بررسی آلایندگی ناشی از فلز سنگین کادمیوم و اثر آن بر برخی خصوصیات فیزیولوژیکی و تغذیه ای گیاه یونجه

سابقه و هدف: یونجه مهمترین گیاه علوفه ای در کشور و نیز استان زنجان است که در برخی از مناطق زنجان کشت می شود که آلوده به فلزات سنگین از جمله فلز سمی کادمیوم می باشد. استفاده از برگ های آلوده ی این گیاهان می تواند سلامت دام ها و در نهایت انسان را تهدید کند. فلزات سنگین نیز جزء مهمترین و خطرناکترین آلاینده های زیست محیطی از جهت ماندگاری بالا، عدم تجزیه پذیری توسط میکروارگانیسم های خاک و دارای پتانسیل بالای جذب توسط گیاهان و ورود به زنجیره غذایی می باشند. کادمیوم یکی از انواع بسیار سمی فلزات سنگین برای گیاهان است. بنابراین به منظور بررسی پتانسیل آلایندگی گیاهان یونجه کاشته شده در مناطق آلوده به فلزات سنگین از جمله کادمیوم در استان زنجان، تحقیقی با هدف بررسی میزان انباشت سازی این فلز در گیاه و اثر آن بر برخی صفات تغذیه ای، رشدی و بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی آن انجام گرفت. مواد و روشها: بذرهای یونجه  (Medicago sativa L. ) رقم همدانی در شرایط کشت هیدروپونیک درون گلدان هایی حاوی پرلیت و محیط کشت نصف غلظت هوگلند کشت گردیدند و پس از رسیدن به رشد کافی به مدت سه هفته تحت تیمار کادمیوم نیترات با غلظت های ۰، ۲۵، ۵۰ و۱۰۰ میکرو مولار قرار گرفتند. سپس خصوصیات رشدی از قبیل طول ریشه و ساقه، وزن خشک ریشه و ساقه و نیز ویژگی­های تغذیه ای از قبیل: میزان تجمع کادمیوم در اندام های مختلف، میزان پروتئین، میزان قند های محلول، میزان کلروفیل ها و نیز صفات بیوشیمیایی مانند فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان و میزان پرولین  و میزان کاروتنوئید ها در گیاهان شاهد و تیمار مورد ارزیابی قرار گرفت. این آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی و در ۴ تکرار انجام شد. نتایج و بحث:  نتایج نشان داد که طول ریشه، طول ساقه، وزن خشک ریشه و وزن خشک ساقه بعنوان شاخص های رشد، میزان کلروفیل a، میزان کلروفیل b و میزان پروتئین های محلول بعنوان شاخص های تغذیه ای و نیز فعالیت آنزیم کاتالاز از شاخص های بیوشیمیایی در ریشه و اندام هوایی در گیاهان تحت تنش کاهش یافت. این کاهش از تیمار ۲۵ میکرو مولار تا ۱۰۰ میکرومولار برای اکثر صفات بررسی شده روند صعودی داشت و بیشترین میزان کاهش در تمام موارد مربوط به تیمار ۱۰۰ میکرومولار کادمیوم بود. در حالیکه میزان کاروتنوئیدها، پرولین، قندهای محلول و فعالیت آنزیم پراکسیداز در گیاهان تیمار شده با کادمیوم افزایش نشان داد. با افزایش غلظت کادمیوم میزان تجمع این فلز در اندام هوایی و بخصوص در ریشه به شدت افزایش یافت. میزان تجمع کادمیوم در ریشه بسیار بالاتر از اندام هوایی بود. نتیجه گیری:  بطور کلی می توان گفت که آلودگی ناشی از کادمیوم موجب کاهش شاخص های رشد و تغذیه ای بخصوص از نظر مقدار پروتئین و رنگیزه های کلروفیلی در گیاهان یونجه مورد آزمایش شد. هرچند در گیاه یونجه با افزایش فاکتور هایی مانند افزایش فعالیت آنزیم پر اکسیداز و میزان پرولین و کاروتنوئید ها تا حدی از اثرات سمی فلز کادمیوم کاسته شده است و با تجمع مقدار زیاد این فلز در ریشه تا حدی از ورود مقادیر بالای فلز در اندام های هوایی جلوگیری شده است اما مقادیر وارد شده به بخش هوایی قابل توجه بوده و از نظر زیست محیطی خطرناک محسوب می شود. همچنین کاهش میزان پروتئن کل به همراه افزایش میزان قندهای محلول و پرولین بیانگر افت ارزش تغذیه ای در گیاهان آلوده به کادمیوم می باشد. بنابر این مصرف گیاهان یونجه کاشته شده در مناطق آلوده به فلز سنگین کادمیوم توسط دام ها توصیه نمی شود.