رفتن به محتوای اصلی
x
تاثیر نانوذرات نیكل فریت و مگنتیت بر جوانه زنی بذر، رشد گیاهچه و برخی ویژگی های خاك ریزوسفری گندم
تاریخ دفاع
استاد

مهران شيرواني جوزداني

دانشکده
مهندسی كشاورزی

  تولید و استفاده از نانومواد حوزه جدیدی از علم وفناوری است که به‌طور فزاینده درحال‌توسعه است. به دلیل استفاده گسترده از نانوذرات در سال‎های اخیر نگرانی‎ها در مورد آزادسازی احتمالی و آثار بالقوه آن‌ها بر موجودات زنده افزایش‌یافته است. این نانوذرات ازمسیرهای مختلف وارد خاک شده‌ و بر روی فعالیت و تنوع جامعه میکروبی خاک و عملکردگیاه تأثیر می‌‌گذارند. درحال حاضر نانوذرات فریت به دلیل تفاوت در خواص الکتریکی، مغناطیسی و اپتیکی بسیار موردتوجهقرارگرفته‌اند. نانوذرات نیکل‌فریت و مگنتیت از مهم‌ترین نانوذرات فریت به‌شمار می‌آیند.نانوذرات فریت به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود در حوزه‌ها نظیر دارورسانی هدفمند،تصویربرداری سلولی، طراحی کاتالیزور برای واکنش‌های آلی، تصفیه آب و پساب در فعالیت‎های کشاورزی کاربرددارند. این پژوهش در قالب طرح کاملاًتصادفی با هدف بررسی تأثیرات نانوذرات نیکل‌فریت و مگنتیت بر شاخص‌های جوانه‌زنی ورشد گیاهچه گندم و برخی ویژگی‌های خاک انجام گرفت. در آزمایش جوانه‌زنی بذر، نانوذراتنیکل‌فریت و مگنتیت در 7 سطح غلظت صفر، 20، 50، 100، 250، 500 و 1000 میلی‌‌گرم بر لیتر و در 3 تکرار به پتری دیش‌های حاوی 25 عدد بذر گندم افزوده و شاخص‌هایجوانه‌زنی بذور ارزیابی شد. همچنین نانوذرات نیکل‌فریت و مگنتیت در 7 سطح غلظت صفر، 20، 50، 100، 250، 500 و 1000 میلی‌‌گرم بر کیلوگرم در 3 تکرار به خاک گلدان‌های تحت کشت گندم افزوده شد. قبل ازبرداشت، ارتفاع و شاخص سبزینگی گیاه اندازه‌گیری شد. پس از 40 روز دوره رشد، نمونه‌هایگیاهی برای اندازه‌گیری وزن خشک شاخسار و ریشه، غلظت آهن و نیکل و پذیرفتاریمغناطیسی برداشت و توسط آون خشک شدند. در نمونه‌های خاک نیز پذیرفتاری مغناطیسی،غلظت آهن و نیکل قابل جذب، تنفس پایه و کربن زیست‌توده میکروبی خاک اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد که غلظت‌های کم نانوذرات نیکل‌فریت و مگنتیت(20 میلی‌گرم بر کیلوگرم نانوذرات نیکل‌فریت و 20 و 50 میلی‌گرم بر کیلوگرمنانوذرات مگنتیت) تأثیری بر شاخص درصد جوانه‌زنی بذر نداشتند اما در غلظت‌های بیشترشاخص درصد جوانه‌زنی بذر کاهش یافت. همچنین غلظت 20 میلی‌گرم بر کیلوگرم نانوذراتنیکل‌فریت و مگنتیت نیز تأثیری بر شاخص‌های سرعت جوانه‌زنی ومتوسط زمان جوانه‌زنی بذر نداشت، در حالی‌که در غلظت‌های بیشتر از 20 میلی‌گرمبر کیلوگرم این نانوذرات، سرعت جوانه‌زنی بذر کاهش یافت به‌طوری‌که غلظت‌های 500 و1000 میلی‌گرم بر کیلوگرم این نانوذرات مانع از جوانه‌زنی بذر شدند. روند صعودیافزایش ارتفاع و شاخص سبزینگی گیاهچه گندم در غلظت‌های کمتر از 250 میلی‌گرم بر کیلوگرم نانوذرات نیکل‌فریت و 500 میلی‌گرم برکیلوگرم نانوذرات مگنتیت دیده شد، اما در غلظت‌های زیادتر سبب کاهش ارتفاع شاخسارهو شاخص سبزینگی گیاه شد. در غلظت‌های 50 میلی‌گرم بر کیلوگرم نانوذرات نیکل‌فریت و 100 میلی‌گرم بر کیلوگرمنانوذرات مگنتیت بیش‌ترین وزن خشک شاخسار و ریشه مشاهده شد در حالی‌که وزن خشک شاخساره گیاه در غلظت‌های بیشتر از500 میلی‌گرم برکیلوگرم نانوذرات نیکل‌فریت و وزن خشک شاخساره و ریشه گیاه در غلظت 1000 میلی‌گرمبر کیلوگرم نانوذرات مگنتیت به‌طور قابل توجهی کاهش یافت. افزایش غلظت نیکل و آهن در شاخساره و ریشه گیاه با افزایش غلظت نانوذرات نیکل‌فریتو مگنتیت مشاهده شد. همچنین با افزایش غلظت نانوذرات نیکل‌فریت و مگنتیت غلظت آهنو نیکل قابل جذب در خاک، پذیرفتاری مغناطیسی خاک، تنفس پایه خاک، کسر متابولیکیخاک افزایش و کربن زیست‌توده میکروبی خاک کاهش یافت. بنابراین نانوذرات نیکل‌فریتو مگنتیت می‌توانند با اثر گذاشتن بر جمعیت میکروبی بر کیفیت بیولوژیکی خاک مؤثرباشند. مقادیر ED50 به‌دست‌آمده از نمودارهای غلظت–پاسخ نشان داد شاخص‌هایدرصد جوانه‌زنی بذر، سبزینگی برگ و کربن زیست‌توده میکروبی خاک حساسیت بیشتری بهسمیت نانوذرات مگنتیت نسبت به نانوذرات نیکل‌فریت دارند، درحالی‌که شاخص‌های سرعتجوانه‌زنی، وزن خشک شاخساره، ارتفاع، تنفس پایه و کسر متابولیکی خاک حساسیت بیشتریبه سمیت نانوذرات نیکل‌فریت نسبت به نانوذرات مگنتیت دارد. همچنین مقادیر ED50 نشان داد جمعیت میکروبیخاک نسبت به رشد گیاه گندم حساسیت بیش‌تری به این دو نوع نانوذرات نشان دادند. به‌طورکلیمیتوان بیان کرد نانوذرات نیکل‌فریت و مگنتیت در غلظت‌های کم اثر کاهنده‌ای بر رویشاخص‌های گیاهی و زیستی خاک ندارند اما در غلظت‌های زیاد می‌توانند سبب سمیت درگیاه و ریزجانداران خاک شوند. کلمات کلیدی: نانومواد، نانوذرات آهن، نانوذرات مغناطیسی، سمیت نانوذرات

تحت نظارت وف ایرانی