تغییرپذیری مکانی غلظت کادمیم در خاک و بذر گندم زارهای استان خوزستان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس تهران

2 استاد گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس تهران

3 استادیار گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

عناصر سنگین به ویژه کادمیم، از راه خاک و گیاه وارد زنجیره غذایی انسان می­شوند. شناخت مکان­ها و محصولات آلوده به این عنصر، نقش مهمی در کاهش گسترش گزند ناشی از این آلاینده دارد. با توجه به نقش گندم در زنجیره غذایی انسان، هدف از این پژوهش تعیین توزیع مکانی غلظت کادمیم در خاک مزارع و بذر گندم بود. بدین منظور، در دوره رسیدگی گندم، تعداد 255 مزرعه در کل استان خوزستان (با مساحت حدود 355 هزار هکتار) برداشت شد. نمونه­برداری از گندم­زارها در شهرستان­های مختلف به صورت وزنی انجام شد. بدین صورت که تعداد نمونه­ها در هر شهرستان با توجه به سطح زیر کشت و نیز الگوی پراکنش مزارع گندم انتخاب شد. سپس، نمونه­برداری مرکب از عمق صفر تا 20 سانتی­متری خاک و سنبله گیاه صورت گرفت. غلظت کل و قابل عصاره­گیری کادمیم با DTPA در خاک و نیز غلظت کادمیم بذر اندازه­گیری شد. توزیع مکانی غلظت کادمیم در خاک و بذر گندم نیز با استفاده از روش زمین­آماری کریجینگ نرمال تعیین شد. نتایج نشان داد که غلظت کادمیم کل خاک در 95 درصد از نمونه­ها بیشتر از 8/0 میلی­گرم در کیلوگرم و غلظت کادمیم قابل جذب خاک در 25 درصد از نمونه­ها بیشتر از 1/0 میلی­گرم در کیلوگرم بود. غلظت کادمیم موجود در بذر گندم در 95 درصد از نمونه­ها نیز بیش از 2/0 میلی­گرم در کیلوگرم بذر به دست آمد. مطالعه نیم تغییر­نماهای حاصل نشان داد که مدل کروی بهترین برازش را بر مقادیر کادمیم خاک و بذر دارد. توزیع مکانی کادمیم کل خاک با استفاده از روش کریجینگ نرمال نشان داد که مناطق جنوبی و غربی استان، دارای غلظت زیادی از کادمیم هستند. توزیع مکانی کادمیم قابل جذب نیز در مناطق شرقی و جنوبی استان غلظت­های بیشتری داشت. پراکنش مکانی کادمیم موجود در بذر گندم، زیاد بودن غلظت این عنصر را در مناطق شرقی، غربی و برخی از مناطق جنوبی نشان داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Cadmium spatial variability of soil and grain wheat farms of Khuzestan province

نویسندگان [English]

  • Alireza Jafarnejadi 1
  • Mehdi Homaee 2
  • Gholamabbas Sayyad 3
  • Mohammad Bybordi 2
1 Ph. D. Graduated Student, Dept. of Soil Science, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University
2 Prof., Dept. of Soil Science, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University
3 Assist. Prof., Dept. of Soil Science, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz
چکیده [English]

Heavy metals particularly cadmium (Cd) enter in food chain through soil and plants. Therefore, determining spatial variability of Cd concentration in soil and crops is important to manage adverse effects of Cd on environment. This research was conducted to assess the spatial variability of soil and wheat grain Cd in large farms. A number of 255 farms in Khuzestan province (355000 ha) at wheat maturity stage were sampled, using an irregular weighting sampling scheme. In each region, the density of samples was chosen according to the area and spatial distribution of the wheat farms. Pair compound soil (0-20 cm) and grain samples were taken from each wheat farm. The Cd concentrations in soil (total and DTPA-extractable) and grain samples were then measured. Also, the spatial variability of soil and grain Cd were obtained by normal Kriging method. The results indicated that the total Cd concentrations in 95 percent of samples exceed 0.8 mg kg-1. However, the DTPA-Cd concentrations in 25 percent of soil samples were more than 0.1 mg kg-1. In addition, grain Cd concentrations in 95 percent of the samples were exceeded the threshold of 0.2 mg kg-1 grain. The semivariograms of soil (total and DTPA-extractable) and grain Cd were well fitted with a spherical model. The spatial distribution of total Cd using normal Kriging, revealed two most contaminated zones, one at south and the other at west. Also, for DTPA-Cd, the east and south were the most contaminated regions in the study area. The spatial distribution of grain Cd indicated high Cd concentrations at the east, west and some parts of south area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • cadmium
  • Kriging
  • Soil pollution
  • Spatial variability
  • Wheat