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 3 O 4) بر سرعت جوانه‌زنی و رشد دانه‌های جو و گندم مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات مغناطیسی Fe 3 O 4 از طریق یک روش شیمیایی هم‌رسوبی سنتز شدند. شناسایی نانوذرات Fe 3 O 4 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 20 تا 30 نانومتر هستند. نانوذرات Fe 3 O 4 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 3 O 4 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 3 O 4 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 3 O 4، انجام مطالعات آزمایشگاهی برای تعیین دوز مناسب نانوذرات Fe 3 O 4 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 3 O 4 بر جوانه‌زنی و رشد جو و گندم عملاً ناشناخته باقی مانده است. از این رو، این مطالعه با هدف بررسی تأثیر نانوذرات Fe 3 O 4 بر ژنوتیپ‌های جو و گندم منطقه قفقاز انجام شد. در مطالعه حاضر، اثر نانوذرات Fe 3 O 4 بر جوانه‌زنی جو و گندم مورد بررسی قرار گرفت و نتایج آزمون T میزان جوانه‌زنی را 05/0 درصد نشان داد. غلظت‌های مختلف نانوذرات Fe 3 O 4، 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 100 میلی‌گرم در لیتر نانوذرات Fe 3 O 4 منجر به میانگین جوانه‌زنی به ترتیب 87 و 96 درصد در جو و گندم شد. اما بذر شاهد در جو و گندم به ترتیب 61 درصد و 84 درصد جوانه زنی کمتری نشان دادند.