در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

۲-۱۰- ۲- قارچ ميکوريزا آربسکولار و واکنش گياهان……………………………………………………………………. ۳۲
فصل سوم- مواد و روشها
۳-۱- مطالعات جوانهزني بذر……………………………………………………………………………………………………. ۳۵
۳-۱-۱- آزمايش سطوح مختلف اکسيدروي نانو و معمولي بر شاخصهاي جوانهزني و رشد گياهچه لوبيا………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۳۵
۳-۲- مطالعات گلخانهاي …………………………………………………………………………………………………………. ۴۲
۳-۲-۱- آماده سازي بستر کاشت ……………………………………………………………………………………………… ۴۲
۳-۲-۲- کاشت، داشت و برداشت گياه لوبيا ………………………………………………………………………………. ۴۳
۳-۲-۳- تجزيه گياه ………………………………………………………………………………………………………………… ۴۴
۳-۲-۴- تجزيه خاک پس از برداشت گياه …………………………………………………………………………………. ۴۵
۳-۳- تجزيه و تحليل آماري ……………………………………………………………………………………………………. ۴۶
فصل چهارم- نتايج و بحث
۴-۱- آزمايش جوانهزني بذر ………………………………………………………………………………………………….. ۴۷
۴-۱-۱- اثر نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) بر شاخصهاي جوانهزني بذر …………………………………. ۴۷
۴-۱-۲- اثر سطوح اکسيدروي بر شاخصهاي جوانهزني بذر …………………………………………………….. ۴۸
۴-۱-۳- اثر متقابل نوع اکسيدروي و سطوح آنها بر شاخصهاي جوانهزني بذر ……………………………. ۴۹
۴-۱-۴- اثر نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) بر صفات مورد ارزيابي روي لوبيا ……………………………. ۵۴
۴-۱-۵- اثر سطوح مختلف اکسيدروي بر صفات مورد ارزيابي روي لوبيا ……………………………………. ۵۵
۴-۱-۶- اثر متقابل نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) و سطوح آنها بر صفات مورد ارزيابي روي لوبيا …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۵۶
۴-۲- آزمايش گلخانهاي …………………………………………………………………………………………………………. ۵۹
۴-۲-۱- اثر تيمارهاي آزمايشي بر عملکرد و اجزاي عملکرد گياه لوبيا …………………………………………. ۵۹
۴-۲-۱-۱- اثر نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) بر شاخصهاي رشدي لوبيا …………………………………. ۵۹
۴-۲-۱-۲- اثر قارچ گلوموس اينتراراديسس بر شاخصهاي رشدي لوبيا ……………………………………….۶۰
۴-۲-۱-۳- اثر سطوح اکسيدروي بر شاخصهاي رشدي لوبيا ………………………………………………………۶۲
۴-۲-۱-۴- اثر متقابل نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) و قارچ گلوموس اينتراراديسس بر شاخصهاي رشدي لوبيا ……………………………………………………………………………………………………………………………. ۶۳
۴-۲-۱-۵- اثر متقابل سطوح اکسيدروي و قارچ گلوموس اينتراراديسس بر شاخصهاي رشدي لوبيا …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۶۵
۴-۲-۱-۶- اثر متقابل نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) و سطوح آنها بر شاخصهاي رشدي لوبيا …….. ۶۸
۴-۲-۱-۷- اثر متقابل نوع اکسيدروي، سطوح آنها و قارچ گلوموس اينتراراديسس بر شاخصهاي رشدي لوبيا ……………………………………………………………………………………………………………………………………….۷۲
۴-۳- تأثير تيمارهاي آزمايشي بر عناصر غذايي پر مصرف در گياه لوبيا ………………………………………… ۷۵

۴-۳-۱- تأثير تيمارهاي آزمايشي بر عناصر نيتروژن، فسفر و پتاسيم گياه ………………………………………. ۷۵
۴-۴- تأثير تيمارهاي آزمايشي بر عناصر کم مصرف گياه …………………………………………………………….. ۸۳
۴-۴-۱- عناصر روي، مس و آهن در گياه …………………………………………………………………………………. ۸۳
۴-۵- تأثير تيمارهاي آزمايشي بر خصوصيات خاک پس از برداشت گياه لوبيا …………………………………۹۰
۴-۵-۱- pH خاک پس از برداشت گياه …………………………………………………………………………………….. ۹۰
۴-۵-۲- هدايت الکتريکي عصاره اشباع خاک پس از برداشت گياه ………………………………………………… ۹۴
۴-۶- تأثير تيمارهاي آزمايشي بر عناصر کم مصرف در خاک پس از برداشت گياه …………………………… ۹۹
۴-۶-۱- تأثير تيمارهاي آزمايشي بر عناصر روي، مس و آهن در خاک ………………………………………….. ۹۹
فصل پنجم- نتيجهگيري نهايي و پيشنهادات
۵-۱- نتيجهگيري نهايي …………………………………………………………………………………………………………… ۱۰۶
۵-۲- پيشنهادات ……………………………………………………………………………………………………………………. ۱۰۸
پيوست …………………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۱۰
منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………… ۱۱۶
فهرست شکلها
عنوان شکل صفحهشکل ۳-۱٫ تصوير دو بعدي اندازه ذرات نانواکسيدروي با استفاده از ميکروسکوپ تونلي روبشي (STM) …………………… 36شکل۳-۲٫ تصوير توپوگرافي نانوذرات اکسيدروي با استفاده از ميکروسکوپ تونلي روبشي (STM) …………………………… 37شکل۳-۳٫ تصوير اندازه ذرات اکسيدروي نانو با ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) …………………………………………….37شکل۳-۴ تصوير اندازه ذرات اکسيدروي معمولي با ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) ……………………………………… 38
فهرست جدولها
عنوان جدول صفحهجدول ۲-۱ سميت نانواکسيدروي در برخي محصولات کشاورزي…………………………………………………………………………….. ۲۹جدول ۳-۱ خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک قبل از آزمايش …………………………………………………………………………….. ۴۳جدول ۴-۱ تاثير نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) بر شاخصهاي جوانه زني بذر لوبيا ………………………………………………….. ۴۸جدول ۴-۲ اثرسطوح مختلف اکسيدروي بر شاخصهاي جوانه زني ………………………………………………………………………….. ۴۹جدول ۴-۳ اثر متقابل نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) و سطوح اکسيدروي بر شاخصهاي جوانه زني بذر ……………………. ۵۴جدول ۴-۴ اثر نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) بر صفات مورد ارزيابي روي لوبيا………………………………………………………… ۵۵جدول ۴-۵ اثرسطوح اکسيدروي بر صفات مورد ارزيابي روي لوبيا …………………………………………………………………………… ۵۶ جدول ۴- ۶ اثر متقابل نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) و سطوح مختلف آن بر صفات مورد ارزيابي روي لوبيا ………………. ۵۸جدول ۴-۷ اثر نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) بر شاخصهاي رشدي لوبيا ……………………………………………………………….. ۶۰جدول ۴-۸ اثر قارچ گلوموس اينتراراديسس بر شاخصهاي رشدي و وزن خشک اندام هوايي و ريشه و عملکرد دانه در گلدان …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۶۱ جدول ۴-۹ اثر سطوح اکسيدروي بر شاخصهاي رشدي لوبيا …………………………………………………………………………………… ۶۳جدول ۴-۱۰ اثر متقابل نوع اکسيدروي ( نانو و معمولي) و قارچ گلوموس اينتراراديسس بر شاخصهاي رشدي لوبيا……….. ۶۴ جدول ۴-۱۱ اثر متقابل قارچ گلوموس اينتراراديسس و سطوح اکسيدروي بر شاخصهاي رشدي لوبيا …………………………. ۶۷جدول ۴-۱۲ اثر متقابل نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) و مقادير آن بر شاخصهاي رشد ……………………………………………. ۷۱جدول ۴-۱۳ اثر متقابل اکسيدروي (نانو و معمولي)، سطوح آنها و قارچ گلوموس اينتراراديسس بر شاخصهاي رشدي گياه لوبيا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۷۴جدول ۴-۱۴ اثر نوع اکسيدروي بر غلظت عناصر نيتروژن، فسفر و پتاسيم گياه …………………………………………………………… ۷۶جدول ۴-۱۵ اثر قارچ گلوموس اينتراراديسس بر غلظت عناصر نيتروژن، فسفر و پتاسيم گياه ……………………………………….. ۷۷جدول ۴-۱۶ اثر سطوح اکسيدروي بر غلظت عناصر نيتروژن، فسفر و پتاسيم گياه ………………………………………………………. ۷۸جدول ۴-۱۷ اثر متقابل قارچ گلوموس اينتراراديسس و نوع اکسيدروي بر غلظت عناصر نيتروژن،فسفر و پتاسيم گياه ……… ۷۹جدول ۴-۱۸ اثر متقابل نوع اکسيدروي و سطوح آنها برغلظت عناصر نيتروژن، فسفر و پتاسيم گياه ………………………………. ۸۰ جدول ۴-۱۹ اثر متقابل قارچ گلوموس اينتراراديسس و سطوح اکسيدروي بر غلظت عناصر نيتروژن ، فسفر و پتاسيم
گياه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۸۱جدول ۴-۲۰ اثر متقابل قارچ گلوموس اينتراراديسس ، نوع و سطوح اکسيدروي بر غلظت عناصر نيتروژن ، فسفر و پتاسيم گياه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۸۲جدول ۴-۲۱ اثر نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) بر غلظت روي، مس و آهن در گياه لوبيا ………………………………………….. ۸۳ جدول ۴-۲۲ اثر قارچ گلوموس اينتراراديسس ( با حضور و عدم حضور قارچ ) بر غلظت عناصر روي ، مس و آهن گياه لوبيا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۸۴ جدول ۴-۲۳ اثر سطوح اکسيدروي بر غلظت عناصر روي، مس و آهن گياه لوبيا ………………………………………………………. ۸۵جدول ۴-۲۴ اثر متقابل قارچ گلوموس اينتراراديسس و نوع اکسيدروي بر غلظت روي، مس و آهن گياه لوبيا ……………… ۸۶جدول ۴-۲۵ اثر متقابل نوع اکسيدروي و سطوح آنها بر غلظت عناصر روي، مس و آهن در گياه لوبيا …………………………. ۸۷جدول ۴-۲۶ اثر متقابل قارچ گلوموس اينتراراديسس و سطوح اکسيدروي بر غلظت عناصر روي ، مس و آهن در گياه لوبيا …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۸۸جدول ۴-۲۷ اثر متقابل قارچ گلوموس اينتراراديسس، نوع و سطوح اکسيدروي بر غلظت عناصر روي، مس و آهن در گياه لوبيا ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۹۰جدول ۴-۲۸ اثر نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) بر pH خاک ……………………………………………………………………………….. ۹۱جدول ۴-۲۹ اثر قارچ گلوموس اينتراراديسس بر pH خاک ……………………………………………………………………………………. ۹۱جدول ۴-۳۰ اثر سطوح اکسيدروي بر pH خاک …………………………………………………………………………………………………… ۹۱جدول ۴-۳۱ اثر متقابل نوع اکسيدروي و قارچ گلوموس اينتراراديسس بر pH خاک …………………………………………………. ۹۲جدول۴-۳۲ اثر متقابل نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) و سطوح آنها بر pH خاک ……………………………………………………. ۹۲جدول ۴-۳۳ اثر متقابل قارچ گلوموس اينتراراديسس و مقادير آنها بر pH خاک ……………………………………………………….. ۹۳جدول ۴-۳۴ اثر متقابل قارچ گلوموس اينتراراديسس، نوع اکسيدروي و سطوح آنها بر pH خاک ……………………………….. ۹۴جدول ۴-۳۵ اثر نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) بر EC خاک ………………………………………………………………………………. ۹۵جدول ۴-۳۶ اثر قارچ گلوموس اينتراراديسس بر EC خاک …………………………………………………………………………………… ۹۵جدول۴-۳۷ اثر سطوح اکسيدروي بر EC خاک ………………………………………………………………………………………………….. ۹۶جدول ۴-۳۸ اثر متقابل نوع اکسيدروي (نانو و معمولي) و قارچ گلوموس اينتراراديسس بر EC خاک ………………………… ۹۶جدول ۴-۳۹ اثر متقابل قارچ گلوموس اينتراراديسس و سطوح اکسيد روي بر EC خاک ……………………………………………. ۹۷جدول ۴-۴۰ اثر متقابل نوع اکسيدروي و سطوح آنها بر EC خاک …………………………………………………………………………. ۹۸جدول۴-۴۱ اثر متقابل قارچ گلوموس اينتراراديسس، نوع و سطوح اکسيد روي بر EC خاک ……………………………………. ۹۹جدول ۴-۴۲ اثر نوع اکسيدروي بر غلظت عناصر روي، آهن و مس در خاک ………………………………………………………….. ۱۰۰جدول ۴-۴۳ اثر قارچ گلوموس اينتراراديسس بر مقادير عناصر روي، آهن و مس قابل دسترس خاک ………………………… ۱۰۱جدول ۴-۴۴ اثر سطوح اکسيدروي بر مقادير عناصر روي، آهن و مس قابل دسترس خاک ……………………………………….. ۱۰۱جدول ۴-۴۵ اثر متقابل قارچ گلوموس اينتراراديسس و نوع اکسيدروي بر مقادير عناصر روي ، آهن و مس قابل دسترس خاک ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۱۰۲جدول ۴-۴۶ اثر متقابل سطوح اکسيدروي و قارچ گلوموس اينتراراديسس بر مقادير روي ، آهن و مس قابل دسترس خاک ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۱۰۳جدول ۴-۴۷ اثر متقابل نوع و سطوح اکسيدروي بر مقادير عناصر روي، آهن و مس قابل دسترس خاک ……………………. ۱۰۴جدول ۴-۴۸ اثر متقابل نوع و سطوح اکسيدروي برمقادير عناصر روي، آهن و مس قابل دسترس خاک …………………….. ۱۰۵
فصل اول: مقدمه
۱- مقدمه
در طي پنجاه سال گذشته، پيشرفت فناوري توليد مواد شيميايي، انقلابي را در توليد محصولات کشاورزي به وجود آورده است (واسيليسکي، ۲۰۰۳). با شروع کشاورزي صنعتي که دو عامل مهم آن استفاده از ارقام پر محصول و کود پذير گياهان زراعي و بکارگيري کودهاي شيميايي بودند، توليد محصولات کشاورزي دگرگون و رشد فزايندهاي ايجاد شد. تغييرات ايجاد شده در طبيعت در اثر دخالتهاي انسان در خاک، آب و جو به دليل استفاده از مواد شيميايي مختلف براي افزايش بهرهوري گياهان از يک طرف و مصرف حدود ۱۰ برابر انرژي براي توليد يک واحد از محصول نسبت به قرن گذشته از طرف ديگر، منجر به جستجو جهت دستيابي به روشهاي جديد در توليد محصولات کشاورزي شده است (آلاجاجيان، ۲۰۰۷; واسيليسکي، ۲۰۰۳).
کاربرد نانوتکنولوژي در کشاورزي حتي در سطح جهاني، در مرحله ظهور است. علوم نانو منجر به توسعه و بهبود کاربردهاي ارزان نانوتکنولوژي براي پيشبرد رشد گياهان شده است. نانوذرات۱ و نانوکپسولها ابزاري کارا براي توزيع آفت کش ها و کودها در شکل کنترل شده با مکان هدف مشخص هستند، بنابراين خسارت زيست محيطي را کاهش ميدهند. نانوتکنولوژي نقش مهمي در بهبود روشهاي موجود مديريت گياهان زراعي بازي ميکند. مواد شيميايي زراعي از طريق آبشويي، تجزيه توسط نور، هيدروليز و تجزيه ميکروبي، بخش يا درصد خيلي کمي از آنها در محل هدف قرار ميگيرند. از اين رو کاربردهاي مکرر براي داشتن يک کنترل موثر مورد نياز است که باعث برخي اثرات نامطلوب نظير آلودگي آب و خاک ميگردد (ناير و همکاران، ۲۰۱۰).
تغييرات در فناوري، عامل اصلي شکل گيري کشاورزي نوين شده است. در بين آخرين خط نوآوريهاي فناوري، نانوتکنولوژي موقعيت برجستهاي در تحول کشاورزي و توليد غذا اشغال نموده است. توسعه وسايل و مواد نانو ميتواند کاربردهاي جديدي را در بيوتکنولوژي گياهي و کشاورزي باز نمايد. اخيراً تمرکز اصلي در تحقيقات روي کاربرد نانوتکنولوژي در زمينه الکترونيک، انرژي و پزشکي ميباشد. تجربيات بدست آمده از اين موضوعات، توسعه گياهان تغيير يافته ژنتيکي، حفاظت گياه، مواد شيميايي محافظ گياه و تکنيکهاي کشاورزي دقيق را آسان ساخته است. نانوتکنولوژي پيشرفتهاي وسيعي در تحقيقات کشاورزي نظير علوم و فناوري توليد مثلي، تبديل ضايعات کشاورزي و غذايي به انرژي و ديگر محصولات ثانويه از طريق فرايند زيستي- نانوآنزيمي، جلوگيري از بيماري و تيمار در گياه با استفاده از رهاسازي نانوذرات مختلف شبيه به آنچه که در مصرف نانو داروها در انسان استفاده ميشود، ايجاد نموده است (ناير و همکاران، ۲۰۱۰). از ويژگيهاي منحصر به فرد نانوذرات، نسبت سطح به حجم زياد آنها است که باعث افزايش درصد اتمهاي موجود در سطح شده (پرماناتان، ۲۰۱۱) که هم ميتوانند به عنوان منبع غذايي مفيد و هم به عنوان خطرات زيست محيطي مطرح شوند. بنابراين، درک کاملي از مسيرهاي اصلي واکنش در تشکيل اين مواد در خاک براي کاربرد مواد نانوذرات پايدارتر و ايمنتر در کشاورزي حايز اهميت است (ميلاني، ۲۰۱۰).
در حال حاضر عناصر کم مصرف براي گياهان زراعي به عنوان مواد غذايي لازم و ضروري بوده به طوري که رشد و عملکرد گياهان در خاکهايي با کمبود اين عناصر کاهش مييابد. عنصر روي يکي از هفت عنصر کم مصرف ضروري براي رشد محصول بوده و نقش اساسي آن مشارکت در ساختمان ۲۰۰ نوع آنزيم و پروتئين است و کمبود آن فعاليت چندين آنزيم مهم از جمله فسفاتاز، الکل دي هيدروژناز، ديميدين کيناز، کربوکسي پپتيداز DNA و RNA را کاهش ميدهد (پراساد، ۱۹۸۴). از ديگر نقشهاي عنصر روي، نقش آن در ايجاد يک سيستم دفاعي سلولي در برابر گونههاي واکنش دهنده با اکسيژن۲ (ROS) ميباشد. به نحوي که در شرايط کمبود عنصر روي بروز اين خسارتهاي اکسيداتيو ناشي از تهاجم راديکالهاي آزاد مانند ROS ها با ايجاد اختلال در عملکرد غشاهاي سلولي و توليد راديکالهاي هيدروکسيل و سوپراکسيداز به سلول خسارت وارد مينمايد (موراي، ۱۹۸۹).
اکسيدروي (ZnO) به عنوان يکي از ترکيبات معدني عنصر روي، در حال حاضر يکي از پنج ترکيب عنصر روي بوده که توسط سازمان غذا و داروي آمريکا به عنوان يک ترکيب ايمن شناخته شده است (پراساد، ۱۹۸۴). اکسيدروي در مقياس نانو ويژگيهاي ضد ميکروبي داشته و همچنين پايداري بيشتري در دما و فشار بالا نشان داده (ساواي، ۲۰۰۳) و غير سمي بوده و حتي شامل عناصر معدني ضروري براي بدن انسان نيز ميباشد (روسلي و همکاران، ۲۰۰۳). اغلب مواد معدني ضد باکتريايي، نانوذرات فلزي و نانوذرات اکسيد فلزي بوده که شامل نقره (Ag)، مس (Cu)، اکسيد تيتانيوم (TiO2) و اکسيدروي (ZnO) ميباشد (کيوفي و همکاران، ۲۰۰۵؛ چادهري و همکاران، ۲۰۰۸؛ برادلي و همکاران، ۲۰۱۱). گياهان در حضور نانو مواد (NMs) به طور طبيعي رشد کرده و روند افزايشي در توليد دارند به طوري که استفاده از نانو مواد سنتزي۳، به عنوان ابزاري مناسب محسوب ميشود (پن و همکاران،۲۰۱۰) و سرنوشت، انتقال و تحرک اين نانوذرات سنتزي در خاک بستگي زيادي به شرايط محيطي داشته، ولي با اين حال شناخت کمي از اثرات احتمالي نانوذرات در ويژگيهاي شيميايي، فيزيکي و بيولوژيکي خاک وجود دارد (بن- موشه و همکاران، ۲۰۱۲).
امروزه استفاده از نانوکودها در صنايع مختلف از جمله کشاورزي مورد توجه و اقبال عمومي قرار گرفته است. نانواکسيدروي يکي از نانوکودهاي مورد استفاده در کشاورزي است که گزارشات ضد و نقيضي در مورد فوايد و مضرات آن براي گياهان ارايه شده است. استفاده از اين ماده در خاک با غلظت زياد اثرات ضد باکتريايي داشته و برخي از باکتريهاي خاک را از بين ميبرد، از سويي گزارشاتي در دست است که نشان ميدهد استفاده از اين نانو کود ميتواند رشد ريشه و اندامهاي هوايي گياهان را تحريک نمايد (فان و لو، ۲۰۰۳). امروزه بشر با دخالتهاي نامتعارف خود از قبيل کاربرد بيرويه کودهاي شيميايي، سموم و ادوات کشاورزي موجب خسارتهاي جبران ناپذيري به محيط زيست و نظامهاي کشاورزي شده است. يکي از راهکارهاي مؤثر براي خروج از اين معضل، حرکت به سوي کشاورزي پايدار ميباشد (غلامي و کوچکي، ۱۳۸۰). در حال حاضر مصرف کودهاي زيستي همانند قارچ ميکوريزا در يک سيستم مبتني بر کشاورزي پايدار، موجب افزايش کيفيت و ثبات عملکرد به ويژه در گياهان زراعي ميشود. قارچ ميکوريزا در مقايسه با کودهاي شيميايي برتريهاي چشمگيري دارد. اين قارچها با ايجاد ارتباط همزيستي با گياهان بر جنبههاي مختلف فيزيولوژي و بيوشيمي گياه ميزبان تأثير گذاشته و موجب بهبود رشد و نمو آن ميشود (ناديان، ۱۳۷۷). قارچهاي ميکوريزاي آربسکولار وزيکولار در بين ميکروارگانيسمهايي که محيط ريزوسفر را اشغال ميکنند منحصر به فرد هستند. اين قارچها اجتماعات همزيستي را با ريشه اکثر گياهان تشکيل ميدهند و علاوه بر افزايش موادغذايي معدني در گياه ميتوانند با تحريک مواد تنظيم کننده رشد، افزايش فتوسنتز، بهبود تنظيم فشار اسمزي در شرايط خشکي و شوري، باعث افزايش مقاومت گياهان نسبت به تنشهاي محيطي شوند (رابي و مدني، ۲۰۰۵).
بنابراين با توجه به اهميت موضوع، اين مطالعه به منظور دستيابي به اهداف زير در دو شرايط آزمايشگاه و گلخانه بر روي جوانهزني و رشد و عملکرد گياه لوبيا سبز اجرا شد:
۱- بررسي اکسيدروي نانو و معمولي بر شاخصهاي جوانهزني گياه لوبيا سبز
۲- بررسي اکسيدروي نانو و معمولي بر خصوصيات رشدي و عملکرد گياه لوبيا سبز
۳- بررسي اثرات متقابل اکسيدروي نانو و معمولي و قارچ ميکوريزا بر خصوصيات رشدي و عملکرد گياه لوبيا سبز
۴- بررسي تاثير اکسيدروي نانو و معمولي بر غلظت عناصر غذايي در گياه لوبيا سبز
۵- بررسي اثرات متقابل اکسيد روي نانو و معمولي و قارچ ميکوريزا بر غلظت عناصر غذايي در گياه لوبيا سبز
۶- بررسي تاثير اکسيدروي نانو و معمولي بر غلظت عناصر کم مصرف در خاک
۷- بررسي اثرات متقابل اکسيد روي نانو و معمولي و قارچ ميکوريزا بر غلظت عناصر کم مصرف در خاک
فصل دوم: بررسي منابع
۲-۱- نانوتکنولوژي۴ و کشاورزي
تعاريف متفاوتي براي نانوذرات در مدارک و اسناد موجود است. اخيراً سازمان استاندارد بين المللي۵، تعريفي جديد براي نانوذرات ارائه کرده است. طبق اين تعريف نانوذرات به ذراتي گفته ميشود که حداقل يکي از ابعاد آنها در مقياس نانو باشد. منظور از مقياس نانو در اين تعريف اندازهاي است که در حد ۱۰۰-۱ نانومتر باشد (کريلينگ، ۲۰۱۰). تاريخچه نانو مواد بسيار طولاني است اما با اين وجود بخش اعظم پيشرفتهايي که در زمينه نانوتکنولوژي صورت گرفته است، تنها به دو دهه گذشته باز ميگردد. ايده نانوتکنولوژي براي اولين بار توسط ريچارد فينمن۶ در سال ۱۹۵۹ مطرح گرديد و در سال ۱۹۷۰ ناريو تانيگوچي۷ براي اولين بار اصطلاح نانوتکنولوژي را تعريف نمود (اش، ۲۰۱۱).
به دليل اثرات مضري که کودهاي شيميايي در محيط زيست و کيفيت غذا ايجاد ميکنند، مدتها است که استفاده از آنها مورد نکوهش قرار گرفته است. در نانوکودها به عنوان جايگزين کودهاي مرسوم، عناصر غذايي کود به تدريج و به صورت کنترل شده در خاک آزاد ميشوند و در نتيجه از آلودگي آب آشاميدني جلوگيري به عمل خواهد آمد. در حقيقت با بهره گيري از فناوري نانو در طراحي و ساخت نانوکودها، فرصتهاي جديدي به منظور افزايش کارايي مصرف عناصر غذايي و به حداقل رساندن هزينههاي حفاظت از محيط زيست، پيش روي انسان گشوده شده است (نادري و عابدي، ۲۰۱۲).
استفاده از فناوري نانو در کليه عرصهها از جمله کشاورزي در حال گسترش ميباشد. يکي از مهمترين کاربردهاي فناوري نانو در جنبههاي مختلف کشاورزي در بخش آب و خاک، استفاده از نانو کودها براي تغذيه گياهان ميباشد (رضايي و همکاران، ۱۳۸۸). ذرات کودي ميتوانند با غشاهايي در مقياس نانو پوشيده شوند که رهاسازي آهسته و مداوم عناصر غذايي را تسهيل ميکنند. پوشاندن و سيماني کردن با ذرات نانو و کوچکتر از نانو، باعث ايجاد قابليت تنظيم رهاسازي عناصر غذايي از کپسول کودي ميشود (ليو و همکاران، ۲۰۰۶).
۲-۲- نانوذرات و انواع آن
فرآوردههاي نانو شامل مخلوطي از ذرههاي با ابعاد بين ۱ تا ۱۰۰ نانومتر هستند که ميتوانند خصوصيات فيزيکي و شيميايي مواد اوليه خود را تغيير دهند (مونيکا و کرمونيني، ۲۰۰۹). عرضه کودهاي شيميايي به شکل نانوذرات اخيراً مورد توجه قرار گرفته است. نتايج مطالعات موجود بيانگر واکنش متفاوت گونههاي مختلف گياهان به مواد غذايي تهيه شده به شکل نانو ميباشد (زو و همکاران، ۲۰۰۸). براي مثال در مطالعه زو و همکاران (۲۰۰۸) در حالي که گياه Cucurbita maxima قادر به جذب، انتقال و تجمع مواد نانو در بافتهاي خود بود، جذب و انتقال اين مواد توسط گياه Phaseolus limensis انجام نشد. گزارشات محدودي مبني بر تأثير مثبت مواد غذايي نانو بر رشد برخي از گياهان از جمله بادام زميني (پراساد و همکاران، ۲۰۱۲)، نخود (پاندي و همکاران، ۲۰۱۰)، اسفناج (يانگ و همکاران، ۲۰۰۶) و ريحان (پيوندي و همکاران، ۲۰۱۱) وجود دارد. تبديل مواد به مقياس نانو، ويژگيهاي فيزيکي، شيميايي، بيولوژيکي و فعاليتهاي کاتاليزوري آنها را تغيير ميدهد. علاوه بر انحلال پذيري بيشتر، فعاليتهاي شيميايي و قابليت نفوذ در غشاي سلولي در اين نانوذرات پديدار ميگردد (مظاهري نيا و همکاران، ۲۰۱۰).
تحقيقات نانوتکنولوژي زمينهاي از فناوريهاي پيشرفته۸ است که به توسعه سريع علم الکترونيک، بيوتکنولوژي، پزشکي، علوم فضايي و صنايع دفاعي منجر شده است. تاکنون مطالعات اندکي بر روي اثرات و مکانيزمهاي نانوذرات بر روي رشد گياهان انجام شده است (ژانگ و همکاران، ۲۰۰۵). تغييرات در فناوري کشاورزي عامل اصلي شکلگيري کشاورزي مدرن شده است. در بين جديدترين نوآوريهاي فناوري، نانوتکنولوژي موقعيت برجستهاي در تحول کشاورزي و توليد غذا اشغال نموده است. توسعه وسايل و مواد نانو مي تواند کاربردهاي جديدي را در بيوتکنولوژي گياهي و کشاورزي ايجاد نمايد. اخيراً تمرکز اصلي در تحقيقات روي کاربرد نانوتکنولوژي در زمينه الکترونيک، انرژي و پزشکي ميباشد. نانوتکنولوژي پيشرفتهاي وسيعي در تحقيقات کشاورزي نظير علوم و فناوري توليد مثلي، تبديل ضايعات کشاورزي و غذايي به انرژي و ديگر محصولات ثانويه از طريق فرآيند زيستي- نانوآنزيمي، جلوگيري از بيماري و تيمار گياه با استفاده از رهاسازي نانوذرات مختلف شبيه به آنچه که در مصرف نانوداروها در انسان استفاده ميشود، ايجاد نموده است (ناير و همکاران،۲۰۱۰).
يکي از اولين و معموليترين سوالات که در زمان شروع کار با نانوذرات مطرح ميشود اين است که چرا نانوذرات اين قدر قابل توجه هستند؟ چرا کار با اين ساختارهاي بياندازه ريز و کوچک به ويژه وقتي با ذرات ماکروسکوپي آنها مقايسه ميشوند چالش انگيز است؟ پاسخ، به خصوصيات منحصر به فرد اين نانوذرات بر ميگردد.
واژه نانو۹ از واژه يوناني dwarf (کوتاه- کوتوله) به معني يک بيليونيوم متر گرفته شده است. يک نانومتر طول سه اتم کنار هم است (تاکار و همکاران، ۲۰۰۹).
مثالهايي از خواص منحصر به فرد نانوذرات شامل سطح ويژه بسيار زياد، انرژي سطحي زياد و حبس کوآنتوم۱۰ است. اين خواص غير معمول ممکن است حتي در سرنوشت و رفتار محيطي آنها نسبت به مواد توده۱۱ و معمولي تأثير بگذارد. گياهان، يک جزء پايه و اساسي تمام اکوسيستم ها هستند و نقش اساسي را در سرنوشت و انتقال نانوذرات در محيط از طريق جذب و تجمع زيستي بازي ميکنند. نانوتکنولوژي نقش مهمي در بهبود روشهاي موجود مديريت گياه زراعي دارد. مواد شيميايي زراعي به صورت متداول براي محلول پاشي يا پخش کردن در گياهان زراعي بکار ميروند. معمولاًٌ غلظت خيلي کمي از مواد شيميايي که تحت حداقل غلظت مؤثر مورد نياز است به مکان هدف گياه زراعي ميرسد که به دليل مشکلاتي نظير آبشويي مواد شيميايي، تجزيه توسط نور، هيدروليز و تجزيه ميکروبي ميباشد. از اين رو کاربردهاي مکرر براي داشتن يک کنترل موثر مورد نياز است که باعث برخي اثرات نامطلوب نظير آلودگي آب و خاک ميگردد. مواد شيميايي نانو کپسول شده بايد طوري طراحي شوند تا تمامي خصوصيات لازم نظير غلظت موثر (با حلاليت بالا، ثبات و کارآمدي)، زمان رها سازي کنترل شده در واکنش به محرک خاص، افزايش فعاليت هدفمند و آلودگي کمتر محيطي با نحوه رهاسازي ايمن و ساده از کاربرد مکرر جلوگيري کند (ناير و همکاران، ۲۰۱۰).
نانوذرات را بهطور کلي ميتوان به سه گروه تقسيم نمود (کريلينگ، ۲۰۱۰) :
۱٫ نانوذرات طبيعي۱۲: اين دسته از نانوذرات به صورت طبيعي در محيط وجود دارند و در طي برخي از فعل و انفعالات طبيعي توليد ميگردند و يا به عنوان جزئي از طبيعت هستند.
۲٫ نانوذرات تصادفي۱۳: اين نوع از نانوذرات به طور معمول به عنوان محصولات جانبي فرايندهاي صنعتي توليد ميشوند.
۳٫ نانوذرات سنتزي۱۴: اين گروه از نانوذرات که به آنها نانوذرات مهندسي شده نيز اطلاق ميگردد، توسط انسان و براي هدف خاصي سنتز ميشوند. نانوذرات سنتزي را نيز ميتوان به چهار گروه تقسيم نمود (ليو، ۲۰۰۶):

۱٫ نانوذرات کربن دار
۲٫ نانوذرات اکسيدهاي فلزي
۳٫ نانوذرات فلزي (فلزات صفر ظرفيتي)
۴٫ نقاط کوانتوم
نانوذرات کربندار فراوانترين نانوذرات هستند و شامل فولرنها۱۵ و نانو لولهها هستند. نانوذرات اکسيد فلزي مثل TiO2و ZnO که به دليل خاصيت فتوکاتاليستي در صنعت و کاربرد در کرمهاي پوستي به دليل بلوککردن اشعه ماوراء بنفش و شفافيت بکار ميروند (ما و همکاران، ۲۰۱۰).
نانوذرات فلزي صفر ظرفيتي شامل نانوذرات طلا و نقره ميباشد که نانوذرات فلزي طلا به طور گسترده به عنوان ماده اوليه براي داروهاي نانو استفاده ميشود و نانوذرات نقره از زمانهاي قديم به عنوان ضد باکتري و ميکروبکش شناخته ميشد. نانوذرات نقره به غشاء سلولي باکتريها متصل شده و منافذ کشنده ايجاد کرده و باعث نابودي باکتري ميشود. نقره در شکل ماکروسکوپي هميشه به عنوان نابود کننده ارگانيسمها در محيطهاي آبي شناخته شده است (بارنا و همکاران، ۲۰۰۹).
نقاط کوانتوم نظير کادميوم تلوريد و کادميوم سلنيد، ذرات مصنوعي از بار الکتريکي هستند که ميتوانند از يک الکترون تا چندين هزار الکترون باشند. نقاط کوانتوم، پديدههاي کوانتومي بسيار مشابه به اتمهاي واقعي و هستهها نشان ميدهند.
نانوذرات سنتزي با محيط اطرافشان به خوبي برهمکنش نشان ميدهند و گياهان يکي از اجزاي ضروري تمام اکوسيستمها هستند و بنابراين نانوذرات سنتزي به طور اجتناب ناپذيري با گياهان برهمکنش نشان ميدهند (ما و همکاران، ۲۰۱۰).
خصوصيات فيزيکي و شيميايي نانوذرات به عواملي نظير اندازه ذرات، ترکيب عنصري، سطح ويژه، تخلخل، بار الکتريکي سطحي، قطر هيدروديناميکي، تمايل به مجتمع شدن و نيز ثبات و پوشش آنها بستگي دارد (دايتز و هرث، ۲۰۱۱). همچنين کازالس و همکاران (۲۰۰۸) گزارش کردند که فعاليت بيولوژيکي و جنبش زيستي۱۶ نانوذرات به عواملي نظير اندازه، شکل، شيمي، خصوصيات سطح (مساحت، تخلخل، بار الکتريکي، تغييرات سطح و پوشش)، حالت مجتمع شدن۱۷، دوام زيستي و غلظت آنها بستگي دارد.
۲-۳- نانوذرات اکسيد فلزي
نانوذرات اکسيد فلزي بسياري توليد و در محصولات بهکار گرفته شدهاند. ظرفيت کاتاليزوري منحصر به فرد، فعاليت ضد ميکروبي و ويژگيهاي ديگر، آنها را براي طيف گستردهاي از کاربردها جذاب ميسازد (ساپکوتا و همکاران، ۲۰۱۱). اکسيدهاي فلزي غير آلي بهطور فزايندهاي براي کاربردهاي ضد ميکروبي استفاده ميشود (راقوپاتي و همکاران، ۲۰۱۱). فعاليت سمي نانوذرات فلزي و اکسيد فلزي شامل حداقل سه سازوکار مشخص است. اول ذرات ممکن است مواد سمي را به داخل محيط آزاد کنند، بهعنوان مثال آزادسازي يونهاي +Ag از ذرات نقره. دوم، ميانکنش با محيط ممکن است مواد سمي توليد کند، به عنوان مثال راديکالهاي شيميايي و يا گونههاي اکسيژن فعال (ROS). سوم، ذره و يا سطوح آنها ممکن است به طور مستقيم با اهداف زيستي واکنش دهند و آنها را تخريب کنند، بهعنوان مثال ميانکنش نانولولههاي کربني با غشاء يا DNA (ما و همکاران، ۲۰۱۰). TiO2، MgO، CaO، CuO، Al2O3، Ag2O،CeO2 و اکسيدروي از جمله اکسيدهاي معدني هستند که فعاليت ضد ميکروبي آنها مورد آزمايش قرار گرفته است (راقوپاتي و همکاران، ۲۰۱۱). در بين اکسيدهاي فلزي معدني موجود، TiO2، MgO، CaO و ZnO بهدليل امنيت و پايداري بالا بهعنوان عوامل ضد ميکروبي توجه بيشتري را به خود جلب کردهاند. در اين ميان، نانوساختارهاي اکسيدروي با توجه به خواص منحصر به فرد و کاربردهاي گسترده در اولويت تحقيقات هستند (هانگ و همکاران، ۲۰۰۸).

دسته بندی : 22

پاسخ دهید