مقایسه اثر نانو ذرات اکسید روی و اکسید روی توده ای بر ویژگی های جوانهزنی، فیزیولوژیکی و ساختاری گیاه عدس خوراکی(Lens culinaris medic.)
محورهای موضوعی : فیزیولوژی گیاهیهما محمود زاده 1 , فاطمه سادات کاتبی 2
1 - دانشیار، گروه زیستشناسی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
2 - دانشآموخته کارشناسیارشد، گروه زیستشناسی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
کلید واژه: پراش اشعهX, جوانهزنی, عدس , نانو ذره اکسید روی,
چکیده مقاله :
نانو تکنولوژی تقریبا همه جنبه های زندگی انسان را تحت تاثیر قرار داده است. کاربرد نانوکودها موثرتر از کودهای سنتی بوده راندمان جذب بالاتری دارند. در این پژوهش اثر تیمارهای مختلف اکسیدروی توده ای ( ppm1000 و 500، 100، 10، 0) و نانو ذره اکسیدروی (ppm 1000 و 500، 100، 10، 0) بر شاخصهای جوانهزنی ، رشد دانه رستها و ساختار گیاه عدس در شرایط آزمایشگاهی و گلخانه ای در قالب طرح کاملاً تصادفی در 4 تكرار بررسی شد. کلیه صفات جوانهزنی در تمامی غلظتهای اکسیدروی نانو و غیر نانو با تیمار شاهد اختلاف معنیداری نداشت. بیشترین درصد جوانهزنی نسبی در غلظت ppm 1000 اکسیدروی نانو مشاهده شد که تنها با تیمار ppm 10 اختلاف معنیدار از نظر آماری نشان داد. کمترین مقدار شاخص قدرت گیاهچه در غلظت ppm 500 نانواکسیدروی مشاهده شد که با کلیه تیمارهای اکسید روی توده ای اختلاف معنیدار نشان داد. غلظتهای مختلف اکسیدروی نانو و توده ای موجب افزایش وزنتر و وزن خشک دانه رستهای عدس در مقایسه با شاهد شد. بیشترین میانگین طول ریشه چه در غلظت ppm 1000 اکسیدروی مشاهده شد که تنها اختلاف معنیداری با شاهد و غلظت ppm 100 اکسید روی نداشت. وزنتر دانه رستها در تیمارهای ppm 10 نانواکسید روی و ppm 1000و 100 اکسید روی با شاهد اختلاف معنیداری نشان داد. وزن خشک ریشه در غلظتهای ppm 50 و10 نانواکسیدروی و غلظت ppm 1000 اکسید روی با نمونه شاهد اختلاف معناداری نشان داد. نتایج آماری مربوط به کلروفیل a ، کلروفیل b ، کلروفیل a+b ، کلروفیل کل اختلاف معناداری با گروه شاهد نشان نداد. بیشترین سرعت رشد نسبی هفته دوم و سوم گیاه عدس در غلظت ppm 100 اکسیدروی توده ای مشاهده شد. بنظر می رسد نانوذرات اکسید روی در غلظت های پایین پتانسیل کاربرد به عنوان نانو کود را دارا می باشند.
Nanotechnology will affect almost all aspects of human life. Application of nano-fertilizers is more effective and more effective than traditional fertilizers due to the high absorption efficiency. In this research, the effect of different concentrations of bulk ZnO and ZnO nanoparticles (0, 10, 100, 500 and 1000 ppm) on germination factors , seedling growth and structure of Lens culinaris medic. In laboratory and greenhouse condition in completely randomized design with four replications was invstigated. All germination traits had no significant difference in all concentrations of nano and bulk ZnO with control. The highest percentage of germination was observed in the concentration of 1000 ppm of nano ZnO, which showed significant differences only with 10 ppm treatment. The lowest seedling vigor index was observed at 500 ppm nano, which showed a significant difference with all bulk ZnO treatments. Different concentrations of nano and bulk ZnO increased the weight and dry weight of lentil seedlings compared to the control. The highest mean root length was observed at 1000 ppm concentration of bulk ZnO, which showed no significant difference with control and 100 ppm bulk ZnO. The seedlings fresh weight of 10 nano, 100 and 1000 bulk was significantly different with control. Root dry weight in 50 and 10 ppm of nano and 1000 ppm of bulk zinc oxide with the control sample showed a significant difference. The statistical results of chlorophyll a, chlorophyll b, chlorophyll a + b and total chlorophyll did not show any significant difference with the control. The highest relative growth rate of the second and third week of the lentil plants was observed at 100 ppm of bulk ZnO. It seems nano ZnO at low concentrations has potential to apply as nano fertilizer.
1) li, S., Rizwan, M., Noureen, S., Anwar, S., Ali, B., Naveed ,M.,P, Ahmad .2019.
2) Combined use of biochar and zinc oxide nanoparticle foliar spray improved the plant growth and decreased the cadmium accumulation in rice (Oryza sativa L.) plant. Environ Sci Pollut Res, 26(11):11288–11299.
3) Arnon, D. 1956. Chlorophyll absorption spectrum and quantitative determination. Biological and Biophysical Acta, 20: 449-461.
4) Azimi, R., Feizi, H. and M, Khajeh hosseini. 2013. Can Bulk and Nanosized Titanium Dioxide Particles Improve Seed Germination Features of Wheatgrass (Agropyron desertorum). Journal of Notulae Scientia Biologicae, 5:325-331.
5) Bhuvaneshwari, S., Padmalochana, K., A, Natarajan. 2025. Green synthesis and characterization of ZnO nanoparticles using seaweed extract of Halimeda opuntia and their application in seed germination of maize. Biomass Conv. Bioref. 15: 8567–8583 .
6) Chanu, T.T., H, Upadhyaya. 2019. Zinc oxide nanoparticle-induced responses on plants: a physiological perspective. In Nanomaterials in Plants, Algae and Microorganisms. Academic Press. 46–36.
7) Chichiriccò, G., A, Poma.2015. Penetration and Toxicity of Nanomaterials in Higher Plants. Nanomaterials , 5: 851-873. https://doi.org/10.3390/nano5020851
8) Fayez, K.A., El-Deeb, B.A. , N.Y, Mostafa. 2017.Toxicity of biosynthetic silver nanoparticles on the growth, cell ultrastructure and physiological activities of barley plant. Acta Physiol Plant, 39: 155 .
9) Fox, J., et al. 2020. Effects of cerium oxide nanoparticles and cadmium on corn (Zea mays L.) seedlings physiology and root anatomy. NanoImpact, 20 :100264.
10) Ghasemi Siani, N., Fallah S., A, Rostamnejadi. 2016. Iinhibition Effect of ZnO Nanoparticles Concentration regarding Seed Germination and Seedling Growth of Fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.). Journal of Medicinal Plants and By-products, 2: 235-243.
11) Goncalves, D.M., Liz, R. and D, Girard. 2011. Activation of neutrophils by nanoparticles. Journal of The scientific world. 11: 1877-1885.
12) Kataria, S., Jain, M., Rastogi, A., Zivcak, M., Brestic, M., Liu, S., DK, Tripathi. 2019. Role of nanoparticles on photosynthesis: avenues and applications. In Nanomaterials in Plants, Algae and Microorganisms (pp. 103–127). Academic Press.
13) Lv, J., Christie, P., S, Zhang. 2019. Uptake, translocation, and transformation of metal-based nanoparticles in plants: recent advances and methodological challenges. Environ Sci Nano, 6:41–59.
14) Mousavi Kouhi, S.M., Lahouti, M., A, Ganjeali. 2015. Long-term exposure of rapeseed (Brassica napus L.) to ZnO nanoparticles: anatomical and ultrastructural responses. Environ Sci Pollut Res, 22: 10733–10743.
15) Prabha R. and J, Anjana. 2021. Priming with zinc oxide nanoparticles improve germination and photosynthetic performance in wheat. Plant Physiology and Biochemistry. 160: 341-351.
16) Prasad, R., Bhattacharyya, A., QD, Nguyen. 2017. Nanotechnology in sustainable agriculture: recent developments, challenges, and perspectives. Front Microbiol,8:1014.
17) Raha, S. and MD, Ahmaruzzaman. 2022. ZnO nanostructured materials and their potential applications: progress, challenges and perspectives. Nanoscale Adv., 4: 1868-1925.
18) Ramanathan, A. 2019. Toxicity of nanoparticles_ challenges and opportunities. Appl Microsc, 49(1):2.
19) Rossi, L., Fedenia,LN., Sharifan,H., Ma, X., L, Lombardini. 2019. Effects of foliar application of zinc sulfate and zinc nanoparticles in coffee (Coffea arabica L.) plants. Plant Physiology and Biochemistry, 135: 160-166.
20) Savassa, S. M., Duran, N. M., Rodrigues, E. S., De Almeida, E., Van Gestel, C. A. M., Bompadre, T. F. V., H.W.P, De Carvalho. 2018. Effects of ZnO Nanoparticles on Phaseolus vulgaris Germination and Seedling Development Determined by X-ray Spectroscopy. ACS Applied Nano Materials.1: 6414-6426.
21) Shaymurat, T., GU, J., XU, Ch., Yang, Zh., Zhao, Q. and Y, Liu. 2011. Phytotoxic and genotoxic effects of ZnO nanoparticles on garlic (Allium sativum L.): A morphological study . Journal of Nanot Toxicology, 3: 241-248.
22) Singh,A., Prasad, SM., S, Singh. 2018. Impact of nano ZnO on metabolic attributes and fluorescence kinetics of rice seedlings. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, 9: 42-49.
23) Taherabadi, F., Ghobadi , SH., M, Allahmoradi.2016. The Critical period of weed competition in Lentil (Lens culinaris Medik.) under Kermanshah condition. Iranian Journal of Pulses Research, 7: 2, 10-26.
24) Thounaojam, T.C., Meetei, T.T., Y.B, Devi .2021. Zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs): a promising nanoparticle in renovating plant science. Acta Physiol Plant, 43: 136. https://doi.org/10.1007/s11738-021-03307-0
25) Wang, X.P., Li, Q.Q., Z.M., Pei. 2018. Effects of zinc oxide nanoparticles on the growth, photosynthetic traits, and antioxidative enzymes in tomato plants. Biol Plant, 62: 801–808.
26) Wu, G. L., Liu, Z. H., Zhang, L., Hu, T. M. and J.M, Chen. 2010. Effects of artificial-grassland establishment on plant community and soil properties in a black-soil-type degraded grassland. Journal of Plant and Soil, 333: 469–479.
