بخشی از مقاله
چکیده
به منظور ارزیابی خصوصیات مورفولوژیکی گیاهچهی کاهو در بستر کشت و تیمار نانو دیاکسید تیتانیوم آزمایشی بهصورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملآ تصادفی با پنج تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه تربتحیدریه بهصورت گلدانی انجام شد. در این آزمایش تأثیر دو نوع بستر کشت - کوکوپیت و خاکبرگ - ، چهار سطح تیمار نانو دیاکسید تیتانیوم 500ppm - ،350،250، - 50 بر خصوصیات مورفولوژیکی کاهو بررسی شد. آنالیز دادهها با نرمافزار SAS JMP در سطح احتمال 5 درصد نشان داد گیاه کاهو ازنظر ویژگیهای رویشی تفاوت غیر معنیداری با یکدیگر در این پژوهش نشان دادند. بیشترین مقدار عملکرد در بستر کوکوپیت 50 ppm + نانو دیاکسید تیتانیوم به دست آمد و کمترین آن در بستر خاکبرگ 50 ppm + نانو دیاکسید تیتانیوم همراه بود؛ که این نتایج نشان میدهند استفاده از کوکوپیت در بستر کشت تعداد برگ و سطح برگ را افزایش میدهد همچنین استفاده از غلظت بالای نانو دیاکسید تیتانیوم باعث کاهش عملکرد در گیاه کاهو میگردد.
مقدمه
کاهو - Lactuca sativa L. - گیاهی یکساله روزبلند از خانواده Asteraceae محصول فصل سرد و خنک است که در تابستان به گل مینشیند که بهطور وسیعی در سبد غذایی مردم کشورمان دیده میشود که به سبب ارزش غذایی فراوان در بسیاری ممالک دنیا جزء غذاهای اصلی به شمار میآیند - دهبوره و همکاران، . - 1392 طی دهه اخیر تولید جهانی کاهو افزایش چشمگیری داشته که ارزش تغذیهای و اهمیت فعالیت آنتیاکسیدانی کاهو از عمدهترین دلایل افزایش سطح زیر کشت این محصول در دنیا به شمار میرود - Mou, 2008 - تولید سبزی به لحاظ اهمیت تازه خوری و فرآوری زیاد آن در بین گیاهان زراعی از اهمیت بسیاری برخوردار است و ازنظر تولید جهانی در مقام چهارم قرار دارد - Peyvast, 2006 - بر اساس نتایج تأثیر ترکیبات مختلف بستر کشت بر رشد گیاهان زینتی بررسی نسبت افزودنیهای بستر کشت حتی به مقدار کم نیز تأثیر معنی-داری بر رشد گیاه خواهد داشت - بیدر نامنی و همکاران، . - 1395 گرم کردن خاک به نحوهی که بالاتر از حرارت هوای اطراف باشد میتواند بر روی سیستم ریشهای گیاه مؤثر باشد - قدیری و همکاران، . - 1386 افزایش میزان عملکرد با حفظ کیفیت محصول یکی از اهداف اصلی تولید گلخانهای میباشد. با توجه به تأثیر مثبت بستر کشت بر رشد عملکرد و تأثیر آن بر کیفیت میوه بهمنظور استفاده بهینه از منابع تولید توصیه میگردد. سیستم محلول رسانی در اغلب گلخانههای کشور، احتمال بروز شرایط تنشزا نظیر خشکی و دمای پایین بستر که موجب ضعف رشد و کاهش عملکرد گیاه میگردند لذا بهکارگیری تکنیک مناسب به رشد بهتر گیاهان بهویژه در شرایط تنش کمک میکند - دلشاد و همکاران، . - 1390 با افزایش میزان کلروفیل میزان فتوسنتز افزایش رشد ریشه و جذب بیشتر عناصر معدنی میگردد . - Huang et al, 2014 - بررسی روند تغییرات جذب فلزات سنگین در اندام هوایی تربچه نشان میدهد که با افزایش مقدار قابلجذب عناصر سنگین در خاک، جذب و تجمع عناصر در اندامهای گیاهی افزایش مییابد بنابراین از کاربرد طولانیمدت و مقدار زیاد عناصر، خطر تجمع عناصر سنگین را در اندامهای افزایش میدهد - رحیمی آلاشتی و همکاران، . - 1390 نتایج این تحقیق نشان داد که نانوذره Tio2 مانند برخی نانو مواد دیگر پتانسیل ایجاد خسارت به مواد ژنتیکی یوکاریوتی را داشته و در استفاده از آن توجه به جنبههای ایمنی زیستمحیطی آن اهمیت خاصی دارند لذا با گسترش استفاده از ذرات نانو در زمینههای ژنتیکی بیشتر میشود آلودگیهای محیط، یعنی آلودگی آب، خاک و هوا که بزرگترین معضل جامعه امروزیاند. گزارشها متعددی برای حذف آلودگیها ارائهشده است امروزه موفقیت در ساخت سیستمهای پاکسازی کاربردی برای فاضلاب کشاورزی و خاکهای آلوده شده بهوسیله ترکیبات فوتوکاتالیستهای دیاکسید تیتانیوم و نور خورشید بهآسانی به آب و دیاکسید کربن تبدیل کرد - هوایی و همکاران - . بر اساس نتایج بررسی حاضر تیمار با نانو ذرات اکسید بر بیشتر ویژگیهای تکوینی و فیزیولوژیک در لوبیا اثر مثبت را نشان داد که بیانگر فقدان اثر مسمومیت نانوذره موردمطالعه در غلظتهای بهکاررفته است. در مورد برخی از ویژگیها محتوای کلروفیل a، محتوای پروتئین کل و فعالیت آنزیم کاتالاز اثر کاهشی مشاهده شد که میتواند مربوط به مکانیسمهای مقاومت در گیاه موردمطالعه باشد - چهرگانی راد و همکاران، . - 1395 مطالعات نشان داده که جوانهزنی بذور گوجهفرنگی، کاهو و پیاز در حضور تیتانیوم اکسید و پس از قرار گرفتن در معرض نور باعث افزایش جوانهزنی گردید . - Elghniji, et.al, 2014 - تیتانیوم از دو طریق باعث افزایش فتوسنتز میشود یکی از طریق تغییر در فعالیت پروتئینهای دخیل در فتوسنتز ازجمله فروکتوز 6-1 بی فسفات که در چرخه کلوین مؤثر است و آنزیمهای گلوکواپوژناز و تغییر در چرخه پنتوز فسفات اکسید از که در متابولیسم کربوهیدرات نقش دارد و دوم از طریق افزایش کلروفیل که باعث تحریک و افزایش فتوسنتز میشود . - kiss et.al, 1985 - تیتانیوم عنصری سودمندی برای گیاه است و میتواند جذب برخی عناصر که میزان این تحریک به برخی عوامل مثل گونه، رقم، رطوبت و وضعیت عناصر غذایی در خاک بستگی دارد . - kuzel et al, 2003 - با توجه به اثر هیومیک اسید بر تجمع کادمیوم نتایج نشان داده اسید هیومیک باعث کاهش جذب کادمیوم توسط گیاه میشود و درنتیجه کاهش اثرات سمی آن بر تغییرات فیزیولوژیکی کاهو میشود - حقیقی و کافی، . - 1388 با توجه به اهمیت سبزیها و نیز با توجه به وسعت سطح زیر کشت کاهو این تحقیق بهمنظور بررسی اثر بستر کشت مختلف و نانو دیاکسید تیتانیوم بر رشد گیاهچه کاهو در شرایط کنترل شده در گلخانه انجام شد.
مواد و روش
به منظور بررسی واکنش ویژگیهای رشد گیاهچه کاهو در بستر کشتهای مختلف و نانو دیاکسید تیتانیوم آزمایشی بهصورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با پنج تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه تربتحیدریه انجام شد. عوامل موردبررسی در این آزمایش شامل دو نوع بستر کشت - کوکوپیت و خاکبرگ - و سطوح مختلف نانو دیاکسید تیتانیوم 500ppm - ،350،250، - 50 استفاده شد.
تیمار نشاءها و کشت
نشاءهای از قبل تهیهشده در مرحلهی پنجبرگی را در محلول نانو دیاکسید تیتانیوم با غلظتهای مختلف به مدت 15 دقیقه تیمار صورت گرفت. سپس در گلدانهای از قبل تهیهشده کشت گردید. آبیاری و کودهی برای تمامی تیمارها بهصورت یکسان صورت گردید.
صفات موردمطالعه
45 روز پس از اعمال تیمار نانو دیاکسید تیتانیوم و استقرار گیاهچه در بستر کشت کوکوپیت و خاکبرگ جهت مطالعه صفات مورفولوژیک، نمونهبرداری انجام شد. خصوصیات مورفولوژیکی شامل تعداد برگ، سطح برگ، کلروفیل، وزنتر و وزن خشک بوته، قطر طوقه، حجم ریشه، طول ریشه، وزنتر و وزنخشک ریشه اندازهگیری گردید. تجزیه تحلیل دادهها با استفاده از نرمافزار SAS JMP و آزمون توکی - در سطح احتمال 5 درصد - انجام شد.
نتایج و بحث طول ریشه :بر اساس نتایج آزمایش، اثر بستر کشت و اثر نانو دیاکسید تیتانیوم بر روی طول ریشه معنیدار نشدند.
- جدول . - 1 در بررسی اثر بستر کشت مختلف در رابطه باصفت طول ریشه بیشترین میزان طول ریشه برابر با 26/16 میلیمتر
در تیمار 350ppm نانو دیاکسید تیتانیوم و کمترین میزان طول ریشه برابر با 21/5 میلیمتر 500ppm نانو دیاکسید تیتانیوم را به خود اختصاص دادند - جدول . - 2 با توجه به اهمیت طول ریشه بهعنوان یکی از مهمترین شاخصهای رشد در تعیین مقدار جذب آب، تعیین بهینهترین سطح تنش و انتخاب یک مدیریت کم آبیاری مناسب میتواند باعث افزایش کارایی مصرف آب و افزایش عملکرد محصول گردد - قیصری و همکاران، . - 1393
حجم ریشه :حجم ریشه در سطوح مختلف نانو دیاکسید تیتانیوم و بسترهای مختلف کشت اختلاف معنیداری باهم نداشتند - جدول . - 1 افزایش غلظت نانو دیاکسید تیتانیوم در بستر کشتهای مختلف با افزایش معنیدار این صفات مواجه بود. بهطوریکه بیشترین حجم ریشه 9/3 مربوط به 350ppm نانو دیاکسید تیتانیوم بود و کمترین میزان حجم ریشه 7/85 مربوط به سطح 500ppm نانو دیاکسید تیتانیوم را به خود اختصاص داد - جدول . - 2
جدول 1 میانگین مربعات اثر بستر مختلف و نانو دیاکسید تیتانیوم بر رشد گیاه کاهو
سطح برگ: نتایج نشان دادند که کاهو در سطوح مختلف نانو دیاکسید تیتانیوم ازنظر سطح و تعداد برگ متفاوت بودند - جدول . - 1 افزایش غلظت نانو دیاکسید تیتانیوم منجر به کاهش معنیدار این صفت در بستر کشت کوکوپیت و خاکبرگ شد. سطح برگ در سطح 350ppm برابر با 771/45 سانتیمتر مربع و در سطح 500 ppm برابر با 6/33 سانتیمتر مربع بود - جدول . - 2 بر اساس نتایج آزمایش بیشترین مقدار سطح برگ کاهو به ترتیب در بستر کشت کوکوپیت و 350ppm نانو دی-اکسید تیتانیوم و کمترین مقدار سطح برگ مربوط به بستر کشت خاکبرگ و 500ppm نانو دیاکسید تیتانیوم بودند. با توجه به نتایج آزمایش با افزایش غلظت نانو دیاکسید تیتانیوم طول ریشه و سطح برگ کاهش پیدا میکند. با توجه به نتایج پوستینی - 1995 - اثر تنش بر سطح برگ کاهو نشان داد که با افزایش غلظت، سطح برگ در تمام گیاهان موردمطالعه کاهش یافت. اختلال رشدی و از بین رفتن گیاهان در شرایط تنش میتواند به دلیل کاهش سطح فتوسنتز کننده در اثر قرار گرفتن در معرض تنش ایجاد شود.
