امكان سنجي كاربرد كلات سازهاي زيست تخريب پذير MGDA و GLDA در تأمين، استخراج و افزايش روي قابل دسترس گياه ذرت در خاك هاي آهكي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

كشاورزي

دكتري

در چند دهه اخير نگراني¬هايي در خصوص اثرات زيست¬محيطي ليگاندهاي EDTA و DTPA وكلات¬هاي فلزي آن¬ها مطرح شده است. به همين دليل استفاده از ليگاندهاي زيست تخريبپذير در كشاورزي و صنايع مختلف مورد توجه قرار گرفته كه نياز است بررسي¬هايي در خصوص برهم¬كنش اين ليگاندها با فلزات سنگين صورت پذيرد. بنابراين اين مطالعه با هدف بررسي كاربرد ليگاندهاي زيست تخريب¬پذير MGDA و GLDA در تأمين، استخراج و افزايش روي قابل دسترس گياه ذرت در خاك¬هاي آهكي صورت گرفت. اين رساله در قالب سه مطالعه به صورت زير انجام شد. در مطالعه اول، مشخصه¬يابي كلات¬هاي Zn-MGDA وZn-GLDA با استفاده از نرم¬افزار 09 GAUSSIAN انجام شد و هم¬چنين كارايي اين كلات¬ها در مقايسه با Zn-EDTA به ¬عنوان كود روي در كشت ذرت به صورت گلخانه¬اي بررسي شد. نتايج اين مطالعه نشان داد كه ساختاركلات¬هاي Zn-MGDA و Zn-GLDA اكتاهدرال است و ليگاندهاي MGDA و GLDA به صورت سه دندانه به فلز +Zn2 متصل شده¬اند و همچنين، گروه سولفات از اكسيژن به Zn كئوردينه شده است. فرمول كلات¬هاي توليد شده نيز به صورت [Zn (MGDA) (H2O)2 SO4]•3Na و [Zn (GLDA) (H2O)2 SO4]•4Na مي¬باشد. كلات¬هاي Zn-MGDA وZn-GLDA در مقايسه با شاهد جرم خشك شاخساره، غلظت روي، جذب روي و غلظت كلروفيل a و b برگ را افزايش دادند. مقايسه كارايي كلات¬هاي Zn-MGDA و Zn-GLDA با كلات مرسوم Zn-EDTA نشان داد كه براي رسيدن به غلظت يكسان روي در گياه ذرت بايد كلاتهاي Zn-MGDA و Zn-GLDA در غلظت¬هاي بيش¬تري نسبت به كلات Zn-EDTA استفاده شوند. در مطالعه دوم، كارايي ليگاندهاي MGDA وGLDA در استخراج روي قابل دسترس گياه در خاك-هاي آهكي مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور، استخراج روي توسط غلظت¬هاي 005/0، 05/0 و 1/0 مولار ليگاندهاي MGDA و GLDA و در زمان¬هاي مختلف (5/،1، 2، 4، 6، 12 و 24 ساعت) در خاك¬هاي آهكي مختلف انجام شد. آزمايش گلخانه¬اي نيز براي تعيين اين¬كه چگونه جذب روي توسط گياه ذرت با پارامترهاي سينتيكي استخراج روي ارتباط دارد انجام شد. نتايج نشان داد آزاد شدن روي از خاك¬هاي آهكي تقريبا طي مدت 2 ساعت به شبه تعادل مي¬رسد و بعد از آن به كندي ادامه مي¬يابد. به¬علاوه، با افزايش غلظت ليگاندهاي MGDA و GLDA از 005/0 به 1/0 مولار نيز مقدار آزاد سازي روي افزايش يافت اما تأثير قابل ملاحظه¬اي در زمان آزاد شدن روي از خاك¬ها نداشت. سرعت اوليه آزادسازي روي از خاك¬ها با جذب روي توسط گياه هم¬بستگي (05/0P ،94/0-77/0= r) داشت. نتايج هم¬بستگي در شرايط گلخانه نشان داد كه جذب روي توسط ذرت بيش¬ترين هم¬بستگي با روي استخراج شده از خاك در حضور 05/0 مولار GLDA در زمان 2 ساعت (05/0P، 87/0= r)، 05/0 مولار MGDA در زمان 1 ساعت (05/0P، 86/0= r) و 005/0 مولار MGDA در زمان 5/0 ساعت (05/0P، 84/0= r) دارد. اين همبستگي¬ها بيش¬تر از هم¬بستگي بين روي استخراج شده با DTPA و جذب روي توسط گياه (05/0P، 77/0= r) به دست آمد. در مطالعه سوم، نقش ليگاندهاي MGDA، GLDA و EDTA در گياه¬پالايي خاك آلوده به روي و سرب بررسي شد. نتايج اين مطالعه نشان داد با افزايش غلظت كاربردي ليگاندها، جذب فلزات سنگين در شاخساره گياه ذرت افزايش يافت. جذب سرب توسط شاخساره از mg plant-1 6/10در نمونه شاهد به ترتيب به mg plant-1 416، 398، 416 در حضور غلظت 8 ميلي¬مول بر كيلوگرم MGDA، GLDA و EDTA رسيد. جذب روي توسط شاخساره نيز از mg plant-1 9/100در نمونه شاهد به ترتيب به mg plant-1 9/798، 9/718، 4/530 در حضور غلظت 8 ميلي مول بر كيلوگرم MGDA، GLDA و EDTA رسيد. هم¬چنين، در تضاد با EDTA، ليگاندهاي MGDA و GLDA غلظت فلزات را در خاك پس از برداشت گياه ذرت به طور قابل توجهي كاهش دادند. بنابراين، ليگاندهاي MGDA و GLDA مي¬توانند جايگزين ليگاند EDTA در گياه¬پالايي سرب و روي در خاك¬هاي آهكي شوند.

215317

علوم خاك (شيمي و حاصل خيزي خاك)

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمدرضا سبزعليان

فرشيد نوربخش، حميدرضا عشقي زاده، محسن حميدپور

مهران شيرواني، حسين شريعتمداري