تأثير نانوذرات اكسيد گرافن و نانوكمپوزيت اكسيد روي/اكسيد گرافن بر جوانه‌زني بذر، رشد گياهچه و برخي ويژگي‌هاي ريزوسفر گندم

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مديريت حاصلخيزي و زيست‌ فناوري خاك

كارشناسي ارشد

نانوفناوري يكي از مهم‌ترين زمينه‌هاي پژوهش در دنياي امروز است و باتوجه به كاربردهاي فراوان آن در صنايع مختلف ميزان توليد و استفاده از محصولات اين فناوري نوين همواره درحال افزايش است. نانوذرات اكسيد گرافن (GO) و نانوكمپوزيت اكسيدروي/اكسيد گرافن (ZnO/GO) از جمله نانوذراتي هستند كه به‌دليل داشتن ويژگي‌هاي منحصر به‌فرد مانند رسانايي الكتريكي، حرارتي و مكانيكي زياد، قدرت جذب و نگهداري آب، توجه بسياري از پژوهشگران را به خود جلب كرده‌اند. اين نانوذرات در شاخه‌هاي علمي مختلف مانند پزشكي، داروسازي، كشاورزي، برق و شيمي كاربرد داشته و فرآورده‌هاي گوناگوني از آن‌ها ساخته شده است. بنابراين به‌دليل استفاده گسترده از نانوذرات GO و ZnO/GO درك و بررسي آثار حضور اين نانوذرات در محيط زيست ضروري است. اين پژوهش شاخص‌هاي جوانه‌زني بذر، رشد گياهچه و ريزوسفر گندم تحت تأثير غلظت‌هاي مختلف نانوذرات GO و ZnO/GO را مورد ارزيابي قرار داد. در آزمايش جوانه‌زني بذر، نانوذرات GO و ZnO/GO در هفت سطح غلظت صفر، 10، 50، 100، 250، 500 و 1000 ميلي‌گرم در ليتر در سه تكرار به بذور گندم در پتري‌ ديش‌ها افزوده شده و شاخص‌هاي جوانه‌زني بررسي شدند. براي انجام كشت گلخانه‌اي نيز نانوذرات GO و ZnO/GO در هفت سطح غلظت صفر، 10، 50، 100، 250، 500 و 1000 ميلي‌گرم در كيلوگرم در سه تكرار به گلدان‌هاي تحت كشت گندم افزوده شدند. ارتفاع و شاخص سبزينگي (SPAD) قبل از برداشت گياهان ثبت شد. پس از گذشت 40 روز، براي تعيين جرم خشك شاخساره و ريشه، گياهان برداشت و در آون خشك شدند. به‌منظور بررسي اثر نانوذرات و حضور ريشه بر شاخص‌هاي خاك، پس از برداشت گياهچه‌ها، خاك ريزوسفري از غير ريزوسفري هر گلدان تفكيك و به‌صورت جداگانه در ظرف‌هاي مخصوص هوا-خشك شدند. خاك بدون افزودن نانوذرات به‌عنوان شاهد در نظر گرفته شد. در نمونه‌هاي خاك مقادير pH، رسانايي الكتريكي، گنجايش تبادل كاتيوني، غلظت عناصر آهن، روي، مس، منگنز و نيكل قابل جذب، درصد كربن آلي، تنفس پايه، كربن زيست‌توده ميكروبي، كسر متابوليكي، آب‌گريزي، پايداري خاكدانه‌ها، رطوبت در مكش ماتريك kPa 10 (FC) و kPa 1500 (PWP) و رطوبت قابل استفاده گياه در خاك اندازه‌گيري شدند. نتايج نشان داد هر دو نوع نانوذرات GO و ZnO/GO در همه غلظت‌ها باعث افزايش شاخص‌هاي جوانه‌زني بذر گندم شدند، به‌گونه‌اي كه با افزايش غلظت نانوذرات درصد و سرعت جوانه‌زني بذور گندم افزايش يافته و ميانگين زمان لازم براي جوانه‌زني كاهش يافت. تا غلظت 250 ميلي‌گرم در كيلوگرم از نانوذرات GO به‌صورت صعودي بر ميزان سبزينگي برگ گياهچه گندم افزوده شد. نانوذرات ZnO/GO نيز در همه سطوح غلظتي باعث افزايش معني‌دار سبزينگي برگ نسبت به شاهد شدند. به‌طور كلي درصد كربن آلي خاك ريزوسفري و غير ريزوسفري با افزايش غلظت نانوذرات GO و ZnO/GO روندي صعودي داشت. به‌طور كلي با افزايش غلظت نانوذرات GO و ZnO/GO تنفس پايه و كربن زيست‌توده ميكروبي خاك افزايش يافتند. نانوذرات GO و ZnO/GO آب‌گريزي و پايداري خاكدانه‌هاي خاك را افزايش دادند. آب قابل استفاده گياه در خاك با افزايش غلظت نانوذرات GO و ZnO/GO افزايش يافت. به‌طور كلي مي‌توان بيان كرد غلظت‌هاي كم از اين نانوذرات (10 تا 100 ميلي‌گرم در كيلوگرم) باعث افزايش رشد گياهچه گندم، بهبود شرايط زيستي براي جامعه ميكروبي خاك و اصلاح ويژگي‌هاي فيزيكي خاك شده ولي غلظت‌هاي بيشتر مي‌تواند منجربه تاثير منفي بر ريزجانداران، سلامت خاك و رشد گياه شود.

226967

شيمي، حاصلخيزي خاك و تغذيه گياه

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان