بخشی از مقاله
چکیده
نانوتکنولوژی یا کاربرد فناوری در مقیاس اتم و ملکول یکی از تکنولوژیهای نوظهور در قرن حاضر میباشد که آینده اقتصادی جهان را به شدت متأثر خواهد کرد. امروزه اکسیدهای فلزی به صورت نانوذره به مقدار زیادی توجه کارشناسان محیط زیست و جامعه علمی را از لحاظ خطرات زیست محیطی و بهداشتی به خود جلب نمودهاند. این مطالعه جهت بررسی تاثیر غلظت های مختلف نانواکسید روی بر برخی شاخص های جوانه زنی بذر سلمک برگ گزنه ای انجام شد.
بذرها از اطراف صنایع فولاد سازی اهواز جمع آوری و پس ضدعفونی شدن با هیپوکلریت سدیم 20 درصد به مدت 5 دقیقه به پتری دیش های حاوی غلظت های مختلف نانواکسید روی شامل 0، 10، 50 و 250 میلی گرم بر لیتر انتقال یافتند. در پایان روز 9، برخی شاخص های جوانه زنی بررسی شدند. بر اساس این نتایج، غلظت های بالای نانواکسید روی می تواند باعث کاهش طول ریشه چه، ساقه چه، گیاهچه و بنیه بذر شود اما تاثیر مهمی بر سرعت و درصد جوانه زنی سلمک برگ گزنه ای ندارد.
-1مقدمه
نانوذرات، اتم ها یا مولکول هایی با ابعاد بین 1 تا 100 نانومتر می باشند و می توانند خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود را ن سبت به و ذرات بزرگتر تغییر دهند. نانو ذرات می توانند از در شت ذرات متنوعی ساخته شوند عملکرد آنها بستگی به ترکیب شیمیایی، اندازه یا شکل ذرات دارد .
در عصر حاضر از نانو تکنولوژی به عنوان دانش زمینه ساز گشایش افقهای جدید در عرصه تمامی علوم یاد میشود. فناوری نانو کاربردهای بالقوه نوظهور و تازهای در زمینه علوم کشاورزی ایجاد کرده است؟ با استفاده از این دانش میتوان شیوههای فعلی مدیریت محصول را بهبود بخشید. امروزه اکسیدهای فلزی به صورت نانوذره به مقدار زیادی توجه کارشناسان محیط زیست و جامعه علمی را به سمت خود جلب نمودهاند. نگرانیها از این بابت است که شاید نانوذرات خطرات زیست محیطی و بهداشتی تازه ای را به بشریت تحمیل نمایند که با دانش کنونی ما در مورد رفتار ذرات ماکروسکوپی قابل پیش بینی نیستند
با افزایش نانوذرات اک سید روی در مح صولات تجاری، به و ضوح یک نگرانی رو به ر شد در دنیا بابت اثرات سم شناسی و زیست محیطی این نانوذره به وجود آمده است
صدیقی و همکاران - 2013 - گزارش کردند که غلظت های مختلف نانوذرات اک سید روی موجب افزایش در صد جوانه زنی در گیاه سویا می شود .
در گیاه گندم جوانه زنی بذور در غلظت های مناسب نانوذرات دی اکسید تیتانیوم افزایش یافته اما در غلظت های بالا بازدارنده بوده ا ست
گیاه سلمک برگ گزنه ای با نام علمی Chenopodium murale L. یک گیاه دو لپه ای و یک ساله از خانواده Amaranthacea می با شدکه پراکندگی زیادی در منطقه خوز ستان دارد و به عنوان یک گیاه دارویی و خوراکی مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به اینکه جوانه زنی دانه رست ها یکی از چرخه مراحل مهم در زندگی یک گیاه است که در بقاء بعدی آن در محیط می تواند نقش مهمی ایفا کند این مطالعه در راستای تاثیر غلظت های مختلف نانوذرات اکسید روی بر برخی شاخص های جوانه زنی سلمک برگ گزنه ای انجام گرفت.
-2مواد و روش ها
به منظور مطالعه تاثیر نانوذرات اکسید روی بر جوانه زنی گیاه سلمک برگ گزنه ای تحقیقی در دانشگاه شهید چمران اهواز اجرا گردید. آزمایش به صورت طرح های کاملا ت صادفی با ُ تکرار انجام شد. بذر های سلمک برگ گزنه ای در اوایل اردیبهشت ماه از مناطق اطراف صنایع فولاد سازی واقع در جاده اهواز- بندر امام جمع آوری شدند. بذور جهت ضد عفونی شدن به مدت 5 دقیقه در هیپوکلریت سدیم 20درصد قرار گرفتند، سپس 3 بار با آب مقطر شستشو و به مدت 24 ساعت در آب مقطر خی سانده شدند، سپس جهت برر سی تاثیر غلظت های مختلف نانواک سید روی بر جوانه زنی، بذرها به پتری دیش هایی با قطر 9 سانتی متر و حاوی کاغذ صافی های آغشته به 4 میلی لیتر از غلظت های مختلف نانو اک سید روی 0 - ، 10، 50 و 250 میلی گرم بر لیتر - انتقال یافتند.
در هر پتری دیش 30 بذر ک شت و برای هر تیمار نانو اکسید روی 4 تکرار انتخاب شد. کلیه پتری ها به انکوباتور با دمای شبانه روزی 24±2 درجه سانتی گراد به مدت 9 روز انتقال یافتند و روزانه وضعیت جوانه زنی مورد بررسی قرار گرفت. در پایان روز 9 شاخص های جوانه زنی شامل در صد و سرعت جوانه زنی، طول ساقه چه، طول ری شه چه، طول گیاهچه، وزن تر و بنیه بذر مطابق روابط زیر بررسی گردید.
که در این روابط :Ni تعداد بذرهای جوانه زده تا روز i ام، :Ti تعداد روز تا شمارش i ام، :S تعداد کل بذرهای کشت شده، :SV بنیه بذر، :SL طول ساقه چه، :RL طول ریشه چه می باشند. نتایج با استفاده از نرم افزار SPSS نسخه 22 مورد تحلیل آماری قرار گرفتند؛ و مقایسه میانگین ها در سطح p<0.05 با استفاده از آزمون دانکن انجام شد.
-3نتایج و بحث
طول ریشه چه، طول ساقه چه، طول گیاهچه و در تیمار با غلظت های مختلف نانو اکسید روی نسبت به شاهد کاهش یافتند که به لحاظ آماری معنی دار - p<0.05 - بوده و حداقل مقدار این شاخص ها در غلظت 10 میلی گرم بر لیتر نانو اکسید روی اندازه گیری شد ، ضمن اینکه نسبت طول ساقه چه به ریشه چه در غلظت های 50 و 250 میلی گرم بر لیتر در مقایسه با شاهد افزایش معنی داری - p<0.05 - را نشان دادند
برای وزن تر گیاهچه در غلظت 50 میلی گرم بر لیتر افزایش و در غلظت 10 میلی گرم بر لیتر کاهش معنی داری - p<0.05 - نسبت به شاهد اندازه گیری شد - شکل . - 5 مطابق شکل 6، بالاترین درصد جوانه زنی در شاهد مشاهده شد، در غلظت های 10 و 50 میلی گرم بر لیتر نانو اکسید روی این شاخص کاهش معنی دار - p<0.05 - را نشان داد، اما بذر های رشد یافته در محیط حاوی 250 میلی گرم بر لیتر نانوذره اختلاف معنی داری - p<0.05 - را از این لحاظ با نمونه شاهد نشان ندادند. افزایش غلظت نانو اکسید روی در محیط منجر به افزایش سرعت جوانه زنی شد، اما بذر های رشد یافته در هر سه تیمار کاهش معنی داری - - p<0.05 را در این شاخص در مقایسه با شاهد نشان دادند
بنیه بذر در تیمار با غلظت های مختلف نانو اکسید روی نسبت به شاهد کاهش یافتند که به لحاظ آماری معنی دار - p<0.05 - بوده و حداقل مقدار این شاخص ها در غلظت 10 میلی گرم بر لیتر نانو اکسید روی و بیشترین مقدار آن در شاهد مشاهده شد
روی یک عنصر کم مصرف ضروری برای رشد و نمو طبیعی گیاهان محسوب می شود و در بسیاری از فرایندهای متابولیسمی آنها شرکت می کند ولی مقادیر خیلی کم یا زیاد آن، موجب اختلال در فرایندهای مهم متابولیسمی و در نتیجه توقف یا کاهش رشدگیاه می شود
روی در فعالیت آنزیم ها، بیوسنتز کلروفیل، اکسین، پروتئین و کربوهیدرات و همچنین متابولیسم لیپید، اسید نوکلئیک و استحکام غشا شرکت دارد .[12] هنگامی که فلز روی در خاک و در نهایت در بافت های گیاهی تجمع می یابد، بسته به گونه گیاهی موجب تغییر در برخی فرآیندهای متابولیکی گیاه شده و از این طریق در رشد و نموگیاهان اختلال ایجاد می کند .
همچنین غلظت های سمی روی از طریق ایجاد انواع اکسیژن واکنشگر و القای تنش اکسیداتیو، باعث آسیب به مولکول های زیستی سلول مانند لیپیدها، پروتئین ها و اسید های نوکلئیک می گردد. سمیت ناشی از نانوذرات می تواند ناشی از دو عامل باشد: -1 سمیت شیمیایی بر مبنای ترکیب شیمیایی - مثلا رها سازی یون ها - ، -2 تنش یا تحریک ایجاد شده به وسیله سطح، اندازه یا شکل ذرات
اثرات نانوذرات بر روی گونه های گیاهی مختلف می تواند متفاوت باشد و گزارش هایی از اثرات مثبت و منفی در آن ها وجود دارد. از اثرات مثبت می توان به گزارش Lu و همکارانش در سال 2002 با مطالعاتی که بر روی سویا انجام دادند اشاره نمود. آن ها مشخص کردند که ترکیبی از نانوذرات SiO2 و TiO2 می تواند فعالیت نیترات رودکتاز و میزان جذب آب را در دانه سویا افزایش داده و با استفاده از آب و تحریک سیستم های آنتی اکسیدانی جوانه زنی و رشد آن را تسریع کند
Yin و همکاران در سال 2011 نشان دادند که سلول های کلاهک ریشه گیاه Lolium multifroum تحت تیمار نانو ذرات نقره آسیب دیده و این احتمالا موجب کاهش رشد ریشه می شود. مهار رشد ریشه تا حد زیادی بسته به نوع نانوذره وگونه گیاهی متفاوت است و تا حدی با غلظت نانوذرات در ارتباط است. یکی از مهم ترین عوامل در کاهش رشد گیاهان تیمار شده با نانوذرات، اختلال در جذب آب و عناصر غذایی ذکر شده است
Shah و همکاران - 2009 - نشان داده اند که نانو ذرات فلزی باعث افزایش نسبت اندام هوایی به ریشه در کاهو می شود
Xing وLin در سال 2007 گزارش کردند که نانوذرات اکسید روی باعث افزایش جوانه زنی در گیاه ذرت می گردد
