文摘
玉米(玉米)和豇豆属辐射动物(绿豆)发现铬(Cr)宽容的和敏感的植物,分别。在本文中,我们调查的还原铬的毒性敏感植物的混合作物种植在战场上使用各种修改。此外,重铬酸钾作为六价铬的来源。结果表明,Cr不利影响植物的生长和产量。土壤属性随Cr和不同肥料修正案和收益率的植物都受到Cr的影响。我们认为金属积累绿豆高于玉米的种子和肥料应用单一肥料的农场院子里(施厩肥)或氮,磷,钾(氮磷钾)增强了宽容和敏感植物的生长发育和产量的混合作物查看。
1。介绍
在目前的工业化世界,释放的有毒废物对环境的每一刻。即使回收和重用,许多化学物质找到环境污染因为糟糕的计划的废物处理和治疗,因此工业网站和废物处理网站含有许多污染物(1,2]。在这些污染物重金属构成一个主要部分,它们严重影响土壤生态系统的所有化合物(3]。Cr是最重要的一个这样的污染物进入生态系统主要是由于人类活动(4]。特别是,它是发现铬(III)和铬(VI)是最稳定和六价铬是有毒的5]。Cr主要应用是由于其属性如耐腐蚀、温度、磨损、衰减以及强度、持久性、卫生、硬度、和颜色在许多行业如电镀、水泥、染料,钢铁、皮革鞣制、木材等等(4]。
最近几天已经采取了许多努力去除重金属的土壤(6]metal-polluted土壤可以治疗的物理、化学或生物方法是昂贵的7]。对化学污染土壤、植被扮演越来越重要的生态和卫生(8)和绿色植物的正确管理等领域可能造成了相当一部分恢复自然环境(9]。植物修复是一个匹配的绿色修复的工具,它可以被认为是不洁净的网站,因为其价格效果,视觉优势,和长期的适用性。此外,phytoextraction指用人的植物吸收和精矿金属从土壤中根与芽或树叶(10]。另一方面,氧化压力的发病率可能将重金属毒性的结果敏感植物和细胞成分的氧化是由于植物的分子氧积累重金属胁迫下(11,12]。
种植玉米是一个足智多谋的禾谷类作物,通常在选择世界各地农业生态的环境。它能够phytoextracting金属污染土壤的运输他们从根到它的其他部分13]。许多研究者研究了重金属污染的土壤中吸收玉米时间段,即21天(14],[30天15,35天16],[45天17),60天,90天(15]。此外,它有广泛的纤维根巨大的生物质产量每公顷,经受不利的情况下,轻松并产生丰富的种子种植在频繁的耕作。作物重金属宽容,提高金属积累能力的地面部分合理的生物因素。这些给有能力不断phytoextraction金属不洁净的土壤,将他们从根到芽(18]。
绿豆,一个至关重要的粮食,广泛生长在热带国家。这小屋一个地区三百万公顷,秘书的生产总量的7%和14%的脉冲在印度(19]。高金属浓度影响它们的生长和分枝和种子产量下降。因此它被认为是一个金属敏感植物(20.]。
一些研究人员传达,化学动员剂的使用,如乙二胺triacetic酸,N - (2-hydroxyethyl)乙烯二胺triacetic酸,和diethylene-tetramine-penta-acetate酸,可以提高phytoextraction的效率21- - - - - -23]。在某些情况下,它可能会产生可能的地下水污染的风险。使用化肥的植物修复没有探索到目前为止,和小致力于文学。使用有机修正案对重金属修复受到盐的组成内容、土壤和肥料的有机物质,对土壤pH值的影响,及其对微生物的影响,氧化还原电位,有关特定的土壤和金属(24]。施厩肥积极控制作物生产(25)和恢复土壤的性质,它可以用来减少植物中重金属压力(26]。
因此,需要一种有效的、合理的科学的解决农民减少重金属污染地区破坏性的事情。施厩肥的修正案和结合个人和氮磷钾化肥的Cr和nonpolluted土壤污染是在本研究进行的混合作物种植Cr宽容和敏感植物使用肥料修正案研究对提高重金属敏感植物的生长发育和产量用宽容的植物和无害的肥料。
2。材料和方法
2.1。研究区和准备的
在不久Thirubuvanam Kumbakonam,泰米尔纳德邦,印度,夷平了土块,杂草自由场将确保足够的厂站和早期的活力。两个耕作土壤为开放最小化的杂草,确保足够的捕获和保护水分。字段由8个小块组成,各有4的一个领域(2 m×2 m);四个情节处理铬。重铬酸钾(42 g /图)作为一种铬(VI)和两个复制保存。施厩肥(5公斤/图)应用数量(通常是12吨/公顷27]和氮磷钾是应用于20:10:10 (98 g: 49 g: 49 g)水平领域(28]。肥料是与土壤混合种植前10天。取决于土壤的湿润,2厘米~ 3厘米深度足以滋润土壤和5厘米为干种植10厘米是可选的。种植的深度必须统一,允许统一的植物生长。种植,植物更容易75厘米之间的间距行和60厘米之间的丘陵和2种子/山。每个情节都有42植物玉米和42植物绿豆的交替行。表面层次的土壤样品从每个情节和收集用于分析之前进行实验处理后铬的土壤和肥料。
2.2。土壤分析
在实验开始之前,表面(0-20厘米)收集土壤样本3网站使用螺旋从每个情节,汇集,风干,2毫米已筛进行分析。EC的土壤电导仪检查。测量pH值、有机质和土壤碳样品完成(1:25水土比)的方法(29日,30.]。分析了阳离子交换容量的技术31日]。所有化学品都从默克公司(德国)与购买合适的纯度分析品位,在实验过程中,去离子水是用于本研究。
2.3。种子灭菌
玉米和绿豆的种子得到Palakarai从种子中心Kumbakonam,泰米尔纳德邦,印度。在开始实验之前,种子浸泡8小时,放入10%次氯酸钠溶液10分钟消毒。最后,他们与未被污染的蒸馏水冲洗。
2.4。实验设计
实验设计是完全随机2复制。情节安排如下:控制:水,组我:水+施厩肥,第二组:水+氮磷钾,第三组:水+施厩肥+氮磷钾,第四组:Cr,V: Cr +施厩肥,第六组:Cr +氮磷钾,第七组:Cr +施厩肥+氮磷钾复合肥。
整个领域与自来水灌溉两周一次的维持土壤含水量,使重金属盐达到稳定状态。
2.5。增长和产量数据
60天的收获(绿豆)和110天(玉米)种植后,每组6植物的每个情节都连根拔起决定高度,射击,和根干物质。玉米穗轴被风干,籽粒产量、体重100内核,和棒子长度测定。绿豆、角果长度、新鲜和干舱重量、水分含量(%)的种子,种子产量/植物(g)和100 -种子重量也进行了分析。进一步形成结节的数量决定。
2.6。种子的营养成分分析
在收获绿豆种子,蛋白质(32),碳水化合物(33),用高锰酸钾滴定钙(34)、铁联吡啶法(34),和磷35)估计,在玉米种子碳水化合物和蛋白质进行了分析。
2.7。金属分析
收获的植物被根和射击,碎成粉末,并在高温焚烧。火山灰从焚烧植物样本获得浓盐酸处理,分析了金属使用火焰原子吸收分光光度计(AAS) [36]。
3所示。结果
3.1。土壤分析
在所有治疗,pH值是派拉蒙施厩肥和最低Cr处理和参与土壤中氮磷钾供应(表1)。土壤的pH值的重要属性之一重金属的迁移。与控制组织相比,总有机碳(TOC)和有机质(汤姆)被发现在施厩肥处理显著增加土壤。特别是,汤姆是增加70%(表施厩肥后注意到应用程序1)和土壤有机C水平提高有机物的形式表示的施厩肥直接和间接对土壤特性的影响。
3.2。生长参数
绿豆植物的枝条和根长收获后在图1(一)。更高的拍摄(40.16厘米)和根长度记录收到的植物施厩肥和氮磷钾复合肥。有一个大幅减少拍摄(38%)和根(37%)长度的绿豆仅接受Cr时相比,控制。肥料的应用修正案增加了植物的生长速率处理和Cr的顺序增加。在这样的增长率是Cr +氮磷钾,Cr +施厩肥,Cr +氮磷钾+施厩肥。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
玉米植株的总高度每组测量比较各种修正案(数据下的增长率1(一)和2(一个))。在所有的修正案,氮磷钾复合肥增加增长率在Cr(252.4厘米)实现和未实现的(286.75厘米)的植物。结果表明,Cr不利影响增长(173.3厘米)和肥料修正案缓解毒性引起的Cr和显著提高植物的生长速率。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
3.3。收益率参数
Cr的供应产生不利影响绿豆的收益率超过玉米这表明更敏感。平均收益率绿豆种子植物处理Cr仅被发现显著()少(3.5 g /植物)的控制(6.216 g /植物)组。肥料的应用修正的产量显著提高绿豆植物按照以下顺序氮磷钾复合肥>施厩肥+氮磷钾复合肥>氮磷钾(数字1 (d)(一)和1 (d)(B))。进一步,100 -绿豆种子重量收获后决心研究Cr和肥料修正案对收益率的影响。健康的最大产量是注意到仅在施厩肥(44.75 g)治疗组和最小发现仅在Cr处理植物(19.9 g)。有近54% Cr处理植物种子重量的减少。种子与Cr治疗是不健康的,非常小的尺寸。肥料供应Cr处理种子100 -种子重量增加。Cr +施厩肥处理种子31.6 g, Cr +氮磷钾显示31 g, Cr +氮磷钾+施厩肥100 -注意到种子重量是31.5克。不同群体的荚长度也决定也显著不同。特别是pod Cr治疗组(4.9厘米)的长度显示较小长度比所有其他组(图1 (b))和水分(%)如图1 (c)。控制植物的平均角果长度记录为7.4厘米。肥料的应用增加了尺寸和重量的豆荚在Cr处理和未经处理的植物。虽然比较Cr +施厩肥,Cr +氮磷钾和Cr + Cr处理植物,植物的产量和角果长度是提高接受单一的氮磷钾施肥或施厩肥。因此两种肥料的应用不是必需的。
分析玉米的产量参数时,棒子铬对植物的长度是10.13厘米,比控制较小的15.85厘米。肥料供应铬对植物显著增加玉米长度(图2 (b))。观察到,最好的结果是发现施厩肥处理植物。棒子的长度不是问题而是内核的数量很重要,这是计算和比较。内核的总数在穗轴施厩肥处理植物最大(490)和铬对植物是最小(199)(图2(一个))。氮磷钾对植物的应用显著增加内核的数量(291)。它可能是由于更好的增长,发展和干物质积累与适当的营养供应植物和它增加了可用性和其他植物营养与相应的氮源程序。结果表明,Cr影响玉米的生长发育和产量尽管据报道作为重金属(图hyperaccumulator和宽容2 (c))。
内核的大小和性质是视觉良好和健康即使Cr治疗。所以重量100内核的Cr +施厩肥处理和穗轴几乎是相同的(91.2 g)。视觉绿豆的种子植物不健康因为Cr治疗但玉米粒没有和一样控制。最后产生的结果可以表明,Cr治疗影响植物的产量,但修正案施厩肥或与玉米氮磷钾混合作物种植提高收益率。
3.4。养分含量
蛋白质、碳水化合物、钙、磷、铁的绿豆种子和蛋白质和碳水化合物(数据材料,分析了玉米籽粒1 (e),1 (f),1 (g),2 (d))。绿豆的碳水化合物含量背景值和玉米63 g / 100 g和31 g / 100 g,分别。在玉米、玉米植物碳水化合物含量的控制是记录为20.9克/ 100克和蛋白质2.73克/ 100克。Cr治疗稍微降低了碳水化合物和蛋白质17.3克/ 100 g和2.2 g / 100 g,分别在同一组。绿豆蛋白质含量背景值和玉米是24 g / 100 g和4.3 g / 100 g,分别。玉米的平均蛋白质含量被发现在控制约3.2克/ 100克,施厩肥,氮磷钾,施厩肥+氮磷钾治疗。碳水化合物含量相同的组织从20到22克/ 100克不等。氮磷钾+施厩肥显示蛋白质最好成绩(2.9克/ 100克)内容组中获得了Cr和肥料。对碳水化合物施厩肥给好的结果(19.3克/ 100克),结果是约等于控制植物。碳水化合物和蛋白质含量的绿豆种子在对照组被发现是61.08毫克/克和24.25毫克/克,分别。 Cr application severely affects the nutrient content of green gram seeds (carbohydrate 37.5 mg/g and protein 13.11 mg/g) but it was not much affected in maize (Figure2 (d))。绿豆种子Cr处理收到的植物施厩肥高碳水化合物(48.4毫克/克)在氮磷钾三肥料修正案和蛋白质高收到Cr处理植物(19.68毫克/克)。这可能是由于蛋白质合成氮的高可用性。
铁和钙水平的Cr对绿豆种子显示大约减少50%相比,当他们控制。治疗的植物肥料帮助植物保留了营养水平。更好的结果被发现在Cr +施厩肥处理植物铁(0.635毫克/ 100克),Ca(105毫克/克)。氮磷钾对绿豆的磷含量增加植物,这可能是由于P更多数量的可用性。没有显著差异的其他治疗方法。
3.5。金属含量
Cr的数量在整个植物和收获的种子植物都提出了数字1 (h)和2 (e)。金属吸收增强了在玉米氮磷钾+施厩肥(植物:5.8毫克/克,种子:4.2 g / g)和绿豆氮磷钾对植物显示高金属含量在整个植物5毫克/ g和种子(2.3 g / g)。Cr单独治疗绿豆植物积累2.2毫克/克和种子5 g / g。这与玉米植物相比,有很大的区别在Cr的植物(4.48毫克/克)和种子(3.48 g / g)。绿豆Cr在种子植物积累高于玉米种子。
4所示。讨论
4.1。土壤分析
随后施厩肥增加土壤的有机质含量和土壤的pH值由于腐殖质物质的排放增加,腐殖酸是通过分解形成的。pH值与施厩肥河沙修改增加(37]。进一步,氮磷钾的应用程序显示最低的博士氮磷钾增加了开发的磷酸磷酸二钙(缓慢溶)释放磷酸,土壤pH值下降通过它转换为磷和氢离子。超级磷酸盐肥料减少土壤pH值(38]。施厩肥被发现的正常来源有机质含量(39]。
4.2。生长参数
当土壤金属含量高,植物失去了作用,可能是因为致命利用的金属,特别是吸收增加。进一步,因为改善吸收,金属与不同的细胞机制相互关连,扰乱正常的代谢反应,产生细胞损伤和死亡的植物在严重的情况下。铜、镉的浓度更高最对绿豆植物植物性毒素的影响,可能是由于抑制或分解的生物分子,包括酶、蛋白质和DNA,通过活性氧中间体的生成40]。
最终的腐蚀性影响主要是因为单线态氧和羟基自由基。所有类特定的生物分子受损,这些激进分子的快速反应。氧化压力的豌豆叶因为镉处理的规定41];在bean,铜与氧化酶(42]。此外,植物生长的下降可能是由于减少光合色素(43和二磷酸核酮糖羧化酶的活动44]。铬的毒性的植物通过抑制生长或多或少发生,显示绿褐色红色或紫色的叶子和坏死病变。高铬浓度抑制光合作用和严重抑制根系生长45]。
4.3。收益率参数
相关结果已经说明玉米的产量在污水污泥和垃圾堆肥46)土壤与fertilizer-amended相比时。此外,垃圾堆肥装载在一个广泛的植物营养素可以大大提高植物发展(47]。Bisessar [48)报道,芽和根的下降是抑制干物质生产和种子产量。种子产量下降后应用重金属的毒性已经认可的金属“根与芽”的传播(49]。植物不同的角色在不同的治疗方法。施厩肥增加土壤的有机碳和提高土壤质量和生长的植物50]。野人等人,Cogliastro et al。51,52见证了,高有机质和宏观和微量元素增强土壤特性和植物产量。亚达夫等人,Abrol et al。53,54)增强的可访问性报道的所有类型的土壤中养分,因为有机和无机组合。
4.4。养分含量
Bhattacharyya et al。55)报道称,施厩肥修正案显示更好的供应的氮、磷、钾,和增强土壤比unamendment的物理环境。蛋白质含量的降低可能是由于氮的可用性差(56]。养分含量的降低可能是由于酶的抑制参与合成过程(57]。
Ranganathan和Salvseelan58)表示,施厩肥改进的可用性N,铁,锌和P在土壤中。添加有机材料增加磷的棘手的部分。微生物活动也增加了,因此生物化学转换(59]。土壤的连接机制,增加磷吸收的植物是最重要的60]。
4.5。金属含量
肥料的应用稍微增加了金属积累在植物和减轻毒性的金属通过提供植物所需的营养物质。这个结果是符合先前的研究61年]。肥料影响金属吸收的植物可能会改变土壤中金属的可用性。根分泌物含有有机酸和Cr形成复合物,使其可供植物吸收。土壤施厩肥处理和氮磷钾表示更高的带正电荷的离子,由于土壤中施厩肥分解产品,拘留了有用的肥料的固定62年]。
5。结论
因此,本研究的结果得出结论,在所有的治疗,只在氮磷钾铬较高的可用性和施厩肥改良土壤玉米氮磷钾土壤改良绿豆。植物生长在施厩肥和氮磷钾仅显示更好的增长比测试控制。本研究建议施厩肥(有机)或氮磷钾(无机肥料)可能适用于减少土壤中铬的毒性和保持植物的生理成长的力量。施厩肥或氮磷钾应用程序也提高了植物的生长发育和产量在受污染的网站用于园艺和农业过程混合作物种植。
收获玉米和绿豆的种子的蛋白质组分析是目前研究尚未完成,它正在进程中。此外,Cr复苏从植物和种子将集中在未来。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。