بررسی خصوصیات فیتوشیمیایی، رنگیزه‌های فتوسنتزی و آنتی‌اکسیدانی باقلا(Vicia faba L.)، نخودفرنگی(Pisum sativum L.) و سیب‌زمینی(Solanum tuberosum L.) تحت سمیت کادمیم در کشت خالص و مخلوط - رمضان سرپرست; فائزه زعفریان; همت اله پیردشتی; مجتبی محمودی (Pizhūhish/hā-yi tulīd-i giyāhī)
سابقه و هدف: آلودگی خاک با فلزات سنگین و انتقال آن به محصولات کشاورزی به عنوان یک مشکل جهانی در حال گسترش می‌باشد. کادمیم یکی از فلزات سنگین است که افزایش غلظت آن در محیط ریشه گیاه سبب بروز اختلالات متابولیسمی در گیاه می‌شود. بررسی‌ها نشان داده است به‌کارگیری نظام‌های کشت مخلوط ضمن بالا بردن تنوع، افزایش عملکرد، بهبود کارایی استفاده از منابع، کاهش خسارت علف‌های هرز، آفات و بیماری‌ها (نظیر زنگ و لکه-شکلاتی باقلا)، افزایش ثبات و پایداری نظام را به‌دنبال دارد. این پژوهش به‌بررسی اثر سطوح متفاوت کادمیم بر رنگدانه‌های گیاهی به-عنوان یکی از عامل‌های موثر در فرایند فتوسنتز، همچنین مقادیر ترکیبات فنل و فلاونوئید و فعالیت آنتی‌اکسیدانی در حبوبات (باقلا، نخود) و سیب‌زمینی به‌صورت کشت خالص و مخلوط می‌پردازد.مواد و روشها: این آزمایش گلدانی به‌‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا" تصادفی در پنج سطح کادمیم(0، 5، 10، 20 و 30 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) و پنج سطح کشت شامل تک‌کشتی باقلا، تک‌کشتی نخودفرنگی، تک‌کشتی سیب‌زمینی و کشت مخلوط سیب‌زمینی+ باقلا(1:1) و سیب‌زمینی+ نخودفرنگی(1:1) در4 تکرار طی دو سال زراعی 97-1396 و 98-1397 در ایستگاه باغبانی قائم‌شهر مورد بررسی قرار گرفت. بدین‌منظور از برگ‌های خشک گیاهان مورد مطالعه عصاره متانولی تهیه شد. سنجش فنول و فلاونوئید کل به‌روش اسپکتروفتومتری صورت گرفت و فعالیت آنتی‌اکسیدانی عصاره‌ها ازروش‌های احیاء رادیکال آزاد DPPH مورد ارزیابی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرم‌افزار SAS و مقایسه میانگین‌ها از طریق آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال یک و پنج درصد انجام شد و نمودارها با‌استفاده از نرم‌افزارSigmaPlot و Excel رسم شدند.یافته: نتایج نشان داد که غلظت‌های مختلف کلرید کادمیوم بر میزان رنگیزه‌های فتوسننتزی تاثیر معنی‌داری داشت(P≤0/01). کاهش کاروتنوئید، کلروفیل a و کلروفیل b به‌شکل پلینومیال بود. با کاربرد بالاترین سطح کادمیم(30 میلی‌گرم کادمیم در خاک) کاروتنوئید، کلروفیل a و کلروفیل b کاهش چشمگیری داشت.در غلظت30 میلی‌گرم کادمیم در خاک، مقدار کلروفیل a موجود در گیاه باقلا به 84/3 میلی‌گرم در کیلوگرم رسید. به‌عبارت دیگر، با افزایش غلظت کادمیم در خاک، مقدار کلروفیل a 07/83 درصد نسبت به‌شاهد کاهش یافت.کـاهش کادمیم در میـزان کلروفیل کل می‌توانـد بـه‌علـت اثر بازدارندگی روی فعالیت مولکول‌های آن ‌باشد. کلرفیل کل گیاه باقلا با افزایش غلظت کادمیوم(از 5 تا 30 میلی‌گرم در خاک) دچار افت قابل توجهی شد. حساسیت تیمارها نسبت به افزایش غلظت کادمیوم به-ترتیب باقلا(66/7 میلی‌گرم در کیلوگرم)، سیب‌زمینی (19/9 میلی‌گرم در کیلوگرم) و نخود(28/9 میلی‌گرم در کیلوگرم) بودند. در این مطالعه گیاه باقلا بیشترین میانگین فنل(1643/0 میلی‌گرم اسیدگالیک بر گرم وزن خشـک) و کشت مخلوط(سیب‌زمینی+ باقلا) بیشترین فلاونوئید(00814/0 میلی‌گرم کوئرستین بر گرم وزن خشک) و همچنین آنتی‌اکسیدان(03/56 درصد) در تیمار 30 میلی‌گرم کادمیم در خاک به‌دست آمد. بیشترین مقدار فلاونوئید را در بین گیاهان به‌مقدار (00822/0 میلی‌گرم کوئرستین بر گرم وزن خشک) گیاه باقلا به‌خود اختصاص داد.در مجموع با‌افزایش غلظت کادمیم در هر پنج تیمار الگوی کشت شامل(تک‌کشتی سیب‌زمینی، باقلا و نخودفرنگی و مخلوط سیب‌زمینی+ باقلا و سیب‌زمینی+ نخود) روند افزایشی در میزان فنل، فلاونوئید و ظرفیت آنتی‌اکسیدان وجود دارد. نتیجه‌گیری: نتایج به‌دست آمده از پژوهش حاضر، نشاندهنده وجود تفاوت معنی‌دار بین تیمارهای مختلف(تک‌کشتی باقلا، نخودفرنگی، سیب‌زمینی و مخلوط سیب‌زمینی+ باقلا و سیب‌زمینی+ نخودفرنگی) از نظر مقدار کل ترکیبات فنولی و فلاونوئیدی بوده که وجود چنین تنوعی می‌تواند بیانگر نقش گیاه و ژنتیک در تولید این ترکیبات باشد. همچنین با افزایش غلظت کادمیم به‌طـور معنی‌داری از میزان رنگدانه‌های کلروفیل a و کلروفیل b کاسته شد. به‌طور کلی از یافته‌های این تحقیق، می‌توان چنین نتیجه‌گیری کرد که این گیاهان مانند بیشتر گیاهان به تنش عناصر سنگین واکنش نشان داده‌اند و سمیت با کادمیم در هر سه گیاه(باقلا، نخودفرنگی، سیب‌زمینی) منجر به القاء ترکیبات فنلی شد.