کاهش تنش کادمیوم در زعفران (Crocus sativus L.) با استفاده از اصلاح‌کننده‌های سولفور در مقیاس نانو و حجیم

استفاده از اصلاح‌کننده‌های غیرآلی برای غیرمتحرک‌سازی کادمیوم یک رویکرد دوست‌دار محیط زیست است. مطالعه حاضر با هدف ارزیابی نانوذرات سولفور (SNPs) برای کاهش تنش کادمیوم در زعفران (Crocus sativus L.) انجام شد. یک طرح فاکتوریل بر اساس طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در شرایط گلخانه اجرا گردید. تیمارها شامل غلظت کادمیوم (0، 15، 30 و 45 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و اصلاح‌کننده‌های سولفور (شاهد، نانوذرات سولفور و ذرات درشت سولفور در غلظت‌های 100 و 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم) بودند. در گیاهان غیرآلوده، کاربرد ذرات درشت سولفور 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم، وزن خشک کلاله و گل را به ترتیب 127 و 108 درصد افزایش داد. در غلظت 30 میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیوم، استفاده از ذرات درشت سولفور 100 میلی‌گرم بر کیلوگرم بیشترین وزن خشک کلاله و گل را تولید کرد. تولید پیازچه‌های بیشتری با استفاده از ذرات درشت سولفور 100 میلی‌گرم بر کیلوگرم در گیاهان شاهد و ذرات درشت سولفور 200 یا نانوذرات سولفور 100 در غلظت 45 میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیوم مشاهده شد. بیشترین وزن خشک ریشه در تیمارهای 15 میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیوم + نانوذرات سولفور 100 و 45 میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیوم + نانوذرات سولفور 200 اندازه‌گیری شد. اثر کودی ذرات درشت سولفور 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم در وزن خشک برگ، پیازچه‌ها، ریشه و قطر پیازچه مشهود بود. ریشه‌ها بالاترین غلظت کادمیوم را جذب کردند، به دنبال آن برگ‌ها، پیازها و کلاله قرار داشتند. ضریب غلظت زیستی (BCF) در بافت‌های گیاهی نزولی بود (به ترتیب کلاله > BCFبنه > BCFبرگBCF > BCFریشه) بود. بیشترین تجمع کل کادمیوم در غلظت 45 میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیوم همراه با نانوذرات سولفور 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم مشاهده شد. در مجموع، به نظر می‌رسد زعفران قادر به پایدارسازی زیستی در مدیریت سمیت کادمیوم از طریق کاهش انتقال آن به بافت‌های بالایی، به‌ویژه کلاله می‌باشد.

The use of inorganic amendments to immobilize cadmium is an eco-friendly approach. The present study aimed to evaluate sulfur nanoparticles (SNPs) for the mitigation of Cd stress in saffron (Crocus sativus L.). A factorial layout based on a completely randomized design with four replications was conducted in greenhouse conditions. Treatments consisted of Cd concentration (0, 15, 30, and 45 mg kg−1) and sulfur amendments (control, SNPs, and bulk sulfur particles (BSPs) at 100 and 200 mg kg−1). In non-contaminated plants, application of BSPs 200 increased stigma and flower dry weight by 127 and 108%, respectively. At Cd 30 mg kg−1, using BSPs 100 yielded the highest stigma and flower dry weight. More daughter corms were produced by using BSPs 100 in control plants and BSPs 200 or SNPs 100 in 45 mg kg−1 Cd. The highest root dry weight measured in Cd 15 mg kg−1 + SNPs 100 and Cd 45 mg kg−1 + SNPs 200. The fertilization effect of BSPs 200 was reflected in the dry weight of the leaf, daughter corms, root, and daughter corm diameter. Roots accumulated the highest Cd concentration, followed by leaves, corms, and stigma. The bioconcentration factor (BCF) in plant tissues was in descending order (BCFroot > BCFleaves > BCFcorm > BCFstigma). The highest total Cd accumulation was detected in 45 mg kg−1 Cd along with SNPs 200. Overall, saffron seemed to be capable of phytostabilizing in managing Cd toxicity by lowering its translocation to aboveground tissues, especially to the stigma