تغییرات صفات مورفوفیزیولوژیکی جو و باقلا تحت تناوب در واکنش به سمیت نیکل و کاربرد کودهای زیستی و شیمیایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه اکوفیزیولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

2 گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

10.22034/saps.2021.13158

چکیده

چکیده
اهداف: ارزیابی اثرات سمیت نیکل بر صفات جو و باقلا  تحت تناوب با کاربرد کودهای زیستی و شیمیایی نیتروژنی از اهداف این تحقیق می­باشد.
 
موادوروش­ها: یک آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در سال­های 1395 و 1396 در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز اجرا شد. در بخش اول گیاه جو با استفاده از 36 گلدان کشت شد. عامل اول شامل غلظت نیکل در چهار سطح 0، 10، 100 و 200 میلی­گرم بر کیلوگرم خاک و عامل کودی در سه سطح شامل عدم استفاده از کود، استفاده از کود زیستی نیتروژنی و استفاده از کود شیمیایی نیتروژنی بود. در بخش دوم گیاه باقلا با استفاده از 72 گلدان (36 گلدان با تناوب جو و 36 گلدان بدون تناوب) کشت شد. در این بخش علاوه بر فاکتورهای نیکل و کود، عامل تناوب زراعی نیز اعمال شد.
 
یافته­ها: نتایج نشان داد که افزایش غلظت نیکل در خاک منجر به کاهش ارتفاع بوته، درصد آب برگ، شاخص کلروفیل برگ، وزن خشک ریشه و وزن خشک اندام هوایی گیاهان جو و باقلا شد، در مقابل نشت الکترولیت این گیاهان تحت این شرایط افزایش یافت. غلظت­های 100 و 200 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک باعث ایجاد سمیت شد، در حالی­که غلظت 10 میلی­گرم بر کیلوگرم خاک باعث بهبود رشد گیاهان شد.
 
نتیجه­گیری: کاربرد کودهای نیتروژنی باعث بهبود شرایط رشد گیاهان تحت تنش نیکل شد. کشت گیاه جو در تناوب جو-باقلا، از طریق کاهش سمیت نیکل در خاک منجر به بهبود عملکرد گیاه باقلا شد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Morpho-physiological Changes of Rotated Barley and Faba bean plants in Response to Nickel Toxicity and Chemical and Biological Fertilization

نویسندگان [English]

  • Sajad Shaker Kouhi 1
  • Safar Nasrollahzadeh 1
  • Kazem Ghasemi olezani 1
  • Nosratollah Najafi 2
چکیده [English]

Abstract
Background and Objective: The objective of this research was to assess the effect of nickel (Ni) toxicity on rotated barley and faba bean characteristics under chemical and biological nitrogenous fertilizers.
 
Materials and Methods: A greenhouse experiment with factorial arrangement based on randomized complete block design with three replications was conducted in two years of 2016-2017 at the Faculty of Agriculture, University of Tabriz. In the first part, barley seeds were sown using 36 pots with Ni levels of 0, 10, 100 and 200 mg.kg-1 and nitrogen (N) fertilizer (control, urea and Nitroxin). In the second part, faba bean seeds were cultivated in 72 pots. In this part, the crop rotation factor was applied in addition to N fertilizer and Ni treatments.
 
Results: The results indicated that increasing Ni levels in soil markedly decreased plant height, leaf water content, chlorophyll content index, and root and shoot dry matters, but increased electrolyte leakage of barley and faba bean plants. The high level of Ni (100 and 200 mg.kg-1) was led to soil toxicity. While, the low nickel concentration (10 mg.kg-1) improved the growth of plants.
 
Conclusion: It can be concluded that application of N fertilizer improved the growth conditions of plants under Ni stress. Cultivation of barley significantly decreased Ni toxicity in the soil, leading to an improvement in faba bean performance in rotation.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Barley
  • Biological Fertilizers
  • Faba Bean
  • Nickel
  • Rotation

 


مقدمه

     صنعتی شدن کشورها و افزایش جمعیت جهان طی قرن بیستم منجر به آلودگی خاک، آب و هوا توسط آلاینده‌های خطرناکی مانند فلزات­ سنگینو متعاقباً سبب آسیب به سلامتی انسان­ها و ناپایداری اکوسیستم‌های طبیعی و زراعی گردیده است  (ژانگ و همکاران 2007). آلودگی زیستگاه­ها به فلزات سنگین در جهان به یک مشکل بسیار مهم تبدیل شده است. چون نیمه‌عمر بیولوژیکی این فلزها بالاست، انباشتگی آن‌ها در بدن می‌تواند به مرزهای زیانباری رسیده و موجب بیماری در جانداران شود (بوهن و همکاران 1985). نیکل یکی از  فلزات سنگین موجود در فاضلاب­های صنایعی مثل آب­کاری فلز، رنگ­سازی، میناکاری چینی و غیره می­باشد (سرجین و کوژونیکوا  2006).  نیکل به­عنوان یک ریزمغذی در غلظت­های کم برای رشد گیاه و همچنین فعالیت برخی آنزیم­های فلزی ضروری است (شنگ و همکاران 2008). با این وجود این عنصر در غلظت­های بالا برای گیاهان سمی می­باشد (پاندی و شارما 2002). به­طورکلی، سطح سمیت بحرانی نیکل برای گیاهان حساس بیش از 10 میلی­گرم در کیلوگرم ماده خشک، برای گیاهان با حساسیت متوسط بیش از 50 میلی­گرم در کیلوگرم ماده خشک و برای گیاهان مقاوم بیش از 1000 میلی­گرم در کیلوگرم ماده خشک گیاهی گزارش شده است (چن و همکاران 2009).

     سمیت نیکل به­عنوان یک تنش غیرزیستی با برهم زدن تعادل بین تولید و تخریب، منجر به انباشتگی رادیکال­های آزاد اکسیژن و ایجاد خسارت اکسیداتیو نظیر اکسیداسیون لیپیدهای غشاء و تخریب پروتئین­ها، آنزیم­ها، رنگدانه­ها، مولکول کلروفیل و DNA شده و با مختل کردن عملکرد غشاء، مقدار آب بافت­های سلولی را کاهش می­دهد. غلظت­های سمی نیکل سبب کاهش جوانه­زنی بذر، کاهش رشد گیاه، جلوگیری از توسعه سیستم ریشه، ایجاد کلروز و بافت مردگی برگ، تخریب مولکول کلروفیل و کاهش فتوسنتز و تنفس گیاه می­شود (بهمن زیاری و همکاران 2013). گیاهان کلم رشد یافته در شرایط تتش نیکل دچار کاهش 40 درصدی سطح برگ شدند (بیشنوی و همکاران 1993). حضور بیش از حد نیکل در بافت برگی گیاه لوبیا سبز باعث بالا رفتن میزان ABA و در نتیجه بسته شدن روزنه گردید (مولاس 1997). محققان گزارش کرده­اند که کاهش فتوسنتز توسط نیکل به دلیل اختلال در ساختار کلروپلاست، کلروفیل، انتقال الکترون، جلوگیری از فعالیت آنزیم‌های چرخه کلوین و کاهش نفوذ CO2 به دلیل بسته شدن روزنه می‌باشد (سرجین و ایوانو 2001). خطیب و همکاران (2008) گزارش کردند که گیاهان جعفری رشد یافته تحت تنش نیکل کاهش معنی­داری در سطح برگ و وزن تر و خشک گیاه نشان دادند.

     قرار گرفتن گیاهان در تناوب باعث افزایش فعالیت باکتری­ها می­شود که زیست فراهمی فلزات سنگین را کاهش می­دهد (فاماگالی و همکاران2014). افزایش جمعیت ریزجانداران مفید می­تواند مقاومت گیاه به تنش‌های مختلف محیطی مانند کمبود آب، عناصر غذایی و سمّیت فلزات سنگین را کاهش دهد (وو و همکاران 2010). کاربرد مقادیر مناسب کودهای حاوی عناصر اصلی (نیتروژن، فسفر و پتاسیم) و کودهای زیستی می­تواند اثرات سودمندی بر زیست فراهمی فلزات سنگین داشته باشد (وی و همکاران 2008). کودهای زیستی با مکانیسم­های متعددی ازجمله تثبیت نیتروژن، کمک به آزاد شدن عناصر غذایی در خاک، تولید هورمون­های محرک رشد گیاه و افزایش کارآیی جذب ریشه، موجب بهبود رشد و عملکرد گیاه می­شوند (باشو و همکاران 2008). سمیت ناشی از غلظت­های بالای نیکل از یک سو و ضرورت وجود آن برای رشد گیا­هان از سویی دیگر، نشان دهنده اهمیت شناخت علائم مسمومیت این عنصر در گیاه و همچنین اطلاع از میزان جذب آن توسط گیاهانی که در شرایط وجود غلظت های مختلف نیکل رشد داده شده اند، می باشد. بر همین ­اساس در این پژوهش کوشش می­شود که اثر نیکل بر صفات گیاهان جو و باقلا تحت تناوب با کاربرد کودهای نیتروژنی نیتروکسین واوره مورد ارزیابی قرار گیرد.

 

موادوروشها

         این پژوهش در گلخانه گروه اکوفیزیولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز در سال­های 1395 و 1396 انجام پذیرفت.  مشخصات خاک مورد استفاده آزمایش در جدول 1 ارائه شده است.

 

 

جدول 1- برخی ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی خاک مورد استفاده

pH

رس

(%)

سیلت

(%)

شن

(%)

بافت

کربن آلی (%)

نیتروژن کل (%)

هدایت

 الکتریکی

(dS. m-1)

نیکل  کل

(mg. Kg-1)

فسفر قابل جذب

(mg. Kg-1)

پتاسیم قابل جذب

(mg. Kg-1)

نیکل

 قابل جذب

(mg. Kg-1)

1/8

25

26

49

لوم رسی شنی

94/0

042/0

68/0

87/16

5/33

719

61/0

                         

 

 

    

 

   آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. در بخش اول گیاه جو با استفاده از 36 گلدان (36 گلدان به­صورت نکاشت باقی ماند) کشت شد. عامل اول شامل غلظت نیکل در چهار سطح 0، 10، 100 و 200 میلی­گرم بر کیلوگرم خاک از منبع سولفات نیکل ((NiSo4, 6H2O و عامل کودی در سه سطح شامل عدم استفاده از کود، استفاده از کود زیستی نیتروژنی ( نیتروکسین ) و استفاده از کود شیمیایی نیتروژنی( اوره ) بود. در بخش دوم گیاه باقلا با استفاده از 72 گلدان (36 گلدان با تناوب جو و 36 گلدان بدون تناوب) کشت شد. در این بخش علاوه بر فاکتورهای نیکل و کود، عامل تناوب زراعی در دو سطح شامل (بدون کشت – کشت باقلا و کشت جو - کشت باقلا) اعمال شد.

     هر گلدان حاوی 4 کیلوگرم خاک بود. نمونه­های­ خاک پس از هوا خشک شدن در کیسه­های نایلونی ریخته شد و سطوح نیکل در رطوبت ظرفیت مزرعه (FC) به آن اضافه و به­طور متناوب بهم زده شدند و سه چرخه مرطوب کردن (تا رطوبت FC) و خشک کردن (تا رطوبت هواخشک) جهت اختلاط کامل نیکل با خاک، اعمال شد. سپس نمونه­های خاک­ در گلدان­ها ریخته و آماده کشت شد. کود زیستی مورد استفاده در این تحقیق از نوع نیتروکسین بود که دارای مجموعه­ای از مؤثرترین باکتری­های تثبیت کننده نیتروژن از جنس ازتوباکترو آزوسپریلیوم می­باشد که توسط مؤسسه فن­آوری زیستی آسیا تولید شده است. سهم هر یک از جنس­های باکتری در هر میلی­لیتر نیتروکسین به تعداد (CFU) 108 سلول زنده است. نحوه­ی مصرف این کود به­صورت تلقیح با بذور جو و باقلا (100 میلی ایتر به ازای بذر مصرفی) می­باشد. کود شیمیایی مصرفی از نوع کود اوره (1 گرم در هر گلدان) بود که به­صورت پیش کاشت به خاک گلدان­ها اضافه شد. رقم جو مورد استفاده نیمروز بود که از موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر خوزستان تهیه شد. همچنین برای باقلا از رقم محلی استان گیلان استفاده شد. پس از کاشت بذور و انجام عملیات تنک، تعداد 8 بوته جو و 6 بوته باقلا در گلدان­ها نگه داشته شد. در طول دوره رشد، رطوبت گلدان­ها در حدود ظرفیت مزرعه نگهداری شد.

     برای تعیین درصد آب برگ (LWC)، در مرحله زایشی و قبل از آبیاری گیاهان، از هر گلدان 5 برگ جوان توسعه یافته از یک بوته جدا شد و در داخل کیسه پلاستیکی قرار گرفت و بلافاصله پس از انتقال به آزمایشگاه توزین گردید (وزن تر، FW). سپس به مدت  48 ساعت در آونی با دمای 75 درجه سانتی­گراد قرار داده شد و وزن خشک(DW) نمونه­ها به دست آمد. در نهایت درصد آب برگ از فرمول LWC = (FW - DW) / FW) × 100 محاسبه گردید. شاخص کلروفیل برگ در مرحله گلدهی با استفاده از دستگاه کلروفیل سنج (CCM-200) اندازه‌گیری شد. درصد نشت یونی (EL) به روش تاس و باسار (2009) اندازه­گیری شد. بدین منظور برگ­های تازه به­طور دقیق با آب مقطر شسته شدند. از هر برگ، دیسک­های 2 سانتی­متری تهیه گردید و درون ارلن­های حاوی 20 میلی­لیتر آب مقطر منتقل شد و در دمای اتاق (25 درجه سانتی­گراد) روی شیکر قرار گرفت و پس از 24 ساعت هدایت الکتریکی آب داخل ارلن (EC1) به وسیله EC متر، اندازه­گیری شد. سپس نمونه­ها به­مدت یک ساعت درون اتوکلاو در دمای 120 درجه سانتی­گراد قرار گرفتند و مجدداً هدایت الکتریکی (EC2) اندازه­گیری شد. در نهایت مقادیر نشت الکترولیت با استفاده از رابطه زیر محاسبه گردید:

EL = (EC1 / EC2) × 100

     اندازه‌گیری ارتفاع بوته در مرحله رسیدگی از قسمت یقه تا نوک ساقه،  به صورت تصادفی در 3 بوته اانجام گرفت. جهت به­دست آوردن وزن خشک ریشه و اندام­های هوایی، بعد از برداشت و خارج کردن بوته­ها، نمونه­های گیاهی با آب مقطر شسته شده و در آون با درجه حرارت 75 درجه سانتی­گراد به مدت 48 ساعت قرار داده شدند و سپس وزن آن­ها اندازه‌گیری شد. تجزیه واریانس به ‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی انجام گرفت و مقایسه میانگین داده‌ها با استفاده از آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام شد. محاسبات آماری با استفاده از نرم­‌افزارهای MSTAT-C و SPSS و رسم نمودارها به کمک نرم‌افزار EXCEL انجام شد.

 

نتایجوبحث

     نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر سطوح مختلف نیکل، کود نیتروژنی و اثر متقابل آن­ها بر ارتفاع بوته جو معنی­دار بود (جدول 2). افزایش غلظت نیکل در خاک منجر به کاهش ارتفاع بوته جو شد، به­طوری­که این کاهش در تیمارهای 100 و 200 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک نسبت به تیمار شاهد به­ترتیب 16 و 33 درصد به­دست آمد. کاربرد کود اوره و نیتروکسین باعث افزایش در ارتفاع بوته در سطوح 0 و 10 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک نسبت به تیمار شاهد شد، اگرچه این افزایش برای نیتروکسین قابل­توجه نبود. بیشترین ارتفاع بوته جو در تیمار10 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک با کاربرد کود اوره حاصل شد (جدول 3). فلزات سنگین با اختلال در عمل هورمون­هایی مانند اکسین، کاهش در رشد گیاه را درپی دارند. تأثیر مستقیم فلزات در متابولیسم سلولی اندام هوایی، ممکن است منجر به کاهش ارتفاع بوته و سایر صفات رشدی در گیاهان تحت تاثیر تنش این فلزات شود (پوترز و همکاران 2007). مطالعات نشان می­دهد که فلزات سنگین مانند نیکل منجر به ناهنجاری­های کروموزومی شده و در نتیجه باعث کاهش رشد گیاه می‌گردد (میکایلس و همکاران 1986). یانگ و همکاران (1996) با مطالعه بر روی جو و برنج گزارش کردند که طول ریشه و اندام هوایی این گیاهان با افزایش غلظت نیکل کاهش می­یابد.

 

 

جدول 2- نتایج تجزیه واریانس اثر تیمارهای مختلف نیکل و کود بر صفات جو

میانگین مربعات

 

 

وزن خشک اندام هوایی

وزن خشک ریشه

نشت الکترولیت

درصد آب برگ

شاخص کلروفیل برگ

ارتفاع بوته

درجه آزادی

منابع تغییر

01/0

44/0

02/0

17/0

43/0

25/2

2

تکرار

**7/211

**77/7

**8/2233

**8/190

**4/1217

**9/849

3

نیکل

**56/7

ns71/0

**65/3

*38/2

*17/2

**42/6

2

کود

**91/6

ns01/0

**37/0

*84/1

**95/5

*46/3

6

نیکل×کود

41/0

21/0

01/0

52/0

58/0

11/1

22

خطا

1/3

61/13

71/0

85/0

26/2

02/2

-

ضریب تغییرات (%)

 

      ns ، * و **به ترتیب غیر معنی­دار و معنی­دار در سطح احتمال 5 و 1 درصد می باشد.

 

 

 

 

 

   شاخص کلروفیل برگ جو به­طور معنی­داری تحت تأثیر تیمارهای نیکل و کود نیتروژنی قرار گرفت. اثر متقابل نیکل × کود نیز برای این صفت معنی­دار بود (جدول 2). با افزایش غلظت نیکل به 100 و 200 میلی­گرم بر کیلوگرم خاک، کاهش قابل­توجهی در شاخص کلروفیل برگ مشاهده شد. از طرفی کاربرد کودهای اوره و نیتروکسین منجر به بهبود این شاخص در سطوح پایین نیکل شد. براین اساس، بیشترین مقدار شاخص کلروفیل برگ مربوط به تیمار شاهد نیکل با کاربرد کود اوره بود (جدول 3).


 

 

 

جدول 3- مقایسه میانگین ترکیبات تیماری نیکل و کود بر ارتفاع بوته، شاخص کلروفیل برگ، درصد آب برگ، نشت الکترولیت ووزن خشک اندام هوایی جو

وزن خشک

اندام هوایی (g.pot-1)

نشت الکترولیت (%)

درصد آب برگ

شاخص کلروفیل برگ

ارتفاع بوته

(cm)

کود نیتروژنی

سطوح نیکل (mg.kg-1)

89/21b

8/5i

86/87b

63/41c

56/58c

عدم کاربرد

 

83/25a

4/5j

83/89a

85/44a

50/61ab

اوره

0

33/25a

1/5k

63/89a

65/44a

10/60bc

نیتروکسین

 
             

73/22b

13/7g

73/87b

08/41c

80/59bc

عدم کاربرد

 

50/26a

2/6h

26/88b

76/43ab

26/62a

اوره

10

93/25a

7g

63/88ab

21/43b

96/59bc

نیتروکسین

 
             

56/18c

25d

26/83d

02/31d

23/51d

عدم کاربرد

 

18c

23f

63/84c

75/29de

53/50de

اوره

100

43/17c

66/23e

13/84cd

17/29e

16/49e

نیتروکسین

 
             

83/15d

43/39a

70/79e

87/19f

73/40f

عدم کاربرد

 

86/14d

38c

40/79e

43/18g

03/40f

اوره

200

70/14d

5/38b

03/78f

20/19fg

40/39f

نیتروکسین

 

      حروف غیرمشابه نشانگر اختلاف معنی­دار در سطح احتمال 5 درصد است.

 

 

     علت اصلی کاهش شاخص کلروفیل، بازدارندگی بیوسنتز کلروفیل تحت تأثیر فلزات سنگین  است (استوبارت و همکاران 1985). عناصر سنگین از طریق بازدارندگی در فعالیت دو آنزیم گاما آمینولوولینیک اسید دهیدروژناز (Gamma- aminolevulinic acid dehydrogenase) و پروتوکلروفیل ردوکتاز (protochlorophyllide reductase)، باعث کاهش بیوسنتز کلروفیل و تجزیه زیستی آن می­گردند (اوزونیدو و همکاران 1995 و موستاکاس و همکارن 1997). کاهش سطح کلروفیل تحت تنش عناصر سنگین، تنها به علت ممانعت از بیوسنتز کلروفیل نیست، بلکه جانشینی منیزیم موجود در ساختار کلروفیل به­وسیله عناصر سنگین از عمده­ترین اثرات تخریبی این عناصر بر ساختار کلروفیل محسوب می­گردد (کوپر و همکاران 1996). پاندی و شارما (2003) نشان دادند که غلظت­های بالای نیکل، کادمیوم و کبالت منجر به کاهش قابل‌توجه در غلظت کلروفیل گیاه کلم شده است. گاجیوسکا و همکارن (2006) گزارش کردند که تنش نیکل باعث کاهش محتوای کلروفیل گندم شد. بهبود شاخص کلروفیل در اثر کودهای نیتروژنی به­طور عمده می‌تواند به حضور چهار اتم نیتروژن در ساختار مولکول کلروفیل مربوط باشد (مارشنر 2003). نیتروژن به‌عنوان یک عنصر ساختاری مولکول‌های کلروفیل بر تشکیل کلروپلاست و تجمع کلروفیل در آن­ تأثیر می­گذارد (دوقتری و همکاران 2000).

          درصد آب برگ جو به­طور معنی­داری تحت تأثیر تیمارهای نیکل و کود نیتروژنی قرار گرفت. اثر متقابل نیکل × کود نیز برای این صفت معنی­دار بود (جدول 2). افزایش غلظت نیکل در خاک منجر به کاهش درصد آب برگ شد، به­طوری که این کاهش در تیمارهای 100 و 200 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک نسبت به تیمار شاهد به­ترتیب 6 و 11 درصد به­دست آمد. کاربرد کودهای اوره و نیتروکسین به جزء در سطح 200 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک، باعث افزایش درصد آب برگ شد. بیشترین و کمترین درصد آب برگ به ترتیب در تیمار شاهد نیکل با کاربرد اوره و تیمار 200 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک با کاربرد نیتروکسین مشاهد شد (جدول 3). تنش فلزات سنگین می­تواند اثرات مختلفی بر محتوای نسبی آب گیاهان داشته باشد. این تنش می­تواند منجر به تولید اکسیژن فعال و آسیب به غشاء­ها و نشت شیره سلولی به واسطه پراکسیداسیون لیپید شود (پاندی و گواتام 2009). محققان گزارش کردند که کاهش درصد آب برگ تحت غلظت­های بالای نیکل می­تواند به­دلیل کاهش در پتانسیل اسمزی شیره سلولی (روچینسکا-سوبکویاک 2016)، کاهش اندازه و سطح برگ و کاهش تعداد روزنه‌های سالم در هر واحد سطح برگ (گرگر و جوهانسون 1992)، باشد. رازر و دمبروف (1981) گزارش کردند که قرار گرفتن در معرض سطوح بالای نیکل، افت زیادی را در پتانسیل آب برگ لوبیای سفید ایجاد می­کند.

     با توجه به نتایج تجزیه واریانس مشاهده می­شود که اثر تیمارهای نیکل، کود نیتروژنی و اثر متقابل آن­ها بر نشت الکترولیت برگ جو در سطح احتمال یک درصد معنی­دار می­باشد (جدول 2). با افزایش غلظت نیکل در خاک، میانگین نشت الکترولیت برگ جو به­طور معنی­داری افزایش یافت. در مقابل، کاربرد کودهای اوره و نیتروکسین باعث کاهش این صفت شد. غلظت­های 10، 100 و 200 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک به­ترتیب به افزایش 20، 77 و 85 درصدی نشت الکترولیت برگ منجر شدند. بیشترین مقدار نشت الکترولیت برگ در تیمار 200 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک تحت عدم کاربرد کود حاصل شد (جدول 3). این نتایج نشان می­دهد که نیکل متناسب با افزایش غلظت در خاک، تخریب دیواره­ی سلولی را تحریک می­کند و این تخریب منجر به افزایش تراوش الکترولیت می­شود (آزودو و همکاران 2005). افزایش نشت الکترولیت در معرض سطوح بالای نیکل ممکن است در نتیجه افزایش تشکیل گونه­های اکسیژن فعال ROS، افزایش پراکسیداسیون لیپید و در نتیجه آسیب غشای سلولی باشد ( باکوچ و همکاران 1998). گاجیوسکا و همکارن (2013) گزارش کردند که قرار گرفتن در معرض نیکل (50 میکرو مولار) منجر به افزایش نشت الکترولیت برگ گندم نسبت به تیمار شاهد شد.

          اثر سطوح مختلف نیکل بر وزن خشک ریشه گیاه جو در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود (جدول 2). با افزایش علظت نیکل به 100 و 200 میلی­گرم بر کیلوگرم خاک، وزن خشک ریشه کاهش قابل ملاحضه­ای یافت به‌طوری­که این کاهش برای این تیمارها به ترتیب 23 و 46 درصد نسبت به تیمار شاهد بود. بیشترین وزن خشک ریشه مربوط به تیمار 10 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک بود که بیانگر اثرات مثبت نیکل در سطوح پایین بر رشد گیاه جو می­باشد، هرچند اختلاف معنی­داری با تیمار شاهد نداشت (شکل 1).

     کاهش رشد گیاه را می­توان به­عنوان یک شاخص مفید برای نشان دادن میزان سمیت فلزات سنگین دانست (ارنست و همکاران 1992). کاهش معنی دار در وزن خشک ریشه ناشی از اثر سمیت نیکل در این اندام است. به­دلیل این­که ریشه اولین اندامی است که در معرض سمیت قرار دارد و بیش از سایر اندام­ها در معرض آسیب عوامل بیرونی قرار می­گیرد، در واقع می­توان بیان نمود که ریشه به­طور مستقیم در معرض سمیت نیکل قرار دارد، اما سمیت در سایر قسمت­های گیاه به­طور غیرمستقیم می­باشد. یکی از علل بازدارندگی رشد ریشه در غلظت­های بالای فلزات سنگین، حساسیت زیاد مریستم آپیکال ریشه به این فلزات است (پینروس و همکاران 1998). غلظت­های سمی نیکل از طریق تغییر در ساختار غشای سلول­های ریشه و کاهش سطوح جذب کننده آب، منجر به کاهش پتانسیل آب گیاه می­شود که تأثیر منفی بر فرآیندهای فیزیولوژیکی نظیر تعرق، تنفس، فتوسنتز و در نهایت کاهش رشد گیاه و بیوماس را به دنبال دارد (فوئنتس و همکاران 2006). محققین نشان دادند که فلزات سنگین از جمله نیکل باعث کاهش وزن خشک ریشه و بخش هوایی گیاهان و به‌طورکلی سبب کاهش بیوماس گیاهی می­شوند (پاریدا و همکارن 2003).

 

 

شکل 1- مقایسه میانگین وزن خشک ریشه جو تحت تأثیر سطوح مختلف نیکل

 

 

     نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر تیمارهای نیکل، کود نیتروژنی و اثر متقابل آن­ها بر وزن خشک اندام هوایی گیاه جو در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود (جدول 2). وزن خشک اندام هوایی در سطوح بالای نیکل کاهش قابل­توجهی نسبت به تیمارهای شاهد و 10 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک نشان داد. کاربرد کودهای اوره و نیتروکسین منجر به بهبود این صفت در تیمارهای شاهد و 10 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک شد که در این میان تأثیر اوره بیشتر از نیتروکسین بود. وزن خشک اندام هوایی در تیمار 10 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک با کاربرد اوره بیشترین و در تیمار 200 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک با کاربرد نیتروکسین کمترین مقدار را به خود اختصاص داد (جدول 3).  در غلظت­های بالای فلزات سنگین گیاهان بیشتر انرژی خود را صرف بقاء در این محیط می­نمایند و انرژی کمتری صرف رشد کلی گیاه می­شود. کاهش توده بخش هوایی با افزایش غلظت عناصر سنگین ممکن است به علت حساسیت آنزیم­های چرخه­‌ی احیای کربن فتوسنتزی به نیکل باشد (شئوران و همکاران 1990). در تحقیقی مشاهده شد که با افزایش غلظت نیکل به 300 تا 400 میلی­گرم بر کیلوگرم خاک، وزن خشک اندام هوایی گیاهان آفتابگردان و سورگوم کاهش یافت، به‌طوری­که آفتابگردان تأثیر بیشتری از وجود نیکل در خاک پذیرفت (محمدزاده و همکاران 2017).

     اثر تناوب، سطوح مختلف نیکل و کود نیتروژنی بر ارتفاع بوته گیاه باقلا در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود. همچنین اثرات متقابل تناوب × نیکل و نیکل × کود برای این صفت معنی­دار شد (جدول 4). بدون در نظر گرفتن فاکتورهای تناوب و کود ، ارتفاع بوته باقلا تحت غلظت­های 100 و 200 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک نسبت به تیمار شاهد به ترتیب کاهش 6 و 17درصدی نشان داد. اجرای تناوب و کاربرد کودهای نیتروژنی باعث افزایش ارتفاع بوته شد (جدول 5). مقایسه میانگین­های ترکیبات تیماری تناوب و نیکل برای ارتفاع بوته باقلا نشان می­دهد که اجرای تناوب در سطوح بالای نیکل منجر به افزایش ارتفاع بوته شد، درحالی­که این افزایش در سطوح پایین قابل­توجه نبود (شکل 2الف). همچنین با توجه به مقایسه میانگین­های ترکیبات تیماری نیکل و کود، کاربرد کودهای نیتروژنی باعث بهبود ارتفاع بوته در تمامی سطوح نیکل شد (شکل 2ب).

     کاهش طول اندام هوایی در نتیجه حضور فلزات سنگین می­تواند به­دلیل تأثیر بازدارنده این فلزات بر رشد طولی ریشه و کاهش جذب مواد معدنی باشد (واسیلوو یوردانوو 1997). محققین دریافتند که عناصر سنگینی که به بخش هوایی گیاه منتقل می­شوند به علت اختلال در سوخت و ساز سلولی بخش هوایی، ارتفاع گیاه را کاهش می­دهند (ژو و همکارن، 2004). افزایش ارتفاع بوته از طریق کاربرد کودهای نیتروژنی می­تواند مربوط به دسترسی بیشتر گیاه به آب و عناصر غذایی کافی به ویژه نیتروژن باشد که بر روی تقسیم و بزرگ شدن سلول­ها مؤثر است. محققین افزایش ارتفاع بوته در نتیجه کاربرد کودهای زیستی را ناشی از سنتز و ترشح مواد محرک رشد گیاه مانند انواع هورمون­های تنظیم کننده رشد از جمله اکسین­ها، اسید آمینه­های مختلف و انواع آنتی‌بیوتیک­ها می­دانند که با تحریک رشد گیاه و افزایش طول میانگره در نهایت باعث افزایش ارتفاع گیاه می­شود (تیلاک و همکاران 2005).

 

 

جدول 4- تجزیه واریانس اثر تیمارهای تناوب، نیکل و کود بر صفات باقلا

میانگین مربعات

 

 

وزن خشک اندام هوایی

وزن خشک ریشه

نشت الکترولیت

درصد آب برگ

شاخص کلروفیل برگ

ارتفاع بوته

درجه آزادی

منابع تغییر

10/1

004/0

32/1

94/0

44/0

03/0

2

تکرار

**71/8

**41/0

*70/4

**84/37

**61/17

**22/22

1

تناوب

**8/899

**86/10

**9/4457

**9/283

**5/1391

**4/821

3

نیکل

**38/2

**03/0

ns01/1

ns76/0

ns14/0

*74/3

3

تناوب×نیکل

**003/7

**09/0

**02/5

**34/3

**85/14

**86/12

2

کود

63/0ns

**16/0

ns04/0

ns09/0

ns29/0

ns05/0

2

تناوب×کود

**7/1

**08/0

*87/1

**04/1

**91/7

*63/2

6

نیکل×کود

**85/2

**01/0

ns14/0

ns52/0

ns07/0

ns06/0

6

تناوب×نیکل×کود

36/0

005/0

71/0

30/0

33/0

06/1

46

خطا

11/2

5/2

23/4

65/0

53/1

33/1

-

ضریب تغییرات (%)

       ns، * و **به ترتیب غیر معنی­دار و معنی­دار در سطح احتمال 5 و 1 درصد  می باشد.

    

 

اثر تناوب، سطوح مختلف نیکل، کود نیتروژنی و اثر متقابل نیکل × کود بر شاخص کلروفیل برگ گیاه باقلا در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود (جدول 4). شاخص کلروفیل در غلظت­های بالای نیکل کاهش قابل­توجهی نسبت به تیمار شاهد و تیمار 10 میلی­گرم بر کیلوگرم خاک نشان داد. همبستگی مثبتی بین اجرای تناوب و کاربرد کودهای نیتروژنی با شاخص کلروفیل مشاهده شد (جدول 5). مقایسه میانگین‌های ترکیبات تیماری نیکل و کود نشان می­دهد که کاربرد کودهای نیتروژنی باعث بهبود شاخص کلروفیل باقلا در سطوح نیکل می­شود (شکل 3). از آن­جایی که برخی از ویژگی­های نیکل شبیه یون­های کلسیم، منیزیوم، منگنز، آهن، مس و روی است، بنابراین ممکن است با این فلزات در فرآیندهای جذب و ترشح رقابت کند. در نتیجه این رقابت، نیکل در غلظت­های بالا ممکن است جذب و غلظت این فلزات را کاهش داده و منجر به کمبود آن­ها در گیاه شود و به تبع آن باعث کاهش غلظت کلروفیل شود (ست و همکاران 2008). مونی و همکاران (2001) نشان دادند میزان کلروفیل در برگ­های گیاهان لوبیا چیتی که در تیمار با شکل معدنی نیکل رشد کرده بودند کاهش یافته است.

 

 

 

 

 

شکل 2-  مقایسه میانگین ارتفاع بوته باقلا تحت تحت تأثیر متقابل تناوب و نیکل (الف) و نیکل و کود (ب)

 

 

 

 

 

 

 

جدول 5- مقایسه میانگین اثر تیمارهای تناوب، نیکل و کود بر ارتفاع بوته،

شاخص کلروفیل برگ، درصد آب برگ و نشت الکترولیت باقلا

نشت الکترولیت (%)

درصد آب برگ

شاخص کلروفیل برگ

ارتفاع بوته (cm)

تیمار

 

 

 

 

تناوب

15/20a

08/83b

43/37b

b93/76

بدون تناوب

64/19b

54/84a

42/38a

a04/78

تناوب جو-باقلا

 

   

 

نیکل

25/6d

08/87a

51/45a

4/82a

0

68/7c

06/87a

82/44a

24/82a

10

80/26b

11/82b

01/34b

31/77b

100

87/37a

99/78c

36/27c

99/67c

200

 

 

 

 

کود نیتروژنی

40/20a

57/83b

16/37b

b65/76

عدم کاربرد کود

50/19b

24/84a

87/37ab

a81/77

اوره

80/19ab

61/83b

73/38a

a02/78

نیتروکسین

                         حروف غیرمشابه نشانگر اختلاف معنی­دار در سطح احتمال 5 درصد است.

 

 

شکل 3-  مقایسه میانگین شاخص کلروفیل برگ باقلا تحت تأثیر متقابل نیکل و کود

    

 

نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر تناوب، سطوح مختلف نیکل و کود نیتروژنی بر درصد آب برگ گیاه باقلا در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود. همچنین اثر متقابل نیکل × کود برای این صفت معنی­دار شد (جدول 4). افزایش غلظت نیکل در خاک منجر به روند نزولی در درصد آب برگ گیاه باقلا شد. در مقابل، اجرای تناوب و کاربرد کودهای نیتروژنی باعث بهبود این صفت شد (جدول 5). با توجه به مقایسه میانگین­های ترکیبات تیماری نیکل و کود، کاربرد کودهای نیتروژنی باعث افزایش درصد آب برگ در سطوح مختلف نیکل به جزء تیمار شاهد شد، هرچند این افزایش فقط برای تیمار 10 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک با کاربرد اوره قابل­توجه بود (شکل 4). در بسیاری از مطالعات ثابت شده که گیاهان تنش دیده با منفی کردن هرچه بیشتر پتانسیل اسمزی در شیره­ی سلولی برگ باعث تنظیم اسمزی می­شوند (ساریتا و همکارن 2008 و آلسوکاری و آلدسکیو2011).


 

شکل 4-  مقایسه میانگین درصد آب برگ باقلا تحت تأثیر متقابل نیکل و کود

 


     نشت الکترولیت برگ گیاه باقلا به­طور معنی­داری تحت تأثیر تیمارهای تناوب، نیکل و کود نیتروژنی قرار گرفت. اثر متقابل نیکل × کود نیز برای این صفت معنی­دار شد (جدول 4). افزایش سطوح نیکل در خاک منجر به افزایش نشت الکترولیت برگ شد، در مقابل، اجرای تناوب و کاربرد کودهای نیتروژنی این صفت را کاهش داد (جدول 5). مقایسه میانگین­های اثر متقابل نیکل × کود برای نشت الکترولیت برگ گیاه باقلا نشان می­دهد که کاربرد کودهای نیتروژنی باعث کاهش این صفت در تمامی سطوح نیکل شد. بیشترین مقدار نشت الکترولیت در تیمار 200 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک تحت عدم کاربرد کود حاصل شد (شکل 5). در آزمایشی بر روی خردل هندی گزارش شد که با افزایش غلظت کادمیوم در خاک تراوش الکترولیت­ها افزایش یافت (ایقبال و همکاران 2010).

 

 

 

شکل 5-  مقایسه میانگین نشت الکترولیت برگ باقلا تحت تأثیر متقابل نیکل و کود

 

    


اثر تیمارهای تناوب، نیکل، کود نیتروژنی و اثرات متقابل دوگانه و سه­گانه آن­ها برای وزن خشک ریشه گیاه باقلا در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود (جدول 4). وزن خشک ریشه باقلا همبستگی منفی با افزایش سطوح نیکل در خاک تحت هر دو شرایط تناوب و بدون تناوب نشان داد. در مقابل، اجرای تناوب و کاربرد کودهای نیتروژنی همبستگی مثبتی با این صفت داشت. بالاترین مقدار وزن خشک ریشه باقلا مربوط به تیمار شاهد نیکل با کاربرد کود اوره تحت شرایط تناوب بود (جدول 6). افزایش وزن خشک گیاه باقلا تحت تناوب جو-باقلا می­تواند در نتیجه افزایش ماده آلی خاک و بهبود ساختار خاک از طریق تجزیه­ی بقایای گیاه جو در خاک باشد. کاهش رشد تحت تنش فلزات سنگین ممکن است به­طور کلی به ­دلیل از دست رفتن اتساع سلولی، کاهش فعالیت میتوزی و یا مهار طویل شدن سلول­ها باشد (شاه و همکاران 2008). نتایج این آزمایش با گزارش­هایی مبنی بر کاهش معنی­دار وزن خشک گیاه برنج تحت تیمار غلظت فلز نیکل نیز مطابقت دارد (مولاس و باران 2004). آمیانا و آمال (2012) گزارش کردند که وزن خشک ریشه گیاه ذرت با افزایش سطح مس درخاک، کاهش می­یابد.

 

 

 

جدول 6- مقایسه میانگین ترکیبات تیماری تناوب، نیکل و کود بر وزن خشک ریشه و

وزن خشک اندام هوایی باقلا

وزن خشک اندام هوایی

 (g/pot)

وزن خشک ریشه

 (g/pot)

 

 

تناوب

بدون تناوب

تناوب

بدون تناوب

کود نیتروژنی

سطوح نیکل (mg/kg)

41/34ab

49/32c

58/3cd

41/3fg

عدم کاربرد

 

87/34ab

82/34ab

90/3a

73/3b

اوره

0

88/32c

71/32c

84/3ab

35/3g

نیتروکسین

 
           

99/33b

60/32c

47/3defg

45/3efg

عدم کاربرد

 

22/35a

21/34ab

61/3c

50/3cdef

اوره

10

84/34ab

34/34ab

85/3ab

55/3cde

نیتروکسین

 
           

35/27d

41/28d

46/2j

62/2hi

عدم کاربرد

 

46/28d

34/28d

73/2h

60/2i

اوره

100

94/27d

93/27d

71/2hi

46/2j

نیتروکسین

 
           

99/17fg

94/18f

04/2L

19/2k

عدم کاربرد

 

44/20e

29/18fg

23/2k

94/1L

اوره

200

65/20e

61/17g

01/2L

82/1m

نیتروکسین

 

                      حروف غیرمشابه نشانگر اختلاف معنی­دار در سطح احتمال 5 درصد است.

 

 

 

 

    نتایج تجزیه واریانس نشان داد که وزن خشک اندام هوایی گیاه باقلا به­طور معنی‌داری تحت تأثیر تناوب، نیکل، کود و اثرات متقابل تناوب × نیکل، نیکل × کود و تناوب × نیکل × کود قرار گرفت (جدول 4). افت شدیدی در وزن خشک اندام هوایی باقلا در غلظت­های بالای نیکل تحت هر دو شرایط تناوب و عدم تناوب حاصل شد. بیشترین و کمترین مقدار وزن خشک اندام هوایی باقلا به ترتیب در تیمار 10 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک با کاربرد اوره تحت تناوب و تیمار 200 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک با کاربرد نیتروکسین تحت شرایط بدون تناوب به­دست آمد (جدول 6). فلزات سنگین از یک طرف با کاهش تورژسانس سلولی موجب کاهش تقسیم سلولی و مهار رشد سلول می­شوند و از طرف دیگر با انباشت در دیواره سلولی و ورود به سیتوپلاسم و ایجاد اختلال در متابولیسم طبیعی سلول منجر به کاهش رشد می­گردند (سعیدی سار و همکارن 2005). وانگ و همکارن (2010) مشاهد کردند که اثر مقادیر زیاد نیکل در گندم منجر به کاهش رشد اندام هوایی می­گردد. جادیا و فولکار (2008) مشاهده کردند که افزایش غلظت نیکل به 40 و 50 میلی­گرم در خاک منجر به کاهش معنی­داری در وزن خشک ریشه و اندام هوایی گیاه آفتابگردان در مقایسه با تیمار شاهد شد.   

    با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش تمامی صفات مورد مطالعه گیاهان جو و باقلا به طور قابل توجهی تحت تاثیر غلظت های بالای نیکل قرار گرفتند.  غلظت 10 میلی­گرم نیکل بر کیلوگرم خاک بر عکس غلظت­های 100 و 200 که باعث ایجاد سمیت شدند، منجر به بهبود رشد گیاهان شد. کاربرد کودهای نیتروژنی باعث بهبود شرایط رشد و مقاومت گیاهان تحت تنش نیکل شد. تجزیه بقایای گیاه جو در خاک در اثر اجرای تناوب جو- باقلا منجر به افزایش جمعیت میکروبی خاک و در نتیجه باعث بهبود شرایط رشد گیاه باقلا ­­­شد. به­عبارت دیگر، گیاه جو قابلیت دسترسی به نیکل در خاک را برای گیاه باقلا کاهش داد.

 

سپاسگزاری

     از همکاران محترم آقای دکتر کاظم قاسمی گلعذانی، دکتر نصرت اله نجفی و آقای مهندس سجاد شاکر کوهی که در مراحل مختلف اجرای آزمایش، نگارش و تهیه مقاله از هیچ کوششی مضایقه نکردند، صمیمانه تشکر و قدردانی می کنیم.

Alsokari SS and Aldesuquy HS. 2011. Synergistic effect of Polyamines and waste water on leaf turgidity, heavy metals accumulation in relation to grain yield. Journal of Applied Sciences Research, 7: 376-384.
Amina AA and Amal AM. 2012. The impact of copper ion on growth, thiol compounds and lipid peroxidation in two maize cultivars (Zea mays L.) grown in vitro. Australian Journal of Crop Science, 6(3): 541-549.
Azevedo H, Gomes C, Pinto G and Santos C. 2005. Cadmium effects in sunflower: membrane permeability and changes in catalase and peroxidase activity in leaves and calluses. Journal of Plant Nutrition, 28: 2233-2241.
Baccouch S, Chaoui A and El Fergani E. 1998. Nickel-induced oxidative damage and antioxidant responses in Zea mays shoots. Plant Physiology and Biochemistry, 36(9): 689-694.
 Bahmanziari H, Khoshgoftarmanesh AH, Sanaei Ostovar A, Shirvani M and Haghighi M. 2013. Effect of different levels of nickel in nutrient solution containing NH4NO3 on lipid peroxidation and activity of some antioxidant enzymes in cucumber leaves. Journal of Science and Technology of Greenhouse Culture, 3(4): 91-103.
Basu M, Bhadoria PBS and Mahapatra SC. 2008. Growth, nitrogen fixation, yield and kernel quality of peanut in response to lime, organic and inorganic fertilizer levels. Bioresource Technology, 99: 4675-4683.
Bishnoi NR, Sheoran IS and Singh R. 1993. Influence of cadmium and nickel on photosynthesis and water relations in wheat leaves of different insertion level. Photosynthetica. 28: 473–479.
Bohn HL, McNeal BL and O’Connor, AG. 1985. Soil Chemistry, second ed. Wiley-InterScience Publications, New York, USA.
Chen C, Huang D and Liu J. 2009. Functions and toxicity of nickel in plants: recent advances and future prospects. Clean - Soil Air Water, 37(4‐5): 304 - 313
Daughtry CST, Walthall CI, Kim MS, Brown DE, Colstoun E and Mcmurtrey JE. 2000. Estimating corn leaf chlorophyll concentracion from leaf and canopy reflectance. Remote Sensing of Environment,74: 229-239.
Ernst WH, Verkly JAC and Schat H. 1992. Metal tolerance in plants. Acta botanica Neerlandica, 41: 229-248.
Fuentes D, Disante KB, Valdecantos A, Cortina J and Vallejo VR. 2006. Response of Pinus halepensisMill. Seedlings to biosolids enriched with Cu, Ni and Zn in three Mediterranean forest soils. EnvironmentalPollution. 145(1): 316-323.
Fumagalli P, Comolli R, Ferrè C, Ghiani A, Gentili R and Citterio S. 2014. The rotation of white lupin (Lupinus albus L.) with metal-accumulating plant crops: a strategy to increase the benefits of soil phytoremediation. Journal of Environmental Management, 145: 35-42.
Gajewska E, Skłodowska M, Słaba M and Mazur J. 2006. Effect of nickel on anti-oxidative enzyme activities proline and chlorophyll contents in wheat shoots, Biologia Plantarum, 50: 653–659.
Gajewska E, Drobik D, Wielanek M, Sekulska-Nalewajko J, Gocławski J, Mazur J and Skłodowska M. 2013. Alleviation of nickel toxicity in wheat (Triticum aestivum L.) seedlings by selenium supplementation. Biological Letters, 50(2): 63–76.
Greger M and Johansson M. 1992. Cadmium effects on leaf transpiration of sugar beet (Beta vulgaris). Physiologia Plantarum, 86: 465–473.
Iqbal N, Masood A, Nazar R, Syeed S and Khan NA. 2010. Photosynthesis, Growth and antioxidant metabolism in mustard (Brassica juncea L.) cultivars differing in cadmium tolerance. Agricultural Science in china, 9: 519-527.
Jadia Chhotu D and Fulekar Madhusudan H. 2008. Phytoremediation the application of vermicompost to remove zinc, cadmium, copper, nickel and lead by sunflower Environmental Engineering and Management Journal, 5: 547-558.
Khatib M, Rashed Mohassel MH, Ganjeali A and Lahootee M. 2008.The effects of different nickel concentrations on some morpho-physiological characteristics of parsley (Petroselinum crispum). Iranian Journal of Field Crops Research, 6(2): 295-302. (In Persian).
Kupper H, kupper F and Spiller M. 1996. Environmental relevance of heavy–metal–substituted chlorophylls using the example of water plants. Journal of Experimental Botany, 47: 259-266.
Michaelis A, Takehisa R and Aurich O. 1986. Ammonium chloride and zinc sulfate pretreatments reduce the yield of chromatid aberrations induced by TEM and maleic hydrazide in Vicia faba. Mutation Research Letters, 173(3):187-191.
Mohammadzadeh A,Rahimi Moghaddam S, Chaichi MR and Heidarzadeh Y. 2017. Phytoremediation ability of nickel-contaminated soil using Sunflower (Helianthus annuus L.) and Sorghum. Journal of Soil Management and Sustainable, 6(4): 131-142. (In Persian).
Molas J. 1997. Changes in morphological and anatomical structure of cabbage (Brassica oleracea L.) outer leaves and in ultrastructure of their chloroplast caused by an In Vitro excess of nickel. Photosynthetica. 34: 513–522.
Molas J and Baran S. 2004. Relationship between the chemical forms of nickel applied to the soil and its uptake and toxicity to barley plants (Hordeum vulgare L.). Geoderma, 122: 247-255.
Monni S, Uhlig C, Junttila O, Hansen E and Hynynen J. 2001. Chemical composition and ecophysiological responses of Empetrum nigrum to above ground element application. Environmental Pollution, 112: 417–426.
Moustakas M, Eleftheriou EP and Ouzounidou G. 1997. Short–term effects of aluminium at alkaline pH on the structure and function of the photosynthetic apparatus. Photosynthetica, 34: 169-177.
Ouzounidou G, Moustakas M and Lannoye R. 1995. Chlorophyll fluorescence and photoacoustic characteristics in relationship to changes in chlorophyll and Ca content of a Cu-tolerant Silene compact ecotype under Cu treatment. Physiologia Plantarum, 93: 551-557.
Pandey N and Sharma CP. 2002. Effect of heavy metals Co2+, Ni2+ and Cd2+ on growth and metabolism of cabbage. Plant Science, 163(4): 753-758.
Pandey N and Sharma CP. 2003. Chromium interference in iron nutrition and water relations of cabbage. Environmental and Experimental Botany,49: 195-200.
Pandey SN and Gautam S. 2009. Effect of nickel stress on growth and physiological responses of Trigonella foenum plants grown in Gomati upland alluvial soil of Lucknow. Indian Botanical Society, 88: 1-3.
Parida BK, Chhibba IM and Nayyar VK. 2003. Influence of nickel-contaminated soils on fenugreek (Trigonell acorniculata L.) growth and mineral composition. Scientia Horticulturae, 98: 113-119.
Pineros MA, Shaff JE and Kochian LV. 1998. Development, characterization and application of a copper–selective microelectrode for the measurement of copper fluxes in root of Thlaspi species and wheat. Plant Physiology, 116: 1393-1401.
Potters G, Pasternak TP, Guisez Y, Palme KJ and Jansen MAK. 2007. Stress-induced morphogenic responses: growing out of trouble? Plant Science, 12: 98-105.
Rauser WE and Dumbroff EB. 1981. Effects of excess cobalt, nickel and zinc on the water relations of Phaseolus vulgaris. Environmental and Experimental Botany, 21: 249–255.
Rucinska-Sobkowiak R. 2016. Water relations in plants subjected to heavy metal stresses.  Acta Physiologiae Plantarum, 38:257.
Saeidi-Sar S, Khavari-Nejad RA, Fahimi H, Ghorbanli M and Majd A. 2005. Amelioration of nickel toxicity in soybean plants by gibberellin and ascorbic acid. Rostaniha, 6: 67-75
Saritha V, Kuriakose M. and Prasad NV. 2008. Cadmium stress affects seed germination and seedling growth in Sorghum biocolor (L.) Moench by changing the activities of hydrolyzing enzymes. Plant. Growth. Regulation, 54: 143-156.
Seregin IV and Ivanov VB. 2001. Physiological aspects of cadmium and lead toxic effects on higher plants. Russian Journal of Plant Physiology, 48(4): 523-544.
Seregin IV and Kozhevnikova AD. 2006. Physiological role of nickel and its toxic effects on higher plants. Russian Plant Physiology, 53: 257-277.
Seth CS, Kumar Chaturvedi P and Misra V. 2008. The role of phytochelatins and antioxidants in tolerance to Cd accumulation in Brassica juncea L. Ecotoxicology and Environmental Safety, 71: 76-85.
Shah FR, Ahmad N, Masood KR and Zahid DM. 2008. The influence of cadmium on the biomass production of shisham (Dalbergia sissoo ROXB). Seedlings Pakistan Journal of Botany, 40: 1341-1348.
Sheng XF, Xia JJ, Jiang CY, He LY and Qian M. 2008. Characterization of heavy metal-resistant endophytic bacteria from rape (Brassica napus) roots and their potential in promoting the growth and lead accumulation of rape. Environmental Pollution, 156(3): 1164-1170.
Sheoran I, Singal H and Singh R. 1990. Effect of cadmium and nickel on photosynthesis and the enzymes of the photosynthetic carbon reduction cycle in pigeon pea (Cajanus cajan L.). Photosynthesis Research, 23(3): 345-351.
Stobart AK, Ameen–Bukhart J and Sherwood RP. 1985. The effect of Ca2+ on the biosynthesis of chlorophyll in leaves of barley. Plant Physiology, 63: 293- 298.
Tas B and Basar H. 2009. Effects of various salt compounds and their combinations on growth and stress indicators in maize (Zea mays L.). African Journal of Agricultural Research, 4: 156-161.
Tilak KVBR, Ranganayaki N, Pal KK, Saxena R, Shekhar Nautiyal AK, Shilpi C, Tripathi M and Johri BN. 2005. Diversity of plant growth and soil health supporting bacteria. Current Science, 89: 136-15.
Vassilev A and Yordanov I. 1997. Reductive analysis of factors limiting growth of Cadmium-treated plants: A review. Bulgarian Journal of Plant Physiology, 23: 114-133.
Wang ST, He XJ and An RD. 2010. Responses of growth and antioxidant metabolism to nickel toxicity in Luffa cylindrica seedlings. Animal and Plant Sciences, 7, 2: 810- 821.
Wei SH, Teixeira DaSilva JA and Zhou QX. 2008. Agro-improving method of phytoextracting heavy metal contaminated soil. Journal of Hazard Materials, 150: 662-668.
Wu G, Kang H, Zhang X, Shao H, Chu L and Ruan C. 2010. A critical review on the bio-removal of hazardous heavy metals from contaminated soils: Issues, progress, eco-environmental concerns and opportunities. Journal of hazardous materials, 174: 1-8.
Yang X, Baligar VC, Martens DC and Clark RB. 1996. Plant tolerance to Ni toxicity. I. Influx, transport and accumulation of Ni in four species. Journal of Plant Nutrition, 19: 73–85.
Zhu YG, Chen SB and Yang JC. 2004. Effects of soil amendments on lead uptake by two vegetable crops from a lead-contaminated soil from Anhui, China. Environment International, 30: 351–356.
Zhuang X, Chen J, Shim H and Bai Z. 2007. New advances in plant growth promoting rhizobacteria for bioremediation. Environment International, 33: 406-413.