جوانه‌زنی گندم و جو با کمک نانوذرات آهن افزایش یافت

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان نشان دادند که استفاده از نانوذرات آهن می‌تواند فرآیند جوانه‌زنی گندم و جو را بهبود داده و تاثیر مثبتی بر این بخش از صنعت کشاورزی گذاشت.

گندم و جو غلاتی هستند که به طور گسترده در سراسر جهان کشت می‌شوند. استفاده از فناوری نانو می‌تواند عملکرد این محصولات را افزایش دهد و در نتیجه به تامین تقاضای جهانی برای عرضه مواد غذایی کمک کند. در مقاله‌ای که به تازگی در مجله Materials Today منتشر شده است، تأثیر نانوذرات اکسید آهن (Fe ۳ O ۴) بر سرعت جوانه‌زنی و رشد دانه‌های جو و گندم مورد بررسی قرار گرفت.

نانوذرات مغناطیسی Fe ۳ O ۴ از طریق یک روش شیمیایی هم‌رسوبی سنتز شدند. شناسایی نانوذرات Fe ۳ O ۴ با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) نشان داد که این نانوذرات کروی شکل با محدوده اندازه بین ۲۰ تا ۳۰ نانومتر هستند.

نانوذرات Fe ۳ O ۴ در غلظت‌های مختلف بر روی ژنوتیپ‌های جو و گندم به صورت سوسپانسیون در مرحله کاشت اعمال شد. نتایج نشان داد که تیمار بذر جو و گندم با نانوذرات Fe ۳ O ۴ تأثیر مثبتی بر جوانه‌زنی بذر داشته و طول ریشه و کلئوپتیل طولانی‌تر همراه با سرعت جوانه‌زنی بالاتر را نشان داد.

نانوذرات در بخش‌های مختلفی از جمله صنعت، پزشکی، کشاورزی و زیست‌فناوری مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از نانوذرات در کشاورزی می‌تواند عملکرد، رشد محصول و کیفیت محصول را با تسهیل مدیریت آفات، کوددهی و تغذیه بهتر خاک بهبود بخشد. علاوه بر این، تاثیر نانوذرات به گونه‌های گیاهی، نوع نانوذرات و خواص فیزیکی بستگی دارد.

در کشت گندم و جو، جوانه زنی بذر مرحله بحرانی است که تحت تأثیر رطوبت، صفات ژنتیکی، شرایط محیطی و کیفیت خاک قرار دارد. برای این منظور، تحقیقات اولیه انجام شده برای بررسی پتانسیل نانوذرات در کشت گندم و جو، تأثیر مثبت نانوذرات را در جوانه‌زنی، رشد و نمو گیاه نشان داد.

اگرچه نانوذرات آهن به طور طبیعی در طبیعت موجود هستند، اما این نانوذرات در حضور اکسیژن بسیار ناپایدار و واکنش پذیر می‌شوند. نانوذرات Fe ۳ O ۴ به عنوان یک منبع آهن برای حمایت از بیوسنتز سیدروفور‌ها در گندم و جو عمل می‌کند و در نتیجه رشد را بهبود می‌بخشد.

پیش از این مشخص شده بود که آهن می‌تواند آنزیمی دخیل در سنتز RNA را فعال می‌کند و فرآیند فتوسنتز را بهبود می‌بخشد. با توجه به کمبود اطلاعات در مورد اثر سمیت نانوذرات Fe ۳ O ۴، انجام مطالعات آزمایشگاهی برای تعیین دوز مناسب نانوذرات Fe ۳ O ۴ بر روی گیاهان گندم و جو ضروری است.

چندین نانوذره برای درک تأثیر آن‌ها بر گونه‌های مختلف زراعی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. با این حال، اثر نانوذرات Fe ۳ O ۴ بر جوانه‌زنی و رشد جو و گندم عملاً ناشناخته باقی مانده است. از این رو، این مطالعه با هدف بررسی تأثیر نانوذرات Fe ۳ O ۴ بر ژنوتیپ‌های جو و گندم منطقه قفقاز انجام شد.

در مطالعه حاضر، اثر نانوذرات Fe ۳ O ۴ بر جوانه‌زنی جو و گندم مورد بررسی قرار گرفت و نتایج آزمون T میزان جوانه‌زنی را ۰۵/۰ درصد نشان داد.

غلظت‌های مختلف نانوذرات Fe ۳ O ۴، جذب آب را از طریق اسمز بهبود بخشید و در نتیجه مصرف آب را افزایش داد که منجر به تسریع جوانه‌زنی بذر شد. بنابراین، قرار دادن دانه‌های گندم و جو در معرض دوز ۱۰۰ میلی‌گرم در لیتر نانوذرات Fe ۳ O ۴ منجر به میانگین جوانه‌زنی به ترتیب ۸۷ و ۹۶ درصد در جو و گندم شد. اما بذر شاهد در جو و گندم به ترتیب ۶۱ درصد و ۸۴ درصد جوانه زنی کمتری نشان دادند.