Fitoremediasyon yöntemi ile kadmiyum akümülasyonunun giderimi: Lavanta (Lavandula angustifolia) örneği

Abstract

Fitoremediasyon, toprak kirliliğinde, organik ve inorganik kirleticiler ile kirlenmiş bölgelerde, bölgeye özgü iyileştirme hedeflerine ulaşmak için kullanılan bitki kontrollü bir uygulamadır. Çok yıllık aromatik bitkiler büyük biyokütle üretir ve ağır metallerle kirlenmiş bölgelerin fitoremediasyonu için yüksek bir potansiyele sahiptir. Topraktaki ağır metallerin toplam içeriği, değişim formlarının miktarı ve lavanta tarafından emilmeleri ile bitkisel organlardaki dağılımları hakkında kapsamlı bir çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmada amaç, farklı dozlarda kadmiyum içeren topraklarda lavanta (Lavandula angustifolia) bitkisi kullanılarak topraklarda toksik kadmiyum giderimi ve bitkinin kadmiyum biriktirme kapasitesinin belirlenmesidir. Bununla birlikte ağır metallerin bitki besin maddelerinin alımı üzerindeki etkisinin araştırılmasıdır. Deneme, Enstitüler Ziraat Fakültesi, Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölüm Laboratuarında, "Şansa Bağlı Tam Bloklar" deneme desenine göre 3 tekrarlı 5 farklı doz Cd kirleticisi ve kontrol saksıları kullanılarak yürütülmüştür. Kirletici olarak uygulanan kadmiyum dozları 10, 20, 40, 80 ve 100 mgkg-1 olacak şekilde suda çözünebilir Cd (CdSO4.8H2O) kullanılmıştır. Kirletici bulunan saksılara EDTA şelatörü (10 mmol.kg-1) uygulanmıştır. 30 günlük inkübasyon süresinden sonra deneme bitkisi saksılara dikilmiştir. Araştırma bitkisi, dikildikten 60 gün sonra hasat edilmiştir. Saksılara uygulanan en yüksek kirletici dozunda lavanta (Lavandula angustifolia) yaş ağırlığı 34 gr, kuru ağırlığı 12,30 gr, bitki kök yaş ağırlığı 22 gr, bitki kuru kök ağırlığı 7 gr olarak belirlenmiştir. Diğer bitki özellikleri bitki boyu, bitki kök boyu, dal sayısı ise kontrol saksılarına göre azalma göstermiştir. SPAD değerlerindeki değişim istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır. Lavanta (Lavandula angustifolia) kadmiyum değerleri bitki içerisinde en yüksek içeriğe uygulanan 100 mgkg-1 dozda bitki gövde içerisinde 10,33 mgkg-1 ve kök içeriğinde ise 90,96 mgkg-1 olarak belirlenmiştir. Bitkinin makro bitki besin elementlerinden N, P, K, Ca ve Mg değerleri kontrol saksıları ile karşılaştırıldığında N ve K değerlerinde azalma görülmekle birlikte P ve Mg değerlerinde değişim görülmemiştir. Ca değerlerinde ise artış gözlemlenmiş ve istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Bitki mikro bitki besin elementlerinde ise Fe ve Zn değerleri artmış Cu ve Mn değerlerinde düşüş olduğu görülmüştür. Ağır metallerin mevcut olduğu kirlenmiş alanlardan gideriminde kültür bitkilerinin yanı sıra, tıbbi ve aromatik bitkilerin yetiştirilmesi genellikle karlı ve kolay uygulanabilir bir seçenek olarak önerilmiştir.

Phytoremediation is a plant-controlled application used in soil pollution, in areas contaminated with organic and inorganic pollutants, to achieve region-specific improvement targets. Perennial aromatic plants produce large biomass and have a high potential for the phytoremediation of areas contaminated with heavy metals. There is no comprehensive study on the total content of heavy metals in the soil, the number of exchange forms, their absorption by lavender and distribution in vegetative organs. This study aims to determine the toxic cadmium removal and cadmium accumulation capacity of the soil by using lavender (Lavandula angustifolia) plant in soils containing different doses of cadmium. It is also to investigate the effect of heavy metals on the uptake of plant nutrients. The experiment was carried out in Tekirdağ Namık Kemal University Agricultural Faculty Soil Science and Plant Nutrition Department Laboratory, using 5 replicate doses of Cd pollutants and control pots in 3 repetitions according to the "Luck-Based Complete Blocks" trial pattern. Water-soluble Cd (CdSO4.8H2O), selected as a contaminant, was applied at doses of 10, 20, 40, 80 and 100 mgkg-1. EDTA chelator (10 mmol.kg-1) was applied to pots with contaminants. After the 30-day incubation period, the trial plant was planted in pots and plants was harvested after 60 days. At the highest pollutant dose applied to pots, Lavender (Lavandula angustifolia) wet weight was determined as 34 g, dry weight 12,30 g, plant root wet weight 22 g, plant dry root weight 7 g. Other plant characteristics, plant height, plant root length and number of branches, have decreased compared to control pots plants. The change in SPAD values is not found statistically significant. Lavender (Lavandula angustifolia) cadmium values were determined at a dose of 100 mgkg-1 applied to highest content in the plant as 10,33 mgkg-1 in the plant stem and 90,96 mgkg-1 in the root. When N, P, K, Ca and Mg values of the plant's macro plant nutrients are compared with control pots, there was a decrease in N and K values, but no change in P and Mg values. However, there was an increase in Ca values. This situation is found statistically significant. In plants, values of the Fe and Zn micro plant nutrients increased, and Cu and Mn values decreased. In the removal of heavy metals from contaminated areas, cultivation of medicinal and aromatic plants is generally proposed instead of the cultivated plants as a profitable and easily applicable option.