The Effect of irrigation management on the available lead(Pb) in soil and accumulation in shoot of rice

Subject Areas : Farm water management with the aim of improving irrigation management indicators

امیر رحمانی سامانی ¹ , Mahdi Ghobadinia ² , عبدالرزاق دانش شهرکی ³ , سیدحسن طباطبایی ⁴ , محمدحسن صالحی ⁵

1 - دانشگاه شهرکرد
2 - عضو هیات علمی/دانشگاه شهرکرد
3 - عضو هیات علمی/ دانشگاه شهرکرد
4 - عضو هیات علمی/ دانشگاه شهرکرد
5 - عضو هیات علمی/ دانشگاه شهرکرد

Received: 2016-07-19 Accepted : 2017-01-30 Published : 2017-02-19

Keywords: lead (Pb), irrigation management, Soil pollution, Rice,

Abstract :

Lead (Pb) is an environmental pollutants and cause of serious effects on human health due to the properties of accumulation, toxic and long-lasting. In this study, different water level management, including flood irrigation, control water level in 20 and 36 cm below the soil surface and intermittent irrigation in rice cultivation were studied on amount of available Pb in a soil and accumulation in shoot of rice plants. The experiment was performed under the completely randomized design and with three replications at Shahrekord University. The results showed that the effect of irrigation management on the amount of available Pb in soil and accumulation in shoot was significant (p<0.01). Moisture content in the root zone, have greater effect on uptake and translocation of this element in soil and plant parts. Use intermittent irrigation management (including flood irrigation and so stop, until decrease water table used by plant to 4cm under soil surface), water  table control in 20cm under soil surface (50% irrigation) and water  table control in 36cm under soil surface (10% irrigation) compared to flood irrigation, led to decrease 8.78%, 21.53% and 40.09% in the available Pb in soil respectively, and decrease 26.71%, 35.82% and 52.01% in the Pb uptake in the stems and leaves and 15.80%, 44.19% and 49.28% decrease in the Pb uptake in the seed respectively.

References:

اصفهانی، م. 1377. مقدمه‌ای بر فیزیولوژی و اکولوژی برنج. انتشارات دانشگاه گیلان. 57 صفحه.

اورکی، ت. قبادی‌نیا، م. 1393. تأثیرعمق سطح ایستابی برضرایب شاخص تنش آبی برنج. دومین همایش ملی مدیریت آب در مزرعه، موسسه تحقیقات خاک و آب، مهرماه 1393، 123-128.

بهمنیار، م. ع. 1385. تاثیر دوره های مختلف غرقاب و کشت مستمر برنج بر تغییر خصوصیات شیمیائی و حاصلخیزی خاک. پژوهش‌نامه علوم و منابع طبیعی خزر. 4(3): 44 - 56.

پیروتی، ش. قاسم زاده، م. 1391. اثرات سمی فلز سنگین سرب بر بخش‌های مختلف بدن انسان. سومین کنگره‌ عناصر کمیاب ایران. مجله علمی پژوهشی فیض. دانشگاه علوم پزشکی کاشان. 16(7): 761-762.

چالکش امیری، م. 1386. اصول تصفیه‌ی آب. نشر ارکان. 544 صفحه.

حسینیان، م. 1382. اصول طراحی تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری و پساب صنعتی. آینده‌سازان. 364 صفحه.

حمزه‌نژاد تقلیدآباد، ر. خداوردی، ل. رضاپور، س. و منافی، ش. 1391. ارزیابی کارآیی سه گیاه شورپسند در کاهش سدیم تبادلی (ESP) و آلودگی کادمیمی و سربی خاک. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. علوم آب و خاک. 16 (60): 131-143.

درزی، ع. میرلطفی، م. شاهنظری، ع. اجلال،ی ف. و مهدیان م. ح. 1391. تاثیر زهکشی سطحی و زیرزمینی بر عملکرد برنج و اجزای آن در اراضی شالیزاری. مجله پژوهش آب در کشاورزی، 26 (1): 61-70.

سلحشور، م. ر. 1388. عکس العمل ارقام مختلف برنج نسبت به رژیم‌های متفاوت آبیاری. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تربیت مدرس. دانشکده کشاورزی. دانشگاه تربیت مدرس. ایران. 107 صفحه.

عباسپور، م. ۱۳89. مهندسی محیط زیست. مرکز انتشارات علمی دانشگاه آزاد اسلامی تهران. 339صفحه.

عرفان­منش، م. و افیونی، م. 1379. آلودگی محیط زیست، آب، خاک و هوا. انتشارات ارکان. اصفهان. 330 صفحه.

علیزاده، ا. 1388 . طراحی سیستمهای آبیاری. چاپ سوم. انتشارات آستان قدس رضوی. 452 صفحه.

علیاری ح.1389. تأثیر تنش آبی بر الگوی توزیع ریشه در خاک و جذب آب توسط گیاه لوبیا. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد.

کریمیان، ن. 1371. شیمی خاک. جلد اول مبانی. انتشارات مرکز نشر دانشگاهی. تهران. 201 صفحه.

گلچین، ا. و شفیعی، س. 1385. بررسی تاثیر کارخانجات سرب و روی زنجان بر آلودگی محصولات زراعی و باقی به فلزات سنگین. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. علوم آب و خاک. 16(60): 21-22.

مهاجر، ر. 1392. پراکنش مکانی برخی عناصر سنگین در واحد‌های نقشه ی خاک و ارتباط آن‌ها با تجمع در بافت‌های گیاهی، حیوانی و شیوع سرطان گوارش در منطقه‌ی لنجانات اصفهان. پایان‌نامه‌ی دکترای خاکشناسی. دانشکده‌ی کشاورزی. دانشگاه شهرکرد. ایران، 157 صفحه.

میرلوحی، ا. اهتمام، م. ح. و سبزعلیان، م. ر. 1383. بررسی عوامل نمود بهتر برنج در شرایط غرقابی با استفاده از رقم‌های زراعی ایران. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 8(2): 121-134.

ولی‌زاده، ن. 1382. روند توسعه و چشم انداز آبیاری تحت فشار در ایران. کمیته ملی آبیاری و زهکشی. 123 صفحه.

هودجی، م. و جلالیان، ا. 1383. پراکنش نیکل منگنز و کادمیم در خاک و محصولات کشاورزی در منطقه اسقرار مجتمع فولاد مبارکه. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 15(3): 55-66.

Adriano, D. C, 2001. Trace elements in terrestrial environments biogeochemistry, bioavailability, and risks of metals. Springer-Verlag. New York. 866 pp.

Alloway, B. J. 1995. Heavy metals in soils. John Wiley and Sons Inc. New York. 525 pp.

Bai, J. Xiao, R. Gong, A. Gao, H. and Huang, L. 2010. Assessment of heavy metal contamination of surface soils from typical paddy terrace wetlands on the yunnan plateau of China. Physics and Chemistry of the Earth. 36(9): 447–450.

Bouman, B.A.M. Peng, S. Castaneda, R.M. and Visperas, R.M. 2005. Yield and water use of irrigated tropical aerobic rice systems. Agricultural Water Management. 74: 87–105.

Coen, N. Mothersill, C. Kadhim, M. Wright E. and Wright,G. 2001. Heavy metals of relevance to human health induce genomic instability, Journal of Pathology,195: 293–299.

Fang. R. 1991. Application of Atomic Absorption Spectroscopy in Sanitary Testing. Beijing University Press. Beijing. pp. 148_158.

Gee, G. W. and Bauder, J. W. 1986. Particle size analysis. In: Klute, A. (Ed). Methods of Soil Analysis. part 1. physical and mineralogical methods Agronomy SSSA. Madison. WI. pp. 383-411.

Gu, H. H. Qiu, H. Tian, T. Zhan, Sh. Sh. Deng, T. Chaney, R. L. Wang, Sh. Z. Tang, Y.T. Morel, J. L. and Qiu, R. L. 2011. Mitigation effects of silicon rich amendments on heavy metal accumulation in rice (Oryza sativa L.) planted on multi-metal contaminated acidic soil. Chemosphere. 83: 1234–1240.

Kabata Pendias, A. and Mukherjee, A. B. 2007. Trace elements from soil to human. Springer. 550 p.

Lindsay, W. L. and Norvell, W. A. 1978. Development of a DTPA soil test for Zn, Fe, Mn, and Cu. Soil Science Society of American Journal. 42: 421–428.

Mohajer, R. Salehi, M. H. and Mohammadi, J. 2012. Accumulation of cadmium and lead in soils and vegetables of Lenjanat region in Isfahan province. Iran. International Journal of Agronomy and Plant Production. 3(12): 576-578.

Smith, K.A. 1991. Soil Analysis, (2nded.). Marcel Decker. New York. p. 659.

Tuong, T.P. Bouman, B. A. M. and Mortimer, M. 2005. More Rice, Less Water Integrated Approaches for Increasing Water Productivity in Irrigated Rice-Based Systems in Asia. Plant Produce Science. 8(3): 229-239.

Walkley, A. and Black, I. A. 1934. An examination of Degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of chromic acid in soil analysis. Soil Science Society of America Journal. 79:459-465.

Zhang, H. Cui, B. Xiao, R. and Zhao, H. 2010. Heavy metals in water, soils and plants in riparian wetlands in the Pearl River Estuary (South China). Procedia Environmental Sciences. 2:1344–1354.

Zhao, K. Liu, X. Xu, J. and Selim, H. M. 2010. Heavy metal contaminations in a soil–rice system: Identification of spatial dependence in relation to soil properties of paddy fields. Journal of Hazardous Materials.181:778–78.