بررسی اثرات رزین اکریلیک حاوی نانو ذرات رس و مالچ‌ گیاهی بر خصوصیات مرفولوژی گونه پسته (Pistacia vera L.) در مراتع گورپان اسفراین

اکوسیستم های طبیعی ایران

مقاله 8، دوره 8، شماره 2، شهریور 1396، صفحه 101-113   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

پریا کمالی^{* 1}؛ غلامعلی حشمتی²؛ عادل سپهری²؛ شروین احمدی³

¹دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی گرکان

²استاد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

³استادیار پژوهشکده شیمی و پلیمر ایران

چکیده

مسئله کم آبی وپیچیدگی این فرآیند، یکی مشکلات شناخته شده کشور است. از طرفی کشت گونه‌های مثمر در قالب طرح مرتعداری برای عشایر اسکان داده شده می‌تواند یکی از راه حل‌های تامین معیشت این دسته از بهره‌برداران و کاهش تعداد دام آن‌ها در عرصه‌های منابع طبیعی باشد. در این تحقیق اثر نانوکامپوزیت‌های پلیمری و مالچ‌ گیاهی بر تغییرات برخی خصوصیات مورفولوژی گونه پسته (Pistaciavera L.) صورت گرفت. تیمارهای اعمال شده عبارتند از تیمار‌های شاهد، مالچ گیاهی (کاه و کلش گندم دیم) و نانوکامپوزیت پلیمری 0%، 1% و 3% نانو ذرات رس– رزین اکریلیک که با 10 تکرار برای هر تیمار‌ در نظر گرفته شد. خصوصیات مرفولوژی گیاه پسته (ارتفاع گیاه، مساحت تاج پوشش و تعداد برگ) بعد از یک سال از مرحله کشت اندازه‌گیری شد. آنالیز داده‌ها با استفاده از تجزیه واریانس یک طرفه و آزمون دانکن صورت گرفت. نتایج نشان داد بین تیمار کاه و کلش با شاهد هیچ تفاوت معنی‌داری (در سطح 5%) مشاهده نشد اما سایر تیمار‌های مورد بررسی (در سطح 1% ) با تیمار شاهد دارای اختلاف معنی‌دار بودند که بین تمامی تیمار‌های اعمال شده با تیمار 3 % نانو ذرات رس– رزین اکریلیک اختلاف معنی‌دار وجود داشت ( در سطح 1% ). بطوری که ارتفاع گیاه، مساحت تاج پوشش و تعداد برگ‌ها در تیمار 3 % نانو ذرات رس– رزین اکریلیک بیشتر از سایر تیمار‌ها بود.

کلیدواژه‌ها

پسته Pistacia vera؛ رزین اکریلیک؛ مالچ گیاهی؛ نانو ذرات رس

اصل مقاله

بررسی اثرات رزین اکریلیک حاوی نانو ذرات رس و مالچ­ گیاهی بر خصوصیات مرفولوژی گونه پسته (Pistaciavera L.) در مراتع گورپان اسفراین

 

پریا کمالی[1]^*، عادل سپهری[2] ،غلامعلی حشمتی[3]، شروین احمدی[4]

تاریخ دریافت :22/02/96  تاریخ پذیرش: 8/06/96

 

 

چکیده:

مسئله کم آبی وپیچیدگی این فرآیند، یکی مشکلات شناخته شده کشور است. از طرفی کشت گونه­های مثمر در قالب طرح مرتعداری برای عشایر اسکان داده شده می­تواند یکی از راه حل­های تامین معیشت این دسته از بهره­برداران و کاهش تعداد دام آن­ها در عرصه­های منابع طبیعی باشد. در این تحقیق  اثر نانوکامپوزیت­های پلیمری و مالچ­ گیاهی بر تغییرات برخی خصوصیات مورفولوژی گونه پسته (Pistaciavera L.) صورت گرفت. تیمارهای اعمال شده عبارتند از تیمار­های شاهد، مالچ گیاهی (کاه و کلش گندم دیم) و نانوکامپوزیت پلیمری 0%، 1% و 3% نانو ذرات رس– رزین اکریلیک که با 10 تکرار برای هر تیمار­ در نظر گرفته شد. خصوصیات مرفولوژی گیاه پسته (ارتفاع گیاه، مساحت تاج پوشش و تعداد برگ) بعد از یک سال از مرحله کشت اندازه­گیری شد. آنالیز داده­ها با استفاده از تجزیه واریانس یک طرفه و آزمون دانکن صورت گرفت. نتایج نشان داد بین تیمار کاه و کلش با شاهد هیچ تفاوت معنی­داری (در سطح 5%) مشاهده نشد اما سایر تیمار­های مورد بررسی (در سطح 1% ) با تیمار شاهد دارای اختلاف معنی­دار بودند که بین تمامی تیمار­های اعمال شده با تیمار 3 % نانو ذرات رس– رزین اکریلیک اختلاف معنی­دار وجود داشت ( در سطح 1% ). بطوری که ارتفاع گیاه، مساحت تاج پوشش و تعداد برگ­ها در تیمار 3 % نانو ذرات رس– رزین اکریلیک بیشتر از سایر تیمار­ها بود.

 

کلمات کلیدی:پسته Pistaciavera، رزین اکریلیک، مالچ گیاهی، نانو ذرات رس.

 

 

 

 

 

 

مقدمه

بیش از دو سوم کشور ایران در مناطق خشک و نیمه­خشک واقع شده است. در این مناطق تبخیر و تعرق بیشتر از نزولات جوی است و به دلیل کمبود بارندگی، پوشش گیاهی فقیر و پراکنده است. بارندگی­ها در این شرایط آب و هوایی، بسیار نامنظم، اغلب با شدت زیاد و مدت کوتاه صورت می­گیرد که عمدتا به دلیل نبود پوشش گیاهی کافی و اقدامات مدیریتی نادرست، باعث وقوع سیلاب و هدر رفت منابع آب و خاک می­گردد. انتخاب گونه­ای گیاهی سازگار و مقاوم با شرایط خشک در راستای اهداف احیاء و ایجاد پوشش گیاهی امری ضروری است و  موفقیت در امر احیاء منوط به شناسایی نیازهای بوم­شناختی این گیاهان و ایجاد شرایط مناسب برای رشد و نمو آن­ها می­باشد (20). ایجاد بستر کاشت مناسب رشد گیاه، همراه با تامین رطوبت مورد نیاز آن از فاکتورهای اساسی رشد و استقرار گیاه در مناطق خشک می­باشد. استفاده از پوشش‌های سطحی خاک تحت عنوان مالچ­ها با تاثیری که بر خصوصیات خاک از جمله بافت، ساختمان، نفوذپذیری، رطوبت، دما و تامین مواد مغذی و … می­­گذارند می­توانند شرایط را برای رشد و رویش گیاهان به ویژه در مناطق خشک و بیابانی بهبود بخشند (24). افزایش رطوبت خاک می­تواند از طریق استفاده از پوشش­های سطحی خاک مانند مالچ گیاهی و نانوکامپوزیت­های پلیمری انجام گیرد. پوشش­های سطح خاک آثار مخرب قطرات باران را کاهش می­دهند، مانع سفت شدن سطح خاک می­گردند، میزان تبخیر را کم می­کنند و باعث تقلیل آب مصرفی برای رشد گیاهان می­شوند (24و36). استفاده از لاشبرگ (بقایای گیاهی) به عنوان پوشش سطحی یکی از این روش­ها است که به مقدار قابل توجهی از هدر رفت آب جلوگیری می­کند (26،36،1). از دیگر روش­ها اضافه کردن اصلاح کننده­ها مثل پلیمرهای طبیعی و سنتزی می­باشد (1). این پلیمرها ضمن بالا بردن ظرفیت نگهداری آب در خاک­های سبک می‌توانند مشکل نفوذناپذیری خاک­های سنگین و مشکل شویش سریع کودها و آلودگی آب­های زیرزمینی را نیز مرتفع کنند. همچنین با جذب سریع آب به میزان صدها برابر وزن خود به ژلی با دوام زیاد تبدیل می‌شوند که در تثبیت بیولوژیکی شن­های روان، کنترل فرسایش خاک و کویرزدایی از جایگاه ویژه‌ای در دنیا برخوردار شده‌اند (37). فن­آوری‌های نانو در سال­های اخیر سبب ارتقا سطح کیفیت محصولات پلیمری شده و استفاده از نانو ذرات خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمرها را بهبود می­بخشد (18).

 ویژگی­های فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی، و مولکولی نانو ذرات منجر به رشد بهتر گیاه و توسعه آن می­شود. وجود مواد مغذی در ترکیبات نانو­ها به علت سطح ویژه بالای آنها ممکن است بر روی برخی خواص محصولات گیاهی موثر باشد برای مثال می­توانند با کنترل دریافت کود و یا موادشیمیایی درتنظیم رشد گیاه و ویژگی­های مرتبط با رشد موثر واقع ­شوند (23 و6).

تومی و همکاران (2007) در تحقیقات خود بیان می­دارند که نانو ذرات قادرند به درون سلول­های گیاهان و برگ نفوذ کنند و سبب بهبود رشد آن­ها شوند. نتایج مطالعات برخی از محققین نشان داده است که استفاده از مقادیر ناچیزی از نانو ذرات می‌تواند به صورت محسوسی خصوصیات فیزیکی پلیمرها را بهبود ببخشد (4 و 27).

اثر نانو کربن­های لوله­ای بر درصد جوانه­زنی و رشد گیاهچه در گوجه فرنگی نشان تاثیر مثبت این نانوذره بود (14).

مطالعات بر روی کاربرد بیوپلیمرها در اصلاح خاک­های لومی شنی و تاثیر آنها بر جوانه­زنی و رشد جوانه­های گونه  Gossypium herbaceum نشان داد نشان داد که در همه تیمارهای حاوی پلیمر، مقدار مواد آلی، نیتروژن و نرخ تنفس، کم و بیش افزایش یافته است (29)

تاثیر نانوذرات دی اکسید سیلیکون nano-SiO2 بر روی گیاه ذرت نشان داد که استفاده از نانو ذرات روی سبب افزایش جوانه­زنی بذر گیاه ذرت و توسعه رشد آن بعد از جوانه­زنی شد. در واقع نانوذرات روی با افزایش سطح ویژه خاک زمینه را برای دریافت بیشتر مواد غذایی در دسترس بذر گیاه ذرت فراهم می­کنند. از طرفی سبب نانو ذرات روی سبب تنظیم pH و هدایت الکتریکی خاک ­شد که در نهایت بهبود رشد گیاه ذرت در این مطالعه را به­همراه داشت (38) یژگی­ی،

مقایسه تاثیر پلیمر پلی لاتیس و مالچ نفتی در جوانه­زنی و استقرار گیاه به منظور تثبیت بیولوژیک تپه­های شنی نشان داد، هر دو ماده تاثیر معنی­داری بر جوانه‌زنی تاغ دارند (27)

تاثیر نانوذرات دی اکسید سیلیکون nano-SiO2 بر

رشد و توسعه گیاه برنج حاکی از تاثیر این نانو­ذره بر رشد ریشه گیاه بود بطوری که سبب افزایش طول ریشه این گیاه از 11 سانتی­متر به 15 سانتی­متر شد (41)

استفاده از نانوذرات دی اکسید سیلیکونnano-SiO2 بر جوانه­زنی بذر گیاه گوجه فرنگی نشان داد که در غلظت­های پایین از این نانو ذره درصد جوانه­زنی بذر گیاه گوجه فرنگی افزایش یافت در حالی که غلظت­های بالای این نانو­ذره دارای اثر منفی بر جوانه­زنی بذرگوجه فرنگی داشت بطوری که درصد جوانه­زنی بذر آن در مقایسه با تیمار شاهد کاهش یافت  (34).

از آنجایی که در اجرای هر طرح علمی در نظر گرفتن مسایل اقتصادی و اجتماعی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و بدون در نظر گرفتن مشکلات مردم ساکن در منطقه اجرای هر گونه طرح محکوم به شکست خواهد بود. لذا در این مطالعه مشکلات اقتصادی و اجتماعی مردم منطقه (پروژه تعمیم ترسیب کربن خراسان شمالی) بررسی و سپس اقدام گردید. منطقه پروژه تعمیم ترسیب کربن خراسان شمالی دارای چندین روستا با عشایر اسکان داده شده است. بعد از طرح اسکان عشایر و تهیه طرح مرتعداری برای آنها طبق قانون، امکان کشت محصولاتی مانند گندم و جوی دیم در بخش محدودی از عرصه­های مرتعی امکان پذیر است. در سال­های اخیر با توجه به خشکسالی­های پی در پی و کمبود آب در منطقه مورد مطالعه عملا کشت محصولاتی چون گندم دیم و جو دیم با مشکل مواجه شده است و بخشی از درآمد­های عشایر اسکان داده شده از دست رفته است. در راستای این مهم مطالعه حاضر تصمیم به بررسی گونه پسته اهلی به عنوان یک گونه درآمدزا برای بهبود شرایط اقتصادی عشایر اسکان داده شده در نظر گرفته شده تا بحث معیشت مردم بومی نیز مدنظر قرار گیرد تا در صورت استقرار و نتایج مناسب به عنوان گونه قابل کشت درقالب طرح مرتعداری معرفی گردد. از طرفی استفاده از نانوکامپوزیت­های پلیمری و مالچ گیاهی نیز می­تواند در افزایش رطوبت و استقرار پوشش گیاهی در مناطق خشک و نیمه خشک موثر واقع گردد، به همین منظور مطالعه حاضر با هدف بررسی تاثیر تیمارهای مالچ گیاهی (لاشبرگ کاه و کلش ساقه گندم دیم) و نانوکامپوزیت­های پلیمری بر خصوصیات مورفولوژی (ارتفاع، تاج پوشش و تعداد برگ) گونه پسته اهلی Pistacia vera صورت پذیرفت.

 

مواد و روش­ها:

موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه:

منطقه پروژه بین المللی تعمیم ترسیب کربن استان خراسان شمالی در جنوب شهرستان اسفراین از استان خراسان شمالی قرار دارد. محدوده جغرافیایی ´´03´58 °56 تا ́´´ 58 ´38 °57 شرقی و 00 ´45 °36  تا  ´´31 ´03 °37 شمالی و در ارتفاع 1500 متری از سطح دریا واقع شده است. اقلیم ناحیه به روش دومارتن از نوع « خشک بیابانی » و به روش آمبرژه از نوع « خشک سرد » تعیین گردیده است. میزان ریزش­های جوی سالانة حوزه، به­طور متوسط حدود 217 میلیمتر بوده متوسط دمای سالانة حوزه حدود ˚C 6/14 می­باشد. میانگین رطوبت نسبی سالانة حوزه حدود 58 درصد بوده که در ماه­های مختلف بین 46 تا 69 درصد نوسان دارد.

- مراحل اجرای پروژه:

- انتخاب گونه­های گیاهی: گیاه پسته اهلی  با نام علمی Pistacia vera L. از خانواده Anacardiaceae به جهت دیرزیستی، سازگاری و استقبال عمومی بهره­بردارن از گونه حاضر در منطقه انتخاب شد. علاوه بر این گونه جز گیاهان مثمر بوده که دارای اهمیت دارویی و تجاری و در گیاه پالایی جهت جذب عناصر سرب نیز قابل کاربرد می­باشد (10).  نهال­ها به شکل گلدانی به منطقه منتقل و بعد از ایجاد شکاف در زیر گلدان­ها داخل چاله­های با ابعاد cm 40×cm 40 ×cm 40در فروردین ماه 1394کشت گردیدند.

- اعمال تیمار­ها: به عنوان مالچ گیاهی کاه و کلش حاصل ساقه گندم دیم (فراوان ترین نوع مالچ گیاهی در منطقه) انتخاب شد. همچنین نانوکامپوزیت انتخاب شده در سه سطح 0% نانو ذرات رس_رزین اکریلیک (فاقد نانو ذره)، 1% نانو ذرات رس–رزین اکریلیک و 3% نانو ذرات رس–رزین اکریلیک در پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران تهیه و به منطقه انتقال داده رزین اکلریک مورد استفاده کوپلیمر امولسیونی است و شامل اتصالات عرضی اسیدی است. امولسیون را با آب رقیق کرده و با ذرات امولسیون پایه­ای بسیار متورم شونده خنثی می­کنند. امولسیون تحت این شرایط ساخته می­شود و دارای ویسکوزیته بالایی است. حجم موادی مورد نیاز از تیمار­ها نانوکامپوزیت پلیمری برای هر پایه نهال، با احتساب ابعاد چاله و عمق نفوذ 5 سانتی­متر، معادل 8 لیتر بود. تعداد 10 تکرار برای هر یک از تیمار در نظر گرفته شد و نهال ها به فواصل 7×9 متر با توجه به موقعیت موجود در عرصه کشت شدند.

اولین نشانه­هایی رشد و توسعه گیاه جوانه­زنی بذر و رشدگیاه (ساقه، ریشه، تعداد برگ و زیست توده)  می­باشد که مطالعات نشان داده نانوذرات نقش قابل قبولی در بهبود این ویژگی­ها دارند (34). لذا مطالعه حاضربه بررسی ارتفاع، مساحت تاج پوشش و تعداد برگ­ها گیاه پسته اهلی پرداخت شد. بدین منظور در لحظه کاشت نهال­ها ارتفاع گیاهان، سطح تاج پوشش و تعداد برگ­های اولیه ثبت گردید تا تغییرات مورد بررسی قرار گیرد. سطح تاج پوشش نیز با اندازه­گیری قطر بزرگ و قطر کوچک پایه­های گیاهی بدست آمد (34) و  تجزیه و تحلیل داده­های مورد نظر در قالب تجزیه واریانس یک طرفه و با استفاده از نرم افزار  SPSS نسخه 17 صورت گرفت.

 

نتایج:

بررسی تغییرات ارتفاع گیاه پسته اهلی:

نتایج آزمون تجزیه واریانس یکطرفه نشان داد بین تیمار­ها در تغییرات ارتفاع گیاه پسته اختلاف معنی­دار وجود داشت (681/59=F، 00/0=Sig). بطوری که بین تیمار­های کاه کلش، رزین اکریلیک (فاقد نانو ذره)، 1% نانو ذرات رس–رزین اکریلیک و 3% نانو ذرات رس–رزین اکریلیک اختلاف معنی­داری وجود داشت. و بیشترین ارتفاع گیاه در تیمار 3 % نانو رس مشاهده گردید. اما بین تیمار کاه و کلش و تیمار شاهد اختلافی مشاهده نشد (شکل 1).

 

شکل 1: تغییرات ارتفاع گیاه پسته اهلی در اثر تیمار ­های مورد مطالعه

 

بررسی تغییرات سطح تاج پوشش گیاه پسته اهلی:

نتایج آزمون تجزیه واریانس یکطرفه نشان داد بین تیمار­ها در تغییرات سطح تاج پوشش گیاه پسته اختلاف معنی­دار وجود داشت (116/98=F، 00/0=Sig). بطوری که بین تیمار های کاه کلش، و شاهد در یک گروه، تیمار­های رزین اکریلیک (فاقد نانو ذره)، 1% نانو ذرات رس–رزین اکریلیک در یک گروه و 3% نانو ذرات رس–رزین اکریلیک در گروه جدا قرار گرفتند و تیمار 3 % نانو ذره بیشترین میزان سطح تاجپوشش را به خود اختصاص دادند (شکل 2).

 

شکل 2: تغییرات سطح تاج پوشش گیاه پسته اهلی در اثر تیمار ­های مورد مطالعه

 

بررسی تغییرات تعداد برگ گیاه پسته اهلی:

نتایج مقایسات تغییرات تعداد برگ گیاه پسته نیز حاکی از اختلاف معنی­دار تیمار­ها بود (509/102=F، 00/0=Sig). بطوری که بین تیمار های کاه کلش، و شاهد در یک گروه، تیمار­های رزین اکریلیک (فاقد نانو ذره)، 1% نانو ذرات رس–رزین اکریلیک در یک گروه و 3% نانو ذرات رس–رزین اکریلیک در گروه جدا قرار گرفتند و تیمار 3 % نانو ذره بیشترین تعداد برگ نهال­ها نیز در تیمار 3% نانو ذرات رس- رزین اکلریک مشاهد شد (شکل 3).

 

شکل 3: تغییرات تعداد برگ گیاه پسته اهلی در اثر تیمار ­های مورد مطالعه

بحث:

نتایج نشان داد که استفاده از نانوکامپوزیت­ رس- رزین اکلریک تاثیر محسوسی بر ویژگی­های مربوط به رشد و توسعه گیاه پسته اهلی از جمله ارتفاع گیاه، سطح تاج پوشش و تعداد برگ گیاه داشت. از طرفی غلظت 3% نانورس-رزین اکلریک عملکرد بهتری در مقایسه با سایر غلظت­های نانورس- رزین اکریلیک و همچنین تیمار کاه کلش از خود نشان داد. تیمار کاه و کلش در هیچ یک از خصوصیات مورد بررسی تفاوت با تیمار شاهد نداشت.

 اثر نانو ذرات بستگی به غلظت ماده دریافتی داشته و از گیاهی به گیاه دیگر متفاوت است، با این حال، نانو ذرات نقش قابل قبول در جوانه­زنی بذر، رشد ریشه، رشد گیاه (ساقه و ریشه زیست توده) و افزایش فتوسنتز بازی می­کنند. جوانه­زنی بذر، طویل شدن ریشه، ظهور ساقه و سپس ظهور و تعداد برگ­ها به عنوان اولین نشانه­های رشد و توسعه گیاه شناخته می­شوند. بنابراین، درک این دوره از رشد و توسعه گیاه و ارتباط آن با نانو ذرات مهم است (34). بررسی تجزیه واریانس یکطرفه تغییرات ارتفاع گیاه پسته نشان داد که بین تیمار های کاه کلش، رزین اکریلیک (فاقد نانو ذره)، 1% نانو ذرات رس–رزین اکریلیک و 3% نانو ذرات رس–رزین اکریلیک اختلاف معنی­داری وجود داشت. در واقع تمام تیمار­ها جز تیمار کاه کلش وضعیت بهتری نسبت به تیمار شاهد نشان دادند. این مهم در واقع تایید کننده این فرض مطالعه می­باشد که استفاده از ترکیبات رزینی به همراه ذرات نانو از دو جهت می­تواند تاثیر­گذار باشد یکی به لحاظ حفظ و نگهداری آب در محیط گشت گیاه و تغییراتی که در خصوصیات خاک ایجاد می­کند و دیگری به علت ویژگی­های ذاتی ذرات نانو که زمینه را برای رشد و توسعه گیاه به نحوه بهینه­تری فراهم می­آورد. این مهم حاصل خواص منحصر به فرد فیزیک و شیمیایی نانو ذرات مانند سطح بالا، واکنش­پذیری بالا، اندازه منافذ موزون، و مورفولوژی ذرات نانو است (34). وجود مواد مغذی در ترکیبات نانو­ها به علت سطح ویژه بالای آنها ممکن است بر روی برخی خواص محصولات گیاهی موثر باشد برای مثال می­توانند با کنترل دریافت کود و یا مواد شیمیایی در تنظیم رشد گیاه و ویژگی­های مرتبط با رشد موثر واقع ­شوند (23و 6). بویژه نانو ذرات رس که از سطح ویژه بالایی برخورداند لذا زمینه را برای رشد و توسعه گیاه از جمله ارتفاع، تاج پوشش، تعداد برگ و افزایش میزان تولید محصولات فراهم می­آورد (31). نتایج مطالعه پوسی[5] و همکاران (2008) نشان داد، ظهور و استقرار نهال گونه­های گیاهی مختلف از مهمترین مسائل موجود درمناطق خشک و نیمه خشک است، استفاده از پلیمرهای آبدوست ضمن بهبود خواص فیزیکی خاک باعث افزایش جوانه­زنی و استقرار بیشتر گیاهان می­گردد که منطبق با نتایج بدست آمده در تحقیق حاضر می­باشد. نتایج خداکووسکایا[6] و همکاران (2009) بر اثر نانو کربن­های لوله­ای بر درصد جوانه­زنی و رشد گیاهچه گوجه فرنگی نشان داد، استفاده از این نانو ذره باعث افزایش جوانه­زنی و رشد و توسعه گیاه گوجه فرنگی گردیده است که علت آن را نفوذ این نانو ذره در دیواره بذر و جذب بیشتر آب بیان می­نمایند که در نهایت سبب افزایش ارتفاع گیاه شده­ است و که با نتایج مطالعه حاضر همخوانی دارد.

بررسی سطح تاج پوشش و همچنین تعداد برگ­های گیاه پسته نیز حاکی از این مهم بود که بین تیمار های مورد استفاده تفاوت معنی­داری وجود داشت. نتایج این بررسی­ها بطور خاص نشان داد که در هر دو عامل مورد بررسی تیمار 3% نانو رس-رزین اکریلیک تفاوت معنی­داری با باقی تیمار­ها داشت و همچنین تیمار رزین اکریلیک و 1% نانورس-رزین الریلیک در یک گروه قرار داشتند، در واقع این مهم می­تواند بیانگر این است که استفاده از تیمار رزین اکریلیک (فاقد نانو) و 1% نانورس-رزین اکریلیک تفاوت معنی­داری با هم ندارند و استفاده از غلظت پایین نانو رس یا عدم استفاده از نانو در مطالعه حاضر تاثیر چندانی بر تغییرات خصوصات گیاه نداشت. اما به هر حال حتی در غلظت پایین نانو رس- رزین اکلریلیک نیز تفاوت معنی­داری با تیمار شاهد مشاهده گردید که شاید بتواند نشان دهنده تاثیر نانورس بر تغییرات خصوصیات گیاه پسته اهلی باشد.  تحقیقات نیز نشان داده که اثر نانو ذرات توسط ترکیب آنها، مواد شیمیایی، اندازه، پوشش سطح، دوز و واکنش­پذیری آنها متفاوت خواهد بود (15). یافته­های محققان نیز از اثرات مثبت و منفی نانو ذرات بر رشد و توسعه گیاهان خبر داده­اند. تاثیر نانو ذرات مهندسی­شده در گیاهان بستگی به ترکیب، غلظت، اندازه، و خواص فیزیکی و شیمیایی و همچنین گونه­های گیاهی پیشنهاد شده، دارد (19) چرا که نانو ذرات در خواص فیزیکی منحصر به فرد می­باشند و پتانسیل بالایی برای افزایش متابولیسم گیاهان دارا می­باشند (8). شاید بتوان پاسخ تغییرات بهینه در رشد و توسعه گونه پسته اهلی بخصوص تغییر در ارتفاع، تعداد برگ و سطح تاج پوشش در مطالعه حاضر را با مطالعات محققانی مانند تومی و همکاران (2007) مرتبط دانست که در تحقیقات خود بیان می­دارند که نانو ذرات قادرند به درون سلول­های گیاهان و برگ­ها نفوذ کنند و سبب بهبود رشد آنها بوسیله انتقال مواد شیمیایی به سلول­های گیاهی شوند. از طرف دیگر حضور نانو ذزات را عامل بهبود عملکرد و سرعت حمل و نقل مواد غذایی در گیاهان می­دانند. افزایش تعداد برگ و نیز افزایش ارتفاع گیاه پسته اهلی را شاید بتوان به تغییرات حاصل از تاثیر نانو­ذرات بر میزان کلروفیل گیاه جستجو کرد در واقع بررسی محققان نشان داده است که حضور نانو ذرات می­تواند سبب بهبود عملکرد کلروفیل­ها شده و به کلروپلاست اجازه جذب بیشتری از طول موج نور را می­دهند (9 و 5) و در نهایت جوانه­زنی بذر، رشد و توسعه گیاهان را افزایش دهد (34 و17). محققانی از جمله کامر[7] و همکاران (2013)، گوپیناس[8] و همکاران (2014) و آرورا[9] و همکاران (2012) استفاده از نانو ذرات طلا را سبب بهبود خصوصیاتی نظیر جوانه­زنی، رشد، زیست توده، تاج پوشش، کلروفیل و تعداد برگ گیاهان معرفی کردند. مطالعات سیو[10] و همکاران (2014)، گرویر[11] و همکاران (2013) شارما[12] و همکاران (2012) و سلما[13] و همکاران (2012) از اثر گذاری نانو ذرات نقره و محمدزاده[14] و همکاران (2013)، جابرزاده[15] و همکاران (2013) میشرا[16] و همکاران (2014) و یانگ[17] و همکاران (2006) نیز از تاثیر نانوذرات تیتانیوم دی اکسید بر ویژگی­های رشد و توسعه گیاهان خبردادند که نتایج تحقیقات تحقیق حاضر با آن­ها همخوانی دارد. نتابج نشان داد که استفاده از نانوذرات رس در تحقیق حاضر سبب بهبود خصویات رشد و توسعه گیاه شد که زو[18] و همکاران (2013) اثرارتقاءدهنده نانو ذرات رس را بر رشد و توسعه نهال گزارش کردند که با نتایج تحقیق حاضر همخوانی دارد. سن و همکاران (2015) نیز در مطالعه خود در بررسی اثرات نانوکامپوزیت خاک رس آینده استفاده از این نانوذرات را به علت ویژگی­هایی چون پایداری، دوام و وسیله­ای برای انتشار کود­های معمولی درصنعت سبز هند بسیار روشن معرفی نموده و آن را یکی ازمسیرهای کلیدی کارآمد برای دستیابی به رشد، پایداری و سرعت بخشیدن به کشاورزی هند در مسیری مثبت معرفی می­نماید.

علت دوم بهبود خصوصیات گیاه پسته اهلی را همانطور که گفته شد می­توان به تاثیرگذاری­ نانوکامپوزیت رس-رزین اکریلیک بر خصوصیات خاک و قابلیت بالایی آن در جذب و نگهداری آب و از سمت دیگر کاهش تبخیر و تعرق از سطح خاک دانست که نهایتا آب مورد نیاز برای رشد گیاه را در اختیار آن قرار می­دهد. خلیل­پور (2005) با بررسی اثر پنج سطح مختلف سوپر جاذب بر مصرف آب و رشد گیاه کاج نشان داد که کاربرد مقادیر 2/0، 3/0 و 5/0 درصد وزنی سبب افزایش وزن ماده خشک، سطح برگ­ها و افزایش ارتفاع گیاه گردیده است. همچنین مطالعات خادم و همکاران (1988) بر بررسی نقش دو پلیمر polyvinylalcohol و polyacrylamide بر جوانه زنی و زنده مانی گونه Acacia Senegal نشان داد، جوانه زنی بذرها فقط در گلدان­های حاوی پلیمرها صورت گرفت، همچنین زنده­مانی نهال­ها در عرصه با استفاده از این دو پلیمر تقریبا 40 درصد افزایش یافت که موید تحقیق بالا می­باشد. آگابا[19] و همکاران (2010) در مطالعه تاثیر پلیمرهای جاذبه الرطوبت زنده­مانی و آب در دسترس درختانEucalyptus grandis،Eucalyptus citriodora، Pinus caribaea،Araucaria cunninghamii، Melia volkensii، Grevillea robusta، Azadirachta indica، Maesopsis eminiiو Terminaliasuperba نتیجه می­گیرند استفاده از پلیمرهای جاذب رطوبت باعث افزایش درصد استقرار و زنده­مانی آن­ها تحت تنش خشکی 153 روزه گردیده است. شهید[20] و همکاران (2012) در مطالعه خود بر روی نانو کامپوزیت حاوی نانو ذرات آهن و آلومینیوم بر نگهداری رطوبت در خاک و رشد گندم بیان داشتند که استفاده از این نانوپلیمر بر سطح خاک از یک طرف با پایین آوردن دمای خاک و افزایش رطوبت باعث افزایش رشد در گندم گردیده است.

نتیجه گیری:

اکثر مطالعات درباره نانوکامپوزیت­ها و نانو­ها به سمیت نانو ذرات پرداخته اند.  مطالعات نسبتا کمی بر روی نانو ذرات انجام شده است که در آن گیاهان از نانوذرات ذینفع بوده­اند (32 و 30). فناوری نانو دارای پتانسیل زیادی برای ارائه فرصت­های طلایی برای محققان علوم گیاهی (به منظور توسعه ابزارهای جدید برای بهبود استقرار و تقویت رشد گیاهان) است که نتایج مطالعه حاضر نیز تا حدودی این مهم را تایید می­نماید بطوری که استفاده از نانو رس به همراه رزین اکریلیک سبب بهبود خصوصیات مرفولوژی گیاه پسته اهلی شامل  ارتفاع گیاه، مساحت تاج پوشش و تعداد برگ­ها شد. با توجه به اینکه امروزه دانشمندان و محققان به دنبال توسعه تکنیک­های جدید هستند که بتواند به تقویت گیاهان و بهبود شرایط رشد آنها کمک کند. ترکیبات نانوذرات به همراه پلیمر­ها می­توانند یکی از این راه حل­ها باشند. نانو ذرات در خواص فیزیکی منحصر به فرد می­باشند و پتانسیل بالایی برای افزایش متابولیسم گیاهان دارا می­باشند که با قرار گرفتن در ترکیب پلیمر­های سبب بهبود خواص آنها می­شوند. بنابراین، توصیه می­شود که اثر ترکیب سایر نانو ذرات و پلیمر­ها بر رشد گیاهان بررسی گردد تا بتوان به درک مناسب برای بهبود عملکرد نانو ذرات در گیاهان کمک نمود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---

 

مراجع

 

 

1. Abd El-Kader, A., S. Shaaban,&  M.S. Abd El-Fattah, 2010. Effect of irrigation levels and organic compost on okra plants (Abelmoschus esculentus l.) grown in sandy calcareous soil. Agriculture and Biology Journal of North America 1(3):225-231
2. Agaba, H. L., G. Baguma, G.F.O. Esegu, J. Obua, G.D. Kabasa,& A. Hüttermann. 2010. Effects of hydrogel amendment to different soils on plant available water and survival of trees under drought conditions CLEAN – soil. Air. Water 38(4):328-335.
3. Arora, S., P. Sharma, S. Kumar, R. Nayan, P.K. Khanna,& M.G.H. Zaidi, 2012. Gold-nanoparticle induced enhancement in growth and seed yield of Brassica juncea. Plant Growth Regular 66:303–310.
4. Brunner, G. 2014. Reactions of synthetic polymers with water. Supercritical Fluid Science and Technology 5:511-523.
5. Cossins, D., 2014. Next generation: nanoparticles augment plant functions. The incorporation of synthetic nanoparticles into plants can enhance photosynthesis and transform leaves into biochemicalsensors., The scientist, news & opinion, March 16. http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/39440/title/Next-Generation–Nanoparticles-Augment-Plant-Functions.
6. DeRosa, M.C., C. Monreal, M. Schnitzer, R. Walsh,& Y. Sultan, 2010. Nanotechnology in fertilizers. Nat Nanotechnology 5:91-99.
7. Galbraith, D.W., 2007. Nano biotechnology: silica breaks through in plants. Nat Nanotechnology 2:272-273. 
8. Giraldo, J.P., M.P. Landry, S.M. Faltermeier, T.P. McNicholas, N.M. Iverson, A.A. Boghossian, N.F. Reuel, A.J. Hilmer, F. Sen, J.A. Brew,& M.S. Strano, 2014. Plant nanobionics approach to augment photosynthesis and biochemical sensing. Nat Mater 2012-2035,
9. Gopinath, K., S. Gowri, V. Karthika,& A. Arumugam, 2014. Green synthesis of gold nanoparticles from fruit extract of Terminalia arjuna, for the enhanced seed germination activity of Gloriosa superba. Journal of  Nanostructure Chemistry 4:1-11.
10. Gruyer, N., M. Dorais, C. Bastien, N. Dassylva,& G. Triffault-Bouchet, 2013.Interaction between sliver nanoparticles and plant growth. In: International symposium on new technologies for environment control, energy-saving and crop production in greenhouse and plant factory– greensys", Jeju, Korea, pp. 6–11,
11. Jaberzadeh, A.,  P. Moaveni, H.R.T. Moghadam,& H. Zahedi, 2013. Influence of bulk and nanoparticles titanium foliar application on some agronomic traits, seed gluten and starch contents of wheat subjected to water deficit stress. Not  botanical horti agrobotanici.41: 201–207.
12. Khadem, K., M. Jangjou,& M. Mesdaghi, 1998.  The best location of the plants and the most suitable criteria Chalh‌Hay size or squeeze in the Kavir Mohammadabad Qayan arches" Proceedings of the Third International Conference against desertification and sustainable development Talab‌Hay deserts in Iran, Arak, 98-104.
13. Khalilpour, A.,H. Tabatabaei, R. Sharifian, B. Roshan, S.D. Alikhani,& M. Fatahi, 2005. Super absorbent effect on increasing water use efficiency in pine seedlings, Proceedings of the Second National Conference of watershed management and soil and water resources management, martyr. Bahonar University of Kerman 1617-1609 .
14. Khodakovskaya,M.,E. Dervishi, M. Meena , Y. Xu , L. Zhongrui , W. Fumiya,&A.S.  Biris,  2009. Carbon Nanotubes Are Able To Penetrate Plant Seed Coat and Dramatically Affect Seed Germination and Plant Growth. ACS Nano 3(10):3221-3227.
15. Khodakovskaya, M.V., K. de Silva, A.S. Biris, E. Dervishi,& H. Villagarcia, 2012. Carbon nanotubes induce growth enhancement of tobacco cells.  ACS Nano 6(3):2128-2135.
16. Kumar, V., P. Guleria, V, Kumar,& S.K. Yadav, 2013. Gold nanoparticle exposure induces growth and yield enhancement in Arabidopsis thaliana. Sci Total Environ 461:462–468,
17. Lahiani, M.H., E. Dervishi, J. Chen, Z. Nima, A. Gaume, A.S. Biris,& M.V. Khodakovskaya, 2013. Impact of carbon nanotube exposure to seeds of valuable crops. ACS Apply Mater Interfaces 5:7965-7973.
18. Liu,  Sh. Wu,  M. Ven,  A. Molenaar,& J. Besamusca, 2010. Characterization of organic surfactant on Mont morillonite  nanoclay to be used in Bitumen.  Journal of Materials in Civil Engineering22(8):794-799.
19. Ma, C., S. Chhikara, B. Xing, C. Musante, J.C. White,& O.P. Dhankher, 2013.  Physiological and molecular response of Arabidopsis thaliana (L.) to nanoparticle cerium and indium oxide exposure. ACS Sustainable Chemistry Enginaring 1(7):768-778.
20. Mack, M.C. C. M.Mack,& D. Antonio, 1998. Impacts of biological invasions on disturbance regimes, Trends in Ecology and Evolution 13:195-198,.
21. Mahmoodzadeh, H., M. Nabavi,& H. Kashefi, 2013. Effect of nanoscale titanium dioxide particles on the germination and growth of canola (Brassica napus). Journal of ornamental hortic plants 3:25-32.
22. Mishra, V., R.K. Mishra, A. Dikshit,& A.C. Pandey, 2014. Interactions of nanoparticles with plants: an emerging prospective in the agriculture industry. In: Ahmad P, Rasool S (eds) Emerging technologies and management of crop stress tolerance. Biological Techniques 1:159-180.
23. Nair, R., S.H. Varghese, B.G. Nair, T. Maekawa, Y. Yoshida,& D.S. Kumar, 2010.  Nanoparticulate material delivery to plants. Plant Science 179:154–163.
24. Norton, J.B., T.A. Monaco, J.M. Norton, D.A. Johnson,&  T.A. Jones. 2004. Cheatgrass invasion alters soil morphology and organic mater dynamics in big sagebrush–steppe. Rangelands 1:57–63.
25. Puoci, F.,F. Iemma, U.G. Spizzirri,& G. Cirillo, 2008. Polymer in Agriculture. American Journal of  Agriculture and Biological Science 3(1):299-314.
26. Ranger, J., M. Colin-Belyrand,& C. Nys, 1995. Le cycle biogeochemical des elements majeure dens les ecosystems foresters. Etude Gestation Sds 2(2):119-134.
27. Safari-ned, M., F. Javid, M. Zad-Behtuyi,&  Z. Marjani, 2013. Study of rice varieties yield and yield components response to iron nano composite apply in different growth stages.  Journal of farming and Allied Sciences 2(8):638-642.
28. Salama, H.M.H., 2012. Effects of silver nanoparticles in some crop plants, common bean (Phaseolus vulgaris L.) and corn (Zea mays L.). International research journal biotech 3(10): 190-197.
29. Satish Vitthalrao, B.K., C.D. Salunke,& R.B. Patil, 2011. Studies on amendment of different biopolymers in sandy loam and their effect on germination seedling growth of Gossypium herbaceum L. Applied biochemist biotechnol 163:780-791.
30. Scrinis, G.,& K. Lyons, 2007.  The emerging nano-corporate paradigm: nanotechnology and thetransformation of nature, food and agri-food systems. International Journal of Societal Food Agriculture 15:22–44.
31. Sen, J.P., Prakash,&  N. De, 2015. Nano- clay composite and phto-nanotechnologic : a new horizon to food security issue in Indian agriculture.  Journal of Global Biosciences 4(5):2187-2198.
32. Shahid, S.A., A.Q. Ansar, A. Farooq, U. Inam, & R. Umer  2012. Effects of a Novel Poly (AA-co-AAm) /AlZnFe2O4/potassium Humate Superabsorbent Hydrogel Nanocomposite on Water Retention of Sandy Loam Soil. Wheat Seedling Growth Molecules 17(11):12587-12602.
33. Sharma, P., D. Bhatt, M.G. Zaidi, P.P. Saradhi, P.K. Khanna,& S. Arora, 2012. Silver nanoparticlemediated enhancement in growth and antioxidant status of Brassica juncea. Applied Biochemical Biotechnology 167:2225-2233.
34. Siddiqui, M.H., M.H. Al-Whaibi & F. Mohammad, 2015. Nanotechnology and plant sciences. Nanoparticles and their impact on plants 978 p.
35. Siddiqui, M.H., &M.H. Al-Whaibi, 2014. Role of nano-SiO2 in germination of tomato (Lycopersicum esculentum seeds mill. Saudi Biology Sciences 21:13–17.
36. Simmons, A.M., C.K. Kousik,& A. Levi, 2004. Combining reflective mulch and host plant resistance for sweet potato whitefly (Hemiptera: Aleyrodidae) management in watermelon. Crop protection 29:898-902.
37. Standnes,  D.C.,& I. Skjevrak, 2014. Literature review of implemented polymer field projects. Journal Of Petroleum Science and Engineering 122:761-775.
38. Suriyaprabha, R., G. Karunakaran, R. Yuvakkumar, V. Rajendran,& N. Kannan, 2012. Silica nanoparticles for increased silica availability in maize (Zea mays L) seeds under hydroponic conditions. Curry Nanosciences 8:902-908.
39. Syu, Y.Y., J.H. Hung, J.C. Chen,& H.W. Chuang, 2014. Impacts of size and shape of silver nanoparticles on Arabidopsis plant growth and gene expression. Plant  Physiology Biochemistry 83: 57-64.
40. Torney, F,.B.G. Trewyn, V.S.Y. Lin.,& K. Wang, 2007. Mesoporous silica nanoparticles deliver DNA and chemicals into plants. Nat Nanotechnology 2:295-300.
41. Wang, A., Y. Zheng & F. Peng, 2014. Thickness-controllable silica coating of CdTe QDs by reverse Microemulsion method for the application in the growth of rice. Journal of Spectroscopy., 5:409-435.
42. Yang, F., F. Hong, W. You, C. Liu, F. Gao, C. Wu,& P. Yang, 2006. Influence of nano-anatase TiO2 on the nitrogen metabolism of growing spinach. Biological Trace Element Research 110(2):179–190.
43. Zhu, W., X. Zhang, D. Wang,& W. Lu, 2013. Experimental study on the conduction function of nano-hydroxyapati artificial bone.  IET Micro & Nano Letters5(11):19-27.