بخشی از مقاله
چکیده
اخیرًا فن آوري نانو در سطح گسترده مورد توجه بیشتر پژوهشگران علوم مختلف قرار گرفته است. جوانه زنی بذر یک پدیده مهم در کشاورزي مدرن است، زیرا قسمتی از زندگی گیاهان است که بقاي آنها را در آینده تضمین میکند. استفاده درست از عناصر غذایی و نانوذرات آنها در پیش تیمار بذر از اهمیت خاصی برخوردار است. آزمایش حاضر
به منظور بررسی اثر نانوذرات SiO2 در پیش تیمار بذر، بر ویژگیهاي جوانه زنی همیشه بهار بصورت طرح کاملا تصادفی با شش تیمار - صفر، 10، 20، 30، ، 40 و 50 درصد نانوذرات - SiO2 انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد نانوذرات SiO2 بر تمامی صفات مورد اندازهگیري شامل درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، طول ریشهچه، طول ساقهچه، وزن تر و خشک گیاهچه، گل همیشه بهار تاثیر معنیداري در سطح 1 درصد داشت. به طور کلی در غلظت هاي بالاي نانوذرات SiO2 اثر تحریکی نسبت به شاهد مشاهده گردید.
مقدمه
همیشه بهار با نام علمی Calendula officinalis L.، گیاهی یکساله تا چند ساله متعلق به خانواده Asteraceae است که منشا آن نواحی مدیترانه اي است
گل این گیاه علاوه بر کاربردهاي زینتی و مصارف خوراکی - طعم دهنده و رنگ دهنده غذاهاي مختلف - داراي مواد مؤثره و ترکیباتی است که در صنعت - تهیه رنگهاي نقاشی و نایلون صنعتی - و داروسازي - تهیه انواع کرمها و لوسیونها - کاربرد دارد
در مصارف زینتی و کشت در فضاي سبز، تکثیر همیشه بهار توسط بذر و به صورت نشاییانجام میشود - قاسمی قهساره و کافی، . - 1388 امروز افزایشکیفیت در تولید محصولات مختلف مهم شده است. براي رسیدن به این افزایش کیفیت، محققان در حال تلاش براي توسعه یک تکنولوژي تولید کارآمد و دوستدار محیط زیست بر اساس تکنیک هاي نوآورانه براي افزایش بنیه گیاهچه و استقرار گیاه از طریق تیمارهاي فیزیکی بذر هستند.
جوانه زنی بذر یک پدیده مهم در کشاورزي مدرن است، زیرا قسمتی از زندگی گیاهان است که بقاي آنها را در آینده تضمین می کند. استفاده درست از عناصر غذایی و نانودرات آنها در پیش تیمار بذر از اهمیت خاصی برخوردار است. پیش تیمار، روشی است که در آن اجازه داده می شود بذرها مقداري آب جذب کنند به طوري که مراحل اولیه ي جوانه زنی انجام شود اما ریشهچه خارج نشود
به عبارت دیگر، بذرها تا مرحلهي دوم جذب آب پیش می روند اما وارد مرحلهي سوم نمی شوند، بعد از تیمار پیش تیمار، بذرها خشک و همانند بذرهاي تیمار نشده - شاهد - ذخیره و کشت می شوند
پیش تیمار باعث کوتاه شدن زمان کاشت تا سبز شدن و حفاظت بذرها از عوامل زنده و غیززنده در مرحلهي بحرانی استقرار گیاهچه میشود. همچنین، این تیمار یکنواختی سبز شدن را موجب میشود که منجر به استقرار یکنواخت و بهبهود عملکرد محصول می شود
سیلیسیم دومین عنصر فراوان در سطح کره زمین و یکی از عناصر غذایی مفید در رشد و سلامت گیاهان می باشد، که در پیش تیمار بذر مورد استفاده قرار می گیرد. اگر چه سیلیسیم عنصر ضروري براي گیاهان در نظر گرفته نشده است، اما در برخی از گیاهان یک عنصر ضروري است
سیلیسیم نقش مهمی به عنوان یک مانع فیزیکی و مکانیکی را بازي می کند، و بر دیواره هاي اپیدرم و بافت هاي آوندي ساقه، غلاف برگ و پوست در بسیاري از گیاهان به ویژه تک لپه ها ذخیره می شود ، و همچنین تنظیم کننده فعالیت هاي فیزیولوژیکی در گیاهان است
علاوه بر این اثر تنظیم کننده عنصر سلیسیم در رشد و نمو گیاه در شرایط تنش به خوبی شناخته شده است
سیلیسیم سبب افزایش غلظت کلروفیل در واحد سطح برگ میشود و با افزایش غلظت کلروفیل برگ، توانایی گیاه براي استفاده مؤثرتر از نور زیاد شده و می تواند شدت هاي کم و زیاد نور را بهتر تحمل کند
فن آوري نانو در سطح گسترده مورد توجه بیشتر پژوهشگران علوم مختلف قرار گرفته است. تحقیقات مختلفی اثر این مواد را بر جوانه زنی بذر نشان داده است. افزایش درصد جوانه زنی بذر سویا با ترکیب نانو سیلیسیم و نانوتیتانیوم و بذرهاي فلفل، مریم گلی و چمن با نانولوله هاي کربنی و گوجه فرنگی با نانو سیلیسیم - مظفریان و همکاران، - 1390 گزارش شده است.
نتایج تحقیقات دیگر نشان داد که نانوسیلیسیم باعث افزایش سرعت جوانه زنی، درصد جوانه زنی، متوسط زمان جوانه زنی، شاخص جوانه زنی بذر، شاخص قدرت بذر، وزن تر و خشک گیاهچه در گوجه فرنگی شد
با در نظر گرفتن گزارشات موفق استفاده از فناوري نانو به عنوان یک رشته نوظهور لازم است تمام زمینه هاي این فن آوري مورد ارزیابی قرار گیرد. پیشرفت هاي اخیر در فناوري نانو و استفاده از آن در زمینه کشاورزي به طرز حیرت انگیزي در حال افزایش است؛ تحقیقات محدودي اثر نانوذرات مختلف را بر رشد و فیزیولوژي گیاهان مورد بررسی قرار داده اند. با وجود انجام تحقیقاتی در خصوص اثرهاي مفید سیلیسیم بر رشد و نمو گیاهان، اثرهاي این عنصر بر تغییرات مورفولوژیک در هنگام جوانه زنی به طور کامل مشخص نشده است. آزمایش حاضر بهمنظور بررسی اثر نانوذرات SiO2 بر ویژگی هاي جوانهزنی بذر همیشه بهار طراحی شده است.
مواد و روشها
به منظور تاثیر نانوذرات SiO2 بر شاخصهاي جوانهزنی بذر گل همیشه بهار، آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار در آزمایشگاه باغبانی دانشکده کشاورزي دانشگاه زنجان انجام شد. پس از تهیه بذر همیشه بهار، به منظور ضد عفونی، بذرها به مدت پنج دقیقه در محلول هیپوکلریت سدیم 5 درصد قرار داده شده و سپس سه مرتبه با آب مقطر شسته شدند. بذر ضدعفونی شده به مدت 24 ساعت در دماي 25 درجهي سانتیگراد، تحت پنج تیمار نانوذرات و شاهد - صفر، 10، 20، 30، ، 40 و 50 درصد - بهصورت غوطهور قرار گرفتند و پس از تیمار با آب مقطر آبشویی شدند. پس از تیمار کردن بذر، تعداد100± عدد بذر انتخاب و داخل پتريدیشها - که در کف آنها کاغذ صافی بود - قرار داده شد. و به داخل ژرمیناتور با دماي 25 2 درجهي سانتیگراد منتقل شدند. بذرها به طور روزانه بازبینی و تعداد بذرهایی که ریشهچه آنها دو میلیمتر بود به عنوان بذرهاي جوانهزده شمارش شدند. بعد از اتمام دوره جوانهزنی - زمانی که در تعداد بذرهاي جوانه زده تغییري مشاهده نشد - ، صفات مورد نظر اندازهگیري شدند.
نتایج
طبق نتایج جدول تجزیه واریانس - جدول - 1 تیمار نانوذرات SiO2 بر تمامی صفات مورد اندازهگیري شامل درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، طول ریشهچه، طول ساقهچه، وزن تر و خشک گیاهچه همیشه بهار تاثیر معنیداري در سطح 1 درصد داشت. نتایج حاصل از مقایسه میانگین صفات مورد ارزیابی - جدول - 2 نشان داد افزایش غلظت نانوذرات SiO2 تاثیر مثبتی بر تمامی صفات مورد ارزیابی داشت.
جدول -1نتایج تجزیه واریانس صفات جوانهزنی بذر همیشه بهار تحت تاثیر تیمار نانوذرات SiO2
جدول -2نتایج مربوط به مقایسه میانگین صفات جوانهزنی بذر همیشه بهار تحت تاثیر تیمار نانوذرات SiO2
بحث
فناوري نانو یک روش جدید و نوظهور است و نانوذرات به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد آنها در مقایسه با ذرات با اندازه طبیعی، تبدیل به یک کانون توجه براي محققان شدهاند . - Monica & Cermonini, 2009 - نانوذرات سیلیسیم نقش یک عامل تحویل دهندهي نشانهها به DNA را برعهده دارند وموادشیمیاییرا به بافتها و سلولهاي گیاهی و حیواناتمیرسانند
با این حال، نحوه عملکرد نانوذرات در رشد و توسعه هنوز خیلی واضح نیست. همانطور که می دانیم جوانه زنی بذر پایه مناسب براي رشد گیاه، توسعه و عملکرد را فراهممی کند. در آزمایش حاضر با افزایش درصد نانوذرات SiO2 ویژگیهاي جوانه زنی بذر شامل درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، طول ریشهچه، طول ساقهچه، وزن تر و خشک گیاهچه همیشه بهار به شکل بالقوه افزایش یافته است - جدول . - 2 نتایج بدست آمده با آزمایشات مختلف در مورد تاثیر نانوذرات SiO2 بر گوجه فرنگی مطابقت داشت
با توجه به نتایج آزمایش حاضر، افزایش پارامترهاي جوانهزنی با استفاده از نانوذرات SiO2 ممکن است براي بهبود رشد و عملکرد محصولات زراعی استفاده شود. و از آنجایی که مکانیسم اصلی اثر نانوذرات هنوز ناشناخته مانده، پژوهشهاي بیشتري نیاز است که به بررسی مکانیزم جذب و انتقال ذرات نانو و تغییرات فیزیولوژي گیاه بپردازد.
