودگینفتی افزایش و سپس کاهش یافـت و در غلظـتهـا ي بـالا ي 4درصد رشد گیاه متوقف شد( 3). هـم چنـین در بررسـ ی کـه درگیاه سورگوم انجام شد افزایش غلظت نفت خام از صفر تـا 10درصد میزان جوانـه زنـ ی، طـول ر یشـه چـه و سـاقه را بـهطـورمعنیداري کاهش داد و در 20 درصد آلودگی رشد ریشـه چـه وساقهچه متوقف شد( 7). گزارشهاي محدودي نیز مبنی بر عدم کاهش جوانهزنی و افزایش رشد گیـ اه در حضـور آلا ینـده هـا ينفتی در برخی گونههاي روغنی شده است. بهطـور ي کـه نتـایج مارکوس و همکاران( 19) نشان داد، افزایش غلظت آلایندة نفتیتا 6 درصد تأثیري بر جوانهزنی و رشد آکاسیا نداشت و توسـعۀریشه در برخی گونههاي داراي دانههاي روغنی ماننـد کرچـک،سویا و آفتابگردان با افزایش غلظت آلایندههـا ي نفتـ ی افـزا یش یافــت. حفــظ درصــد جوانــه زنــی و رشــد اولیــۀ گیاهچــه در غلظتهاي بالاي نفت خام همیشـه متضـمن متحمـل بـودن یـ ا سازگار بودن گیاه به آلودگی نفتی نیست. بهطوري که بـا وجـوداینکه برخی از حبوبات درصـد جوانـهزنـ ی و نـرخ رشـد اولیـ ۀ خوبی در مناطق آلوده به نفت (5 درصد) داشتند ولـ ی بعـد از 6هفته از بین رفتند( 20). علاوه بر ویژگیهاي رویشی عملکـردفتوسیستم 2 شاخص بسیار حساسی به تنشهاي محیطی است که نشاندهنـدة عملکـرد اجـزاي فتوسـنتز ي گیـ اه و شـاخصخوبی براي تعیین میزان تحمل گیاهان به تـنش هـا ي محیطـ یمیباشد( 12).
بخش عمدهاي از مناطق نفتخیز در مناطق نیمه گرمسـ یريمستقر هستند و درختان جنس کهور، آکاسیا و کنـار گونـههـا يغالب این مناطق را تشکیل میدهند. ارزیابی گونـه هـا ي گیـ اهیمختلف بومی و غیر بومی منطقه از نظر مقاومت به نفت خـام وتعیین توان گیاهپالایی آنها به فهم دقیقتر ما نسبت به پیامـدها ي
زیس ت محیط ی آلاین دهه اي نفت ی ب ر فل ور منطق ه و ارائ ۀ راهکارهاي مدیریتی نـو ین جهـت رفـع ایـ ن آلاینـده هـا منجـرخواهد شد.
در این تحقیق تأثیر غلظتهاي مختلف نفت خام بر عملکرد رویشی و فیزیولوژیکی بذر و نهال سه گونـۀ درختـی شـاخصمناطق جنوبی ایران شامل کهور پاکسـتان یProsopis Juliflora (Sw.) DC.، آکاســـیا AcaciavictoriaeBenth. و کنـــار
بــههمــراه گونــۀ اقاقیــاZiziphus spina-christi (L.) Desf.
. مورد ارزیابی قرار گرفتRobinia pseudoacacia L.
مواد و روشها
جهت انجام این تحقیق در ابتداي زمستان 1391 بذور گونههايکنار و آکاسیا از درختان واقع در نهالستان پارك جنگلی چاکوتـاواقع در استان بوشهر و بذور کهور از درختان مسـتقر در پـاركجنگلی اهواز و بـذور اقاق یـ ا از درختـان کاشـته شـده در پـاركجنگلی مسجد سلیمان واقع در استان خوزستان تهیـ ه شـد و بـهآزمایشگاه منتقل گردید. بذور به مـدت 3 مـاه تـا زمـان شـروعآزمایش در شرایط دماي اتاق در پاکتهاي پلاستیکی نگهـدار يشدند. بهمنظور شکستن خواب بذر بسته به نوع بذر و براسـاس مرور منابع و آزمایشات اولیه پیشتیمار مناسب انتخاب گردیـ د .
بذور کنار پس از 20 دقیقه خراشدهی با اسـ ید سـولفور یک 90درصد شسته شدند و به مدت 24 ساعت خیسانده شدند. بـذورکهور و اقاقیا پـس از 24 سـاعت خ یسـاندن در آب بـه صـورت دستی خراش داده شدند (با اسکالپر در ناحیهاي غیر از نـاف) وبذور آکاسیا نیز پس از 24 ساعت خیساندن در آب به مدت 10ثانیه در آب جوش قرار گرفتند( 13).
نفت خام از پایانۀ چاههاي نفت شهرسـتان مسـجد سـلیمانواقع در منطقۀ بیبیـ ان در فـرورد ین مـاه 1391 تهیـ ه شـد و درظــرف پلاســتیکی 4 لیتــري دربدار بــه آزمایشــگاه دانشــکدة کشاورزي دانشگاه یاسوج منتقل گردید. درب ظرف در طی این مدت به کمک چند لایۀ پلاستیک کاملاً درزگیري شد تـا م یـ زان تبخیر مواد فرار از نفت کاهش یابد.
ب راي انج ام آزم ایش جوان هزن ی و ریش ه دوان ی ب ذرها ،بستههاي حاوي خاك گلدانی از خدمات کشاورزي تهیه و نفت خام به نسبت 0، 1، 3، 5، 7، 10 و 20 درصد وزنـ ی/ وزنـ ی، و در مرحله استقرار نهال، خاك گلدانی با خاك سطحی (صـفر تـا25 سانتیمتري) مجاور گلخانه دانشگاه یاسوج به نسبت یک بـهیک ترکیب و پس از الک کردن با مش 2 میلیمتر، نفت خام بـانسبت 0، 1، 3، 5 و 7 درصد وزنی/ وزنی ترکیب شد و بهمدت 3 هفته در هواي آزاد در شرایط دماي اتاق و در سایه بـه منظـورکاهش مواد فرار موجود قرار داده شد. ترکیب نفت خام با خاك نیز بهصورت مرحلهاي صورت گرفت به ایـ ن ترتیـ ب کـه ابتـدابخش کمی از خاك با مقدار مورد نظر از نفت آمیخته گردیـ د و سپس ترکیب حاصل با باقیماندة خاك مخلوط گشت تـا نفـتبهصورت یکنواخت در تمام خاك مخلوط گردد.
بهمنظور بررسی تأثیر نفت خام بر جوانهزنی گونههاي مـوردمطالعه، تعداد 10 عدد بذر از هر گونه در 3 تکرار پس از انجـاممراحل استراتیفیکاسیون در اردیبهشت ماه بـه ظـروف شیشـه اي(25255/1 سانتیمتر) حـاو ي خـاك سـبک بـا غلظـتهـا يمختلــف نفــت خــام( 0، 2، 4، 6، 8، 10 و 20 درصــد وزنــی/ وزنی) در عمق 2 سانتیمتري منتقل شدند و با زاویۀ 45 درجـهدر دماي اتاق با شرایط نوري یکسان قرار گرفتند. به این ترتیب ریشهها از پشت شیشه قابل رویت بودند و امکان پایش روزانـهرشد آنها فراهم بود. پس از 12 روز گیاهچهها برداشت شدند و درصد جوانهزنی و طول ریشۀ گیاهچهها ثبت گردید. دوز مـؤثر 50 و 95 درصد نفت خام بر عملکرد رویشی گونههاي مختلف با استفاده از مدل رگرسیون خطی و براساس رشد ریشه در هـرگونه برآورد گردید.
بهمنظور بررسی تأثیر غلظتهاي مختلف نفت خام بر رشـدو توسعۀ انـدام هـوایی و زمینـ ی در مرحلـۀ نهـالی، نهـال هـا يیکماهۀ گونههاي مورد مطالعه در خرداد ماه به خاك سـ بک بـاغلظتهاي مختلف نفت خام( 0، 3، 5 و 7 درصد) منتقـل و درشرایط گلخانه (حدود 25 درجۀ سانتیگـراد شـب و 30 درجـۀسانتیگراد روز) با شرایط نوري محیطی فصل نگهداري شدند و بهمیزان مورد نیاز بـه صـورت یـ ک تـا دو روز در م یـ ان آبیـ اريشدند. پس از گذشت سه ماه نهالهـا بردا شـت شـدند و طـولریشه، طول ساقه و تعداد برگهاي سبز در آنها ثبت شد.
با توجه به از بین رفتن نهـال هـا ي اقاقیـ ا در خـاك هـا ي بـاآلودگی شدید نفت خـام آزمـایش بـرا ي هـر گونـه بـه صـورت جداگانه و بر پایۀ طرح کاملاً تصادفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در صورت معنیدار بودن اثرات تیمارها، میـ انگینهـا بـااستفاده از آزمـون مقا یسـه م یـ انگین چندگانـه دانکـن در سـطحمعنیداري خطاي 5 درصد گروهبنـد ي شـدند. کل یـ ۀ آنالیزهـا يآماري با استفاده از نرم افزار SPSS نسخۀ 19 انجام شد .
نتایج
افزایش غلظت نفت خام تا 20 درصد، درصد جوانهزنـ ی کهـورو آکاسیا را تحت تأثیر قرار نداد اما افزایش غلظت آن تا بیش از 6 درصد موجـب کـاهش درصـد جوانـهزنـ ی گونـۀ کنـار شـد
(شکل 1-الف). شدت تأثیر آلودگی نفتی بر گونۀ اقاقیا بیشتر از سایر گونهها بود بهنحوي که درصد جوانهزنی اقاقیا بـا کمتـرین میزان نفت خام( 2 درصد) کاهش یافت و در غلظت 4 درصد و بیشـتر از آن متوقـف شـد. روی ش ریشـه چـه بیشـتر از درص دجوانهزنی تحت تأثیر آلودگی نفتی قرار گرفت بهطـور ي کـه درتمام گونههاي مورد بررسی افزایش آلودگی نفتی موجب کاهش رشد ریشهچه طی 12 روز رویش گردید (شـکل 1- ب). رشـدریشۀ آکاسیا بیشترین تحمل را در برابـر آلـودگ ی نفتـ ی داشـتبهطوري که با افزایش نفت خام در خاك تـا 2 درصـد رشـد آنتغییر معنیداري نداشت. از طرفی ریشه دوانی بذور اقاقیا، کنـارو کهور به شدت تحت تأثیر آلـودگ ی نفتـ ی قـرار گرفـت و بـهترتیب در غلظت بالاي 4، 6 و 8 درصد بـه طـور کامـل متوقـفگردید.
نتایج حاصل از بـ رآورد دوز مـؤثر 50 و 95 درصـد نفـتخام براساس عملکرد رویشی ریشه در غلظـت هـا ي مختلـفنفــت خــام بــراي گونــههــاي مــورد مطالعــه نشــان دادکه بیشترین دوز مؤثر میانه و 95 درصد بـه ترت یـ ب 9/6 و 30درصد مربوط بـه گونـۀ آکاسـیا بـرآورد گرد یـ د. گونـۀ اقاق یـ انیز بسیار حساس به آلودگی نفتـ ی بـود و وجـود 7/2 درصـدنفت در خاك 50 درصد، و وجود 5/5 درصـد آلـودگی نفتـ یدر خاك 95 درصد رشد ریشهچه را کاهش داد. کنار و کهـورهم از نظر میزان حساسیت به آلـودگ ی نفتـ ی در حـد متوسـطبودند (جـدول 1) بـه نحـو ي کـه وجـود 2/3 تـا 6/3 درصـدآلودگی نفتـ ی در خـاك موجـب کـاهش 50 درصـد ي رشـد
طولی ریشهچه در بذور کنـار و کهـور گردیـ د و بـا افـزایش آلودگی نفتی خاك تـا 4/15 درصـد در کنـار و 21 درصـد درکهور موجب کاهش 95 درصد رشد طولی ریشهچـه گرد یـ د .
البتــه پــایین بــودن مقــدار ضــر یب تبیــین رگرســیون بــراي
جدول 1. مقادیر دوز مؤثر 50 و 95 درصد نفت خام براساس طول ریشهچه در گونههاي مختلف
R2 EC95 R2 EC50 نام گونه
0/81 15/4 0/87 3/6 کنار
0/21 21/0 0/39 3/2 کهور
0/56 30/4 0/43 6/9 آکاسیا
0/99 5/5 0/84 2/7 اقاقیا
بــرآورد دوزهــاي مــؤثر در مــورد دو گونــه کهــور و آکاســیا نشان میدهد که پاسخ افراد مختلف ایـ ن دو گونـه بـه افـزا یش آلاینده نفتی تا حدي متفاوت است در حالیکـه وجـود ضـریب تبیین بالا در دو گونه کنـار و اقاق یـ ا حـاک ی از یکنواخـت بـودنروند کاهش رشد در اثر آلودگی نفتی در تمام افراد این دو گونه میباشد.
نتایج بررسی رویش نهالهاي چهار گونـۀ مـورد مطالعـه درغلظتهاي مختلف نفت خام( 0، 1، 3، 5 و 7 درصد) طـ ی سـهماه نشان داد رویش طولی ساقه و ریشه در نهال کنار با افـزا یش غلظت نفت خام افزاش یافت در حالیکه هر چند در نهالهـا ياقاقیا افزایش آلاینده نفتی تا سه درصد تأثیري در رشد ریشـه وساقه آنها نداشت اما رویش نهـال هـا پـس از آن بـهطـور کامـلمتوقف شد. رشد نهالهاي دو گونه کهور و آکاسیا تا غلظـت 7درصد نفت خام ادامه داشت اما رشد ساقه در آنها کاهش یافـتدر حالیکه رشد چندان تحت تأثیر آلودگی نفتـ ی قـرار نگرفـت(شکل 2).
با افزایش غلظت آلودگی نفتـ ی تعـداد بـرگ سـبز در تمـامگونههاي مورد مطالعه کاهش یافت. تعداد بـرگ سـبز در گونـهکنار تا میزان یک درصد آلودگی نفت خام تفاوتی با شاهد نشان نداد و پس از آن کاهش ناگهانی داشت. تعداد برگهاي سبز در گونه اقاقیا به سرعت کاهش یافت و در یک درصد نفت خام به حداقل مقدار خود رسید (شکل 3).
با افزایش آلودگی نفتی غلظت کلروفیل در تمام گونههاي مـوردبررسی کاهش یافت، اما با حضـور 1 درصـد آلـودگی نفتـ ی تغییـرمعنیداري در محتواي کلروفیل کنار و اقاقیا مشـاهده نشـد. عملکـرد مؤثر فتوسیستم 2 نیـ ز رونـد تغ ییـرات مشـابه ی را نشـان داد بـا ایـ ن تفاوت که بهبود نسـب ی عملکـرد مـؤثر فتوسیسـتم 2 در غلظـت هـا يبالاي آلودگی نفتی در نهالهاي گونۀ کنار مشاهده گردید (شکل 2).
1257300-6359906

درصد

جوانه

زني
طول
ريشه
چه

)
ميلي
متر
(
(
ب
)
(
الف
)

درصد

جوانه

زني

طول

ريشه



قیمت: تومان


پاسخ دهید