اثر تغذیه گیاه سویا با غلظت‌های مختلف ترکیبات روی بر جوانه‎زنی بذور تولید شده و رشد اولیه گیاهچه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زراعت، دانشکده کشاورزی- دانشگاه شهرکرد

2 عضو هیأت علمی دانشگاه شهرکرد

3 گروه زیست شناسی- دانشگاه آزاد اسلامی نجف آباد

4 گروه ارگانیک فارمینگ- دانشگاه بوکو، اتریش

چکیده

به منظور ارزیابی پتانسیل جوانه‎زنی و رشد اولیه بذور سویا تغذیه شده با نانوذرات اکسید روی، دو آزمایش جداگانه (در محیط ژرمیناتور و در خاک) در دانشگاه شهرکرد در سال 1399 اجرا گردید. تیمارهای آزمایشی در گیاه مادری شامل ترکیبات مختلف روی (نانوذرات اکسید روی با اندازه های 38، 59 نانومتر و کلرید روی) و غلظت‌های متفاوت (صفر، 50، 100، 200 و 500 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک) بودند. با افزایش غلظت نانو ذرات اکسید روی به خصوص نانو ذره 38 نانومتر در غلظت 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم درصد جوانه‎زنی و سرعت جوانه‎زنی (به ترتیب 67 و 89%)، طول و وزن ریشه‌چه (به ترتیب 133 و 356%)، طول و وزن ساقه‌چه (به ترتیب 135 و 103%) و در نتیجه شاخص بنیه گیاهچه (%291) افزایش یافت. افزایش معنی‎داری در میزان کلروفیل a، کلروفیل b و کاروتنوییدها (به ترتیب 28، 333 و 73%)، ارتفاع بوته (%41) ، سطح برگ (%66)، وزن اندام هوایی (%167) گیاهچه حاصل از بذور سویا تغذیه شده با غلظت 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم اکسید روی 38 نانومتر مشاهده شد اما در غلظت 500 میلی‌گرم بر کیلوگرم ترکیبات روی اثرات سمی در گیاهچه مشاهده گردید. به‎طور کلی نتیجه‎گیری می‎شود تغذیه گیاه سویا با نانوذره اکسید روی می‎تواند در بنیه بذر تولید شده بسیار مؤثر باشد.

کلیدواژه‌ها


Abdul- Baki, A., and J. Anderso. 1973. Vigour determination in soya bean by multiple criteria. Crop Sci. 10: 31-34.
Boonyanitipong, P., B. Kositsup, P. Kumar, S. Baruah, and J. Dutta. 2011. Toxicity of ZnO and TiO2 nanoparticles on germinating rice seed Oryza sativa L. Int. J. Biosci. Biochem. Bioinform. 1: 282- 300.
Andrejić, G., G. Gajić, M. Prica, Ž. Dželetović, and T. Rakić. 2018. Zinc accumulation, photosynthetic gas exchange, and chlorophyll a fluorescence in zn-stressed Miscanthus× giganteus plants. Photosynthetica. 56: 1249-1258.
Faizan, M., S. Hayat, and J. Pichtel. 2020. Effects of zinc oxide nanoparticles on crop plants: A perspective analysis. Sustain. Agric. Res. 41: 83-99.
Garma, T. 2011. Semiconductor nanowires and their field-effect devices. Ph.D. Thesis. Univ. of München, Germany.
García-López, J. I, F. Zavala-García; E. Olivares-Sáenz, R. H. Lira-Saldívar, B. C. Enrique Díaz, N. A. Ruiz-Torres, E. Ramos-Cortez, R. Vázquez-Alvarado, and G. Niño-Medina. 2018. Zinc oxide nanoparticles boosts phenolic compounds and antioxidant activity of Capsicum annuum L. during germination. Agron. Basel. 8: 215. DOI: 10.3390/agronomy8100215.
Ghosh, M., A. Jana, S. Sinha, M. Jothiramajayam, A. Nag, and A. Chakraborty. 2016. Effects of ZnO nanoparticles in plants: Cytotoxicity, genotoxicity, deregulation of antiodant defenses and cell- cycle arrest. Mutat. Res. Genet. Toxicol. Environ. Mutagen. 807: 25- 32.
Ikic, I., M. Maric, S. Tomasovic, J. Gunjaca, Z. S. Atovic, and H. S. Arcevic. 2012. The effect of germination temperature on seed dormancy in creation- grown winter wheats. Euphytica. 188: 25- 34.
Li, X. Q., and W. X. Zhang. 2007. Sequestration of metal cations with zerovalent iron nanoparticles a study with high resolution X-ray photoelectron spectroscopy (HR-XPS). J. Phys. Chem. C. 111: 6939-6946.
Lichtenthaler, H.K., and C. Buschman. 2001. Chlorophylls and carotenoids: Measurement and characterization by UV-VIS spectroscopy. In R.E. Wrolstad (ed). Current Protocols in Food Analytical Chemistry John Wiley and Sons, Inc. New York.
Lotfifar, A., G. Akbari, A. Shirani Rad, S. Sadat Nouri, S. Mottaqi, and A. Nikoniaei. 2007. Effect of 1000-seed weight on seed germination capacity and field germination power in spring rapeseed cultivars (Brassica napus L.). Agric. Res. 7: 199-213. (In Persian with abstract English)
Masciangioli, T., and W. X. Zhang. 2003. Nanotechnology could substantially enhance environmental quality and sustainability through pollution prevention, treatment, and remediation.  Environ. Sci. Technol. 37: 102–108.
Pabalan, R. T., and F. P. Bertetti. 2001. Cation-exchange properties of natural zeolites. Rev. Mineral. Geochem. 45: 453-518.
Prasad, T., P. Sudhakar, Y. Sreenivasulu, P. Latha, V. Munaswamy, and K. Rajareddy. 2012. Effect of nanoscale zinc oxide particles on the germination, growth and yield of peanut. J. Plant Nutr. 35: 906- 927.
Rajput, V., S. Sushkova, T. Minkina, and A. Behal. 2019. ZnO and CuO nanoparticles: a threat to soil organisms, plants, and human health. Environ. Geochem. Health. https://doi. Org/ 10.1007/ s10653- 019-00317-3.
Raskar, S. V. and S. L. Laware. 2014. Effect of zinc oxide nanoparticles on cytology and seed germination in onion. Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci.3: 467- 473.
Ronaghi, A., M. Chakralhosseini, and N. Karimian. 2002. The effect of phosphorus and iron on the growth and chemical composition of corn. J. Agric. Sci. Technol. 6: 53-66.
Seleiman, M. F., K. F. Almutairi, M. Alotaibi, A. Shami, B. A. Alhammad, and M. L. Battaglia. 2021. Nano-fertilization as an emerging fertilization technique: why can modern agriculture benefit from its use? Plants. 10: 2.
Singh, N. B., N. Amist,  K. Yadav, D. Singh,  J. K. Pandey, and S. C. Singh. 2013. Zinc oxide nanoparticles as fertilizer for the germination, growth and metabolism of vegetable crops. J. Nanoeng. Nanomanuf. 3: 353-364.
Tarafdar, J. C., R. Raliya, H. Mahawar, and I. Rathore. 2014. Development of zinc nanofertilizer to enhance crop production in pearl millet (Pennisetum americanum). J. Sustain. Trop. Agric. Res. 3: 257-262.
Torabian, S., M. Zahedi, and A. Khoshgoftarmanesh. 2016. Effect of foliar spray of zinc oxide on some antioxidant enzymes activity of sunflower under salt stress. J. Agr. Sci. Technol. 18: 1013-1025
Tymoszuk, A, and J. Wojnarowicz. 2020. Zinc oxide and zinc oxide nanoparticles impact on In Vitro germination and seedling growth in Allium cepa L. Materials 13: 2784. https://doi.org/10.3390/ma13122784.
Wang, M., Y. Yang, and W. Chen. 2018. Manganese, zinc, and pH affect cadmium accumulation in rice grain under field conditions in southern China. J. Environ. Qual. 47: 306-311.
Xiang L., , H. M. Zhao, Y. W. Li, X. P. Huang, X. L. Wu, T. Zhai, , Y. YuanQ. Y. Cai, and C. H. Mo. 2015. Effects of the size and morphology of zinc oxide nanoparticles on the germination of Chinese cabbage seeds. Environ. Sci. Pollut. Res. 22: 10452–10462.
Yari, L., H. Afshar, M. Shakeri, A. Abbasian, and H. Sadeghi. 2014. The effect of potassium hydrogen phosphate on germination and seedling growth of rice. Seed & Plant Certification & Registration Institute, Karaj. 13: 1-4. (In Persian)
Yousefi-Tanha, A. 2020. Investigation of transfer and effects of metal oxide nanoparticles (zinc oxide and copper oxide) in soybean. Ph.D. Thesis. Univ. of Shahrekord, Faculty of Agriculture. Iran. (In Persian)
Yusefi-Tanha, E., S. Fallah, A. Rostamnejadi, and L.R. Pokhrel. 2020. Zinc oxide nanoparticles (ZnONPs) as nanofertilizer: Improvement on seed yield and antioxidant defense system in soil grown soybean (Glycine max cv. Kowsar). Sci. Total Environ. 738: 140240. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140240