اثر سرب و نیکل بر گرهک سازی و رشد در گیاه سویا و تاثیر همزیستی با ریزوبیوم در پالایش این فلزات

نیکل و سرب از جمله فلزات سنگین هستند که خصوصیات سمی و حتی کشندگی آن برای انسان، حیوانات و گیاهان تأیید شده است. سویا (glycin max l.) گیاهی است از تیره پروانه داران و یکی از مهمترین منابع پروتئینی در زنجیره غذایی انسان ها می باشد. هدف عمده در پژوهش حاضر بررسی اثرات ریختی، رشدی و فیزیولوژیکی دو فلز سنگین سرب و نیکل بر گیاه سویا، در شرایط تلقیح با باکتری برادی ریزوبیوم ژاپونیکوم و همچنین توانایی این گیاه زراعی و دارویی در پالایش خاک های حاوی این فلزات می باشد. بدین منظور تعدادی پایه و بذر سویا (رقم dpx) از مزرعه ای واقع در جنگل توسکستان جمع آوری و باکتری برادی ریزوبیوم ژاپونیکوم از گرهک های ریشه ای آن استخراج گردید. کشت بذر های سویا در طی 2 سال به صورت گلدانی در شرایط گلخانه ای و طبیعی در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دو سطح تلقیح و عدم تلقیح با باکتری، 4 غلظت نیکل(صفر، 200، 400 و 600 میکرومولار) و 4 غلظت سرب (صفر، 250، 500 و 750 میکرومولار) انجام شد. نمونه برداری از اندام های هوایی و ریشه ها پس از 70 روز انجام شد و برخی از صفات ریختی، رشدی و فیزیولوژیکی اندازه گیری شد. نتایج حاکی از کاهش برخی پارامترهای رشدی در اثر افزایش غلظت های سرب و نیکل اعمال شده بود. افزایش در غلظت نیکل سبب کاهش معنی دار در وزن تر و خشک برگ و ریشه، سطح برگ، تعداد شاخه ی فرعی در بوته، تعداد گره های ساقه، فاصله طوقه تا اولین گره، طول ساقه و ریشه، قطر و حجم ریشه شد. سرب نیز تاثیر مشابهی داشت، بطوریکه با افزایش غلظت آن در وزن تر برگ، ساقه و ریشه، سطح برگ، قطر ساقه، قطر و حجم ریشه کاهش معنی داری مشاهده شد. میزان کلروفیل تام برگ ها نیز در بالاترین غلظت سرب و نیکل به ترتیب 98/27 و 11/39 درصد نسبت به گروه شاهدکاهش یافت. تفاوت معنی داری بین محتوای نیتروژن در برگ و ساقه گیاهان شاهد و گیاهان تیمار شده در غلظت های زیاد نیکل مشاهده نشد. نتیجه مشابهی برای درصد پروتئین و پروتئین محلول برگ در تیمارهای سرب و نیکل بدست آمد. تنها درصد پروتئین ساقه تحت تیمار سرب از شاهد تا بالاترین غلظت 13/15 درصد کاهش معنی دار یافت. همچنین فعالیت برخی آنزیم های آنتی اکسیدان در برگ سنجیده شد. فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز با افزایش غلظت سرب (67/64 درصد) و نیکل (75/25 درصد) نسبت به شاهد افزایش یافت. در حالی که فعالیت کاتالاز مهار شد. آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون اس ترانسفراز در غلظت های 400 و 500 میکرومولار نیکل و سرب بیشترین فعالیت را داشتند اما با بالا رفتن غلظت سرب و نیکل از فعالیت آنها کاسته شد. سطح مالون دی آلدئید با افزایش غلظت نیکل تا 400 میکرومولار نسبت به گروه شاهد به میزان22/18% افزایش یافت، اما در غلظت های بیشتر مقدار آن کاهش یافت. با افزایش غلظت سرب تا غلظت 750 میکرومولار مقدار این ماده نسبت به گیاهان شاهد کاهش یافت. بیشترین مقدار پراکسید هیدروژن تولید شده در گیاهان تیمار شده با غلظت 600 میکرومولار(52/3 میلی مول بر گرم وزن تر برگ) نیکل نسبت به گروه شاهد (معادل07/2 میلی مول بر گرم وزن تر برگ ) مشاهده شد . در صورتی که میزان پراکسید هیدروژن تولید شده در برگ گیاهان تیمار شده با سرب با افزایش غلظت این فلز سنگین کاهش یافت. به طور کلی، در تمامی تیمارها تلقیح با باکتری تاثیر معنی داری بر پارامترهای مورد بررسی نداشت. نتایج نشان داد که سویا توانایی بالایی در انباشتگی سرب و نیکل در ریشه را دارد. انباشتگی این عناصر از ریشه به سمت اندام هوایی کاهش یافت. بطوریکه در بالاترین غلظت نیکل، انباشت این عنصر در ریشه، ساقه و برگ به ترتیب 57/3، 41/0 و ppm 46/0 بود. همانند نیکل، انباشت سرب نیز در بیشترین غلظت در برگ، ساقه و ریشه به ترتیب 32/0، 27/0 و ppm 53/3 بود. بنابراین می توان گیاه سویا را به عنوان یک ریشه-بیش انباشت کننده معرفی کرد و از آن جهت پالایش خاک های آلوده به فلزات سنگین وریشه پالایی بهره برد.