بررسی واکنش جوانه‏زنی گندم (.Triticum aestivum L) و یولاف وحشی (Avena ludoviciana Durieu.) به سطوح مختلف نانو ذرات روی

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 5، دوره 31، شماره 4 - شماره پیاپی 38، دی 1396، صفحه 617-627   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.v31i4.60735

نویسندگان

احسان اله زیدعلی¹؛ روح اله مرادی^{* 2}؛ فرشته دارابی¹؛ زینب رستمی¹

¹ایلام

²دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

جوانه‌زنی گیاهان واکنش متفاوتی به نانو ذرات نشان می‌دهد. کاربرد نانو ذره‏ای که تأثیر مثبت بر جوانه‌زنی و رشد گیاه زراعی و تأثیر منفی بر علف‌هرز داشته باشد، می‌تواند در کنترل علف‌هرز مفید باشد. جهت بررسی تأثیر غلظت‏های مختلف نانو اکسید روی بر خصوصیات جوانه‏زنی یولاف وحشی و دو ژنوتیپ گندم، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در آزمایشگاه دانشکده کشاورزی دانشگاه ایلام در سال 1395 انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل ژنوتیپ گیاهی در سه سطح (ارقام بهرنگ و سیوند گندم و یولاف وحشی) و نانو اکسید روی در چهار سطح (صفر (شاهد)، 10، 100 و 500 پی‏پی‏ام) بود. نتایج نشان داد که نانو ذرات اکسید روی و ژنوتیپ و اثر متقابل آنها تأثیر معنی‏داری (01/0P≤) بر تمامی ‏صفات مورد بررسی داشتند. طول ساقه‏چه هر دو رقم گندم تا سطح 100 پی‏پی‏ام نانو ذره افزایش و پس از آن کاهش یافت. درحالی‌که افزایش هر کدام از سطوح نانو ذره باعث کاهش معنی‏دار طول ساقه‏چه یولاف وحشی شد. افزایش سطوح نانو ذره تا سطح 10 پی‏پی‏ام منجر به افزایش معنی‏دار طول ریشه‏چه یولاف وحشی و رقم سیوند گندم شد و از این غلظت به بعد این صفت کاهش یافت. طول ریشه چه رقم بهرنگ گندم با افزایش غلظت نانو ذره حدود 71 درصد کاهش نشان داد. غلظت‏های مختلف نانو اکسید روی تأثیر معنی‏داری بر وزن خشک رقم سیوند گندم نشان نداد ولی باعث کاهش این صفت در رقم بهرنگ و افزایش در یولاف وحشی شد. تأثیر غلظت نانو ذره بر وزن خشک ساقه یولاف و رقم بهرنگ منفی و بر رقم سیوند مثبت بود. سرعت و درصد جوانه‏زنی ارقام گندم تحت تأثیر نانو ذره قرار نگرفت ولی غلظت 500 پی‏پی‏ام نانو اکسید روی باعث افزایش حدود 63 درصدی این صفات در یولاف وحشی شد. بطور کلی، نتایج نشان داد که استفاده از نانو ذرات اکسید روی در زراعت گندم می‏تواند منجر به جوانه‏زنی و رشد بیشتر علف هرز یولاف وحشی نسبت به گندم و درنتیجه نیاز به هزینه و تلاش بیشتر جهت کنترل علف‏هرز گردد و توصیه نمی‏شود.

کلیدواژه‌ها

ریشه‏چه؛ ژنوتیپ؛ ساقه‏چه؛ سرعت جوانه‏زنی؛ شاخص جوانه‏زنی

مراجع

1- Ahmadvand G., Koocheki A., and Nassiri Mahallati M. 2002. Competitive response of winter wheat (Triticumm aestivum) to various plant densities of wild oat (Avena ludoviciana) and nitrogen fertilizer. Journal of Agricultural Science and Technology, 1: 113-124.

2- Attarian A.M., and Rashed Mohasel M.H. 2002. Competitive effects of wild oat (Avena ludoviciana) on yield and yield components of three winter wheat varieties. Journal of Agricultural Science and Technology, 2: 25-32.

3- Auld D. S. 2001. Zinc coordination sphere in biochemical zinc sites. Biometals, 14: 271–313.

4- Bajji M., Kinet J. M., and Lutts S. 2002. Osmotic and ionic effects of NaCl on germination, early seedling growth, and ion content of Atriplex halimus (Chenopodiaceae). Canadian Journal of Botany, 80: 297-304.

5- Boonyanitipong P., Kositsup B., Kumar P., Baruah S., and Dutta J. 2011. Toxicity of ZnO and TiO2 Nanoparticles on Germinating Rice Seed. Int. J. Bioscie. Biochem. Bioinformatics, 1: 282-285.

6- Bringezu K., Lichtenberger O., Leopold I., and Neumann D. 1999. Heavy metal tolerance of Silene Vulgaris. J. Plant Physiology 154: 536-547.

7- Cakmak I. 2008. Enrichment of cereal grains with zinc: Agronomic or genetic biofortification. Plant and Soil, 302: 1-17.

8- Draper S.R. 1985. Seed science and technology. International seed testing association (ISTA).

9- Ekhteyari R., and Moraghebi F. 2011. Effects of Silver Nanoparticles on salinity tolerance of cumin (Cuminum cyminum L). Journal of Plant and Ecology, 25: 99-107. (In Persian with English abstract).

10- El-Ghamery A.A., El-Kholy M.A., and Abou El-Yousser M.A. 2003. Evaluation of cytological effects of Zn2+ in relation to germination and root growth of Nigella sativa L. and Triticum aestivum L. Mutation Research, 537: 29-41.

11- Gao F., Hong F., Liu C., Zheng L., Su M., Wu X., Yang F., Wu C., and Yang P. 2008. Mechanism of nano-anatase TiO2 on promoting photosynthetic carbon reaction of spinach. Biological Trace Element Research, 111: 239-253.

12- Ghorbani M.H., Soltani A., and Amiri S. 2007. The effect of salinity and seed size on response of wheat germination and seedling growth. Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources, 14(6): 44-52. (In Persian with English abstract).

13- Hall J.L. 2002. Cellular mechanisms for heavy metal detoxification and tolerance. ‎Journal of Experimental Botany, 53: 1-11.

14- Hong F., Zhou J., Liu C., Yang F., Wu C., Zheng L., and Yang P. 2005. Effect of nano-TiO2 on photochemical reaction of chloroplasts of spinach. Biological Trace Element Research, 105: 269-279.

15- Huang B., Duncan R.R., and Carrow R.N. 1997. Drought resistance mechanisms of seven warm season turfgrasses under surface soil drying, shoot response. Crop Science, 37:1858-1863.

16- Kaya C., and Higgs D. 2002. Response of tomato (Lycopersicon esculentum L.) cultivars to foliar application of zinc when grown in sand culture at low zinc. Horticultural Science, 93: 53-64.

17- Kazmi H. 1999. Cereals. Universities Publication Center, Tehran, Iran.

18- Li W., Khan M.A., Yamaguchi S., and Kamiya Y. 2007. Effects of heavy metals on seed germination and early seedling growth of Arabidopsis thaliana. Plant Growth Regulation, 46: 45-50.

19- Lin D., and Xing B. 2007. Phytotoxicity of nanoparticles: Inhibition of seed germination and root growth. Environmental Pollution, 150: 243-250.

20- Lin D., and Xing B. 2008. Root uptake and phytotoxicity of ZnO nanoparticles. Environmental Science & Technology, 42: 5580-5585.

21- Makarian H., Banayan M., Rahimian H., and Izadi-Darbandi E. 2003. Planting date and population density influence on competitiveness of corn (Zea mays L.) with red root pig weed (Amaranthus retroflexus L.). Iranian Journal of Crop Researches, 2: 271-279. (In Persian with English abstract).

22- Michae B. 2007. Nano particles could have negative effect on plant growth. Nano work LLC.

23- Moraghebi F., Mohebbi H., and Sahebi A. 2008. The effect of silver nanoparticles on the establishment and germination of wheat in the laboratory and greenhouse. Journal of Plant and Ecology, 15: 112-121. (In Persian with English abstract).

24- Munzuroglu O., and Geckil H. 2002. Effects of metals on seed germination, root elongation, and coleoptile and hypocotyl growth in Triticum aestivum and Cucumis sativus. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 43: 203-213.

25- Munzuroglu O., Zengin F. K., and Yahyagil Z. 2008. The abscisic acid levels of wheat (Triticum aestivum L. cv. Cakmak 79). Gazi University Journal of Science, 21: 1-7.

26- Pagter M., Bragato C., and Brix H. 2005. Tolerance and physiological responses of Phragmites australis to water deficit. Aquatic Botany, 81(4): 285–299.

27- Pandey N., Pathak G.C., and Sharma C.P. 2006. Zinc is critically required for pollen function and fertilization in lentil. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 20: 89-96.

28- Ramazani F., Shayanfar A., Tavakol Afshari R., and Rezaei K. 2015. Effects of silver, nickel, zinc and zinc – copper nanoparticles on germination, seedling establishment and enzyme activity of alfalfa (Medicago sativa) seed. Iranian Journal of Field Crop Scienc,. 45: 107-118. (In Persian with English abstract).

29- Tekrony D.M., and Egli D.B. 1991. Relationship of seed vigor to crop yield: a review. Crop science, 31: 816-822.

30- Yang L., and Watts D.J. 2005. Particle surface characteristics may play an important role in phytotoxicity of alumina nanoparticles. Toxicology Letters, 158: 122-132.

31- Zheng L., Hong F., Lu S., and Liu C. 2005. Effect of nano-TiO2 on strength of naturally aged seeds and growth of Spinach. Biological Trace Element Research, 105:83-91.