پایان نامه : نقش ذرات اکسیدروی نانو و معمولی و میکوریزا بر جوانه زنی، خصوصیات خاک، رشد و عملکرد گیاه لوبیا سبز(Phaseolus vulgaris L.)

دانشگاه فردوسی مشهد

دانشکده کشاورزی

پایان نامه کارشناسی ارشد

نقش ذرات اکسیدروی نانو و معمولی و میکوریزا بر جوانه زنی، خصوصیات خاک، رشد و عملکرد گیاه لوبیا سبز

 (Phaseolus vulgaris L.)

استادان راهنما

دکتر علیرضا آستارایی

استادان مشاور

دکتر امیر لکزیان

بهمن 1393

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

این مطالعه به منظور بررسی اثرات اکسیدروی (نانو و معمولی) و قارچ میکوریزا بر خصوصیات خاک، جوانه­زنی بذر و ویژگی­های رشد گیاه لوبیا با دو آزمایش کاملا تصادفی به صورت فاکتوریل به­ طور جداگانه انجام شد. در بخش اول، فاکتورهای آزمایش شامل دو نوع اکسیدروی (نانو و معمولی) و چهار سطح اکسیدروی (0، 50، 100 و 200 میلی­گرم بر لیتر) با سه تکرار بودند: در بخش دوم، فاکتورهای آزمایش شامل دو سطح Glomus intraradices (با و بدون) و دو نوع اکسیدروی (نانو و معمولی) و چهار سطح اکسیدروی (0، 50، 100 و 200 میلی­گرم بر کیلوگرم) با سه تکرار بودند. آزمایشات اول و دوم به ترتیب در شرایط آزمایشگاه و گلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که نانوذرات اکسیدروی در غلظت کم (50 میلی­گرم بر لیتر) و غلظت­های زیاد (100و 200 میلی­گرم بر لیتر) به ترتیب اثرات تحریک­ کنندگی و بازدارندگی در جوانه­زنی بذر و رشد گیاهچه لوبیا داشته است. غلظت­های زیاد نانوذرات اکسیدروی، اثرات منفی در همه پارامترهای جوانه­زنی بذر داشتند. حداقل طول ریشه­چه، طول ساقه­چه، طول گیاهچه، وزن خشک ریشه­چه، وزن خشک ساقه­چه و وزن خشک گیاهچه در غلظت­های زیاد نانوذرات اکسیدروی مشاهده شد. تیمار (50 میلی­گرم بر لیتر) نانوذرات اکسیدروی، بهترین و مناسب­ترین غلظت برای تحریک رشد ریشه بذور لوبیا در شرایط آزمایشگاهی بود. در آزمایش گلخانه­ای تیمار (100 میلی­گرم بر کیلوگرم) نانوذرات اکسیدروی با Glomus intraradices تاثیر معنی­داری در رشد و عملکرد داشتند. دو نوع اکسیدروی (نانو و معمولی) افزایش معنی­داری در روی، مس و آهن قابل دسترس در نمونه­های خاک داشتند اما تیمار نانوذرات اکسیدروی در مقایسه با اکسیدروی معمولی برتر بود. زمانی که غلظت­های بیشتر اکسیدروی به نمونه­های خاک اضافه شد، غلظت روی، مس و آهن در گیاه و وزن خشک ریشه­ و ساقه در گلدان، طول ریشه و ساقه در گلدان، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف در بوته، تعداد دانه در بوته، وزن دانه در بوته، وزن صد دانه و عملکرد دانه در بوته افزایش یافت. تیمارهای نانوذرات اکسیدروی، همه پارامترهای اندازه ­گیری شده را نسبت به تیمارهای اکسیدروی معمولی بهبود بخشید. همچنینGlomus intraradices تأثیر معنی­دار مثبتی در غلظت روی، مس و آهن در گیاه لوبیا داشت.

کلید واژه­ها : روی، اکسیدروی نانو و معمولی، قارچ میکوریزا، لوبیا سبز

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه  …………………………………………………………………………………………………………………………….. 1

فصل دوم- بررسی منابع

2-1- نانوتکنولوژی و کشاورزی………………………………………………………………………………………………….. 7

2-2- نانوذرات و انواع آن…………………………………………………………………………………………………………… 8

2-3- نانوذرات اکسید فلزی………………………………………………………………………………………………………… 13

2-4- نانوذرات اکسیدروی…………………………………………………………………………………………………………. 14

2-5- عنصر روی و نقش آن در گیاه…………………………………………………………………………………………….. 15

2-6- فیزیولوژی و بیوشیمیایی عنصر روی در گیاهان…………………………………………………………………….. 18

2-7- مکانیسم عمل اکسیدروی در گیاه ………………………………………………………………………………………. 19

2-8- اثر نانوذرات بر بذر و رشد گیاهان ……………………………………………………………………………………… 20

2-9- سمیت نانوذرات برای گیاهان……………………………………………………………………………………………… 24

2-10- کودهای بیولوژیکی………………………………………………………………………………………………………….. 29

2-10-1- میکوریزا و نقش آن در گیاهان………………………………………………………………………………………. 30

2-10- 2- قارچ میکوریزا آربسکولار و واکنش گیاهان……………………………………………………………………. 32

فصل سوم- مواد و روش­ها

3-1- مطالعات جوانه­زنی بذر……………………………………………………………………………………………………. 35

3-1-1- آزمایش سطوح مختلف اکسیدروی نانو و معمولی بر شاخص­های جوانه­زنی و رشد گیاهچه لوبیا………………………………………………………………………………………………………………………………………… 35

3-2- مطالعات گلخانه­ای …………………………………………………………………………………………………………. 42

3-2-1- آماده سازی بستر کاشت ……………………………………………………………………………………………… 42

3-2-2- کاشت، داشت و برداشت گیاه لوبیا ………………………………………………………………………………. 43

3-2-3- تجزیه گیاه ………………………………………………………………………………………………………………… 44

3-2-4- تجزیه خاک پس از برداشت گیاه …………………………………………………………………………………. 45

3-3- تجزیه و تحلیل آماری ……………………………………………………………………………………………………. 46

فصل چهارم- نتایج و بحث

4-1- آزمایش جوانه­زنی بذر ………………………………………………………………………………………………….. 47

4-1-1- اثر نوع اکسیدروی (نانو و معمولی) بر شاخص­های جوانه­زنی بذر …………………………………. 47

4-1-2- اثر سطوح اکسیدروی بر شاخص­های جوانه­زنی بذر …………………………………………………….. 48

4-1-3- اثر متقابل نوع اکسیدروی و سطوح آنها بر شاخص­های جوانه­زنی بذر ……………………………. 49

4-1-4- اثر نوع اکسیدروی (نانو و معمولی) بر صفات مورد ارزیابی روی لوبیا ……………………………. 54

4-1-5- اثر سطوح مختلف اکسیدروی بر صفات مورد ارزیابی روی لوبیا ……………………………………. 55

4-1-6- اثر متقابل نوع اکسیدروی (نانو و معمولی) و سطوح آنها بر صفات مورد ارزیابی روی لوبیا …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 56

4-2- آزمایش گلخانه­ای …………………………………………………………………………………………………………. 59

4-2-1- اثر تیمارهای آزمایشی بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه لوبیا …………………………………………. 59

4-2-1-1- اثر نوع اکسیدروی (نانو و معمولی) بر شاخص­های رشدی لوبیا …………………………………. 59

4-2-1-2- اثر قارچ گلوموس اینترارادیسس بر شاخص­های رشدی لوبیا ……………………………………….60

4-2-1-3- اثر سطوح اکسیدروی بر شاخص­های رشدی لوبیا ………………………………………………………62

4-2-1-4- اثر متقابل نوع اکسیدروی (نانو و معمولی) و قارچ گلوموس اینترارادیسس بر شاخص­های رشدی لوبیا ……………………………………………………………………………………………………………………………. 63

4-2-1-5- اثر متقابل سطوح اکسیدروی و قارچ گلوموس اینترارادیسس بر شاخص­های رشدی لوبیا …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 65

4-2-1-6- اثر متقابل نوع اکسیدروی (نانو و معمولی) و سطوح آنها بر شاخص­های رشدی لوبیا …….. 68

4-2-1-7- اثر متقابل نوع اکسیدروی، سطوح آنها و قارچ گلوموس اینترارادیسس بر شاخص­های رشدی لوبیا ……………………………………………………………………………………………………………………………………….72

4-3- تأثیر تیمارهای آزمایشی بر عناصر غذایی پر مصرف در گیاه لوبیا ………………………………………… 75

4-3-1- تأثیر تیمارهای آزمایشی بر عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم گیاه ………………………………………. 75

4-4- تأثیر تیمارهای آزمایشی بر عناصر کم مصرف گیاه …………………………………………………………….. 83

4-4-1- عناصر روی، مس و آهن در گیاه …………………………………………………………………………………. 83

4-5- تأثیر تیمارهای آزمایشی بر خصوصیات خاک پس از برداشت گیاه لوبیا …………………………………90

4-5-1- pH خاک پس از برداشت گیاه …………………………………………………………………………………….. 90

4-5-2- هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک پس از برداشت گیاه ………………………………………………… 94

4-6- تأثیر تیمارهای آزمایشی بر عناصر کم مصرف در خاک پس از برداشت گیاه …………………………… 99

4-6-1- تأثیر تیمارهای آزمایشی بر عناصر روی، مس و آهن در خاک ………………………………………….. 99

فصل پنجم- نتیجه ­گیری نهایی و پیشنهادات

5-1- نتیجه ­گیری نهایی …………………………………………………………………………………………………………… 106

5-2- پیشنهادات ……………………………………………………………………………………………………………………. 108

پیوست …………………………………………………………………………………………………………………………………. 110

منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………… 116

فهرست شکل­ها

فهرست جدول­ها

– مقدمه

در طی پنجاه سال گذشته، پیشرفت فناوری تولید مواد شیمیایی، انقلابی را در تولید محصولات کشاورزی به­ وجود آورده است (واسیلیسکی، 2003). با شروع کشاورزی صنعتی که دو عامل مهم آن استفاده از ارقام پر محصول و کود­ پذیر گیاهان زراعی و بکارگیری کودهای شیمیایی بودند، تولید محصولات کشاورزی دگرگون و رشد فزاینده­ای ایجاد شد. تغییرات ایجاد شده در طبیعت در اثر دخالت­های انسان در خاک، آب و جو به دلیل استفاده از مواد شیمیایی مختلف برای افزایش بهره­وری گیاهان از یک طرف و مصرف حدود 10 برابر انرژی برای تولید یک واحد از محصول نسبت به قرن گذشته از طرف دیگر، منجر به جستجو جهت دستیابی به روش­های جدید در تولید محصولات کشاورزی شده است (آلاجاجیان، 2007; واسیلیسکی، 2003).

کاربرد نانوتکنولوژی در کشاورزی حتی در سطح جهانی، در مرحله ظهور است. علوم نانو منجر به توسعه و بهبود کاربردهای ارزان نانوتکنولوژی برای پیشبرد رشد گیاهان شده است. نانوذرات[1] و نانوکپسول­ها ابزاری کارا برای توزیع آفت کش ها و کودها در شکل کنترل شده با مکان هدف مشخص هستند، بنابراین خسارت زیست محیطی را کاهش می­­دهند. نانوتکنولوژی نقش مهمی در بهبود روش­های موجود مدیریت گیاهان زراعی بازی می­ کند. مواد شیمیایی زراعی از طریق آبشویی، تجزیه توسط نور، هیدرولیز و تجزیه میکروبی، بخش یا درصد خیلی کمی از آنها در محل هدف قرار می­گیرند. از این رو کاربردهای مکرر برای داشتن یک کنترل موثر مورد نیاز است که باعث برخی اثرات نامطلوب نظیر آلودگی آب و خاک می­گردد (نایر و همکاران، 2010).

تغییرات در فناوری، عامل اصلی شکل­ گیری کشاورزی نوین شده است. در بین آخرین خط نوآوری­های فناوری، نانوتکنولوژی موقعیت برجسته­ای در تحول کشاورزی و تولید غذا اشغال نموده است. توسعه وسایل و مواد نانو می ­تواند کاربردهای جدیدی را در بیوتکنولوژی گیاهی و کشاورزی باز نماید. اخیراً تمرکز اصلی در تحقیقات روی کاربرد نانوتکنولوژی در زمینه الکترونیک، انرژی و پزشکی می­باشد. تجربیات بدست آمده از این موضوعات، توسعه گیاهان تغییر یافته ژنتیکی، حفاظت گیاه، مواد شیمیایی محافظ گیاه و تکنیک­های کشاورزی دقیق را آسان ساخته است. نانوتکنولوژی پیشرفت­های وسیعی در تحقیقات کشاورزی نظیر علوم و فناوری تولید مثلی، تبدیل ضایعات کشاورزی و غذایی به انرژی و دیگر محصولات ثانویه از طریق فرایند زیستی- نانوآنزیمی، جلوگیری از بیماری و تیمار در گیاه با بهره گرفتن از رهاسازی نانوذرات مختلف شبیه به آنچه که در مصرف نانو داروها در انسان استفاده می­شود، ایجاد نموده است (نایر و همکاران، 2010). از ویژگی­های منحصر به فرد نانوذرات، نسبت سطح به حجم زیاد آنها است که باعث افزایش درصد اتم­های موجود در سطح شده (پرماناتان، 2011) که هم می­توانند به عنوان منبع غذایی مفید و هم به عنوان خطرات زیست محیطی مطرح شوند. بنابراین، درک کاملی از مسیرهای اصلی واکنش در تشکیل این مواد در خاک برای کاربرد مواد نانوذرات پایدارتر و ایمن­تر در کشاورزی حایز اهمیت است (میلانی، 2010).

در حال حاضر عناصر کم مصرف برای گیاهان زراعی به عنوان مواد غذایی لازم و ضروری بوده به طوری که رشد و عملکرد گیاهان در خاک­هایی با کمبود این عناصر کاهش می­یابد. عنصر روی  یکی از هفت عنصر کم مصرف ضروری برای رشد محصول بوده و نقش اساسی آن مشارکت در ساختمان 200 نوع آنزیم و پروتئین است و کمبود آن فعالیت چندین آنزیم مهم از جمله فسفاتاز، الکل دی هیدروژناز، دیمیدین کیناز، کربوکسی پپتیداز DNA و RNA را کاهش می­دهد (پراساد، 1984). از دیگر نقش­های عنصر روی، نقش آن در ایجاد یک سیستم دفاعی سلولی در برابر گونه­های واکنش دهنده با اکسیژن[2] (ROS) می­باشد. به نحوی که در شرایط کمبود عنصر روی بروز این خسارت­های اکسیداتیو ناشی از تهاجم رادیکال­های آزاد مانند ROS ها با ایجاد اختلال در عملکرد غشاهای سلولی و تولید رادیکال­های هیدروکسیل و سوپراکسیداز به سلول خسارت وارد می­نماید (مورای، 1989).

اکسیدروی (ZnO) به عنوان یکی از ترکیبات معدنی عنصر روی، در حال حاضر یکی از پنج ترکیب عنصر روی بوده که توسط سازمان غذا و داروی آمریکا به عنوان یک ترکیب ایمن شناخته شده است (پراساد، 1984). اکسیدروی در مقیاس نانو ویژگی­های ضد میکروبی داشته و همچنین پایداری بیشتری در دما و فشار بالا نشان داده (ساوای، 2003) و غیر سمی بوده و حتی شامل عناصر معدنی ضروری برای بدن انسان نیز می­باشد (روسلی و همکاران، 2003). اغلب مواد معدنی ضد باکتریایی، نانوذرات فلزی و نانوذرات اکسید فلزی بوده که شامل نقره (Ag)، مس (Cu)، اکسید تیتانیوم (TiO₂) و اکسیدروی (ZnO) می­باشد (کیوفی و همکاران، 2005؛ چادهری و همکاران، 2008؛ برادلی و همکاران، 2011). گیاهان در حضور نانو مواد (NMs) به طور طبیعی رشد کرده و روند افزایشی در تولید دارند به طوری که استفاده از نانو مواد سنتزی[3]، به عنوان ابزاری مناسب محسوب می­شود (پن و همکاران،2010) و سرنوشت، انتقال و تحرک این نانوذرات سنتزی در خاک بستگی زیادی به شرایط محیطی داشته، ولی با این حال شناخت کمی از اثرات احتمالی نانوذرات در ویژگی­های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی خاک وجود دارد (بن- موشه و همکاران، 2012).

امروزه استفاده از نانوکودها در صنایع مختلف از جمله کشاورزی مورد توجه و اقبال عمومی قرار گرفته است. نانواکسیدروی یکی از نانوکودهای مورد استفاده در کشاورزی است که گزارشات ضد و نقیضی در مورد فواید و مضرات آن برای گیاهان ارائه شده است. استفاده از این ماده در خاک با غلظت زیاد اثرات ضد باکتریایی داشته و برخی از باکتری­های خاک را از بین می­برد، از سویی گزارشاتی در دست است که نشان می­دهد استفاده از این نانو کود می ­تواند رشد ریشه و اندام­های هوایی گیاهان را تحریک نماید (فان و لو، 2003). امروزه بشر با دخالت­های نامتعارف خود از قبیل کاربرد بی­رویه کودهای شیمیایی، سموم و ادوات کشاورزی موجب خسارت­های جبران ناپذیری به محیط زیست و نظام­های کشاورزی شده است. یکی از راهکارهای مؤثر برای خروج از این معضل، حرکت به سوی کشاورزی پایدار می­باشد (غلامی و کوچکی، 1380). در حال حاضر مصرف کودهای زیستی همانند قارچ میکوریزا در یک سیستم مبتنی بر کشاورزی پایدار، موجب افزایش کیفیت و ثبات عملکرد به ویژه در گیاهان زراعی می­شود. قارچ میکوریزا در مقایسه با کودهای شیمیایی برتری­های چشمگیری دارد. این قارچ­ها با ایجاد ارتباط همزیستی با گیاهان بر جنبه­ های مختلف فیزیولوژی و بیوشیمی گیاه میزبان تأثیر گذاشته و موجب بهبود رشد و نمو آن می­شود (نادیان، 1377). قارچ­های میکوریزای آربسکولار وزیکولار در بین میکروارگانیسم­هایی که محیط ریزوسفر را اشغال می­ کنند منحصر به فرد هستند. این قارچ­ها اجتماعات همزیستی را با ریشه اکثر گیاهان تشکیل می­ دهند و علاوه بر افزایش موادغذایی معدنی در گیاه می­توانند با تحریک مواد تنظیم کننده رشد، افزایش فتوسنتز، بهبود تنظیم فشار اسمزی در شرایط خشکی و شوری، باعث افزایش مقاومت گیاهان نسبت به تنش­های محیطی شوند (رابی و مدنی، 2005).

بنابراین با توجه به اهمیت موضوع، این مطالعه به منظور دستیابی به اهداف زیر در دو شرایط آزمایشگاه و گلخانه بر روی جوانه­زنی و رشد و عملکرد گیاه لوبیا سبز اجرا شد:

1- بررسی اکسیدروی نانو و معمولی بر شاخص­های جوانه­زنی گیاه لوبیا سبز

2- بررسی اکسیدروی نانو و معمولی بر خصوصیات رشدی و عملکرد گیاه لوبیا سبز

3- بررسی اثرات متقابل اکسیدروی نانو و معمولی و قارچ میکوریزا بر خصوصیات رشدی و عملکرد گیاه لوبیا سبز

4- بررسی تاثیر اکسیدروی نانو و معمولی بر غلظت عناصر غذایی در گیاه لوبیا سبز

5- بررسی اثرات متقابل اکسید روی نانو و معمولی و قارچ میکوریزا بر غلظت عناصر غذایی در گیاه لوبیا سبز

6- بررسی تاثیر اکسیدروی نانو و معمولی بر غلظت عناصر کم مصرف در خاک

7- بررسی اثرات متقابل اکسید روی نانو و معمولی و قارچ میکوریزا بر غلظت عناصر کم مصرف در خاک

تعداد صفحه : 148

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        *       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.