توصيفگر ها :
نانوذرات نقره , نيترات نقره , غلظت پروتئين , غلظت آمينواسيدها , بافت خاك
چكيده فارسي :
امروزه مقادير قابل توجهي از نانو ذرات مهندسي شده براي كاربردهاي صنعتي و زيست محيطي به خاك راه پيدا مي¬كنند. در حالي كه غلظت بيشتر نانوذرات در محيط زيست هنوز ناشناخته باقي است، مطالعات اخير، خاك را به عنوان يك مخزن اصلي از نانوذراتي كه به درون محيط آزاد شده¬اند معرفي مي¬كنند و غلظت نانوذرات موجود در خاك را از غلظت اين مواد در آب يا هوا بيشترگزارش كرده¬اند. نانوذرات انتشار يافته در آب، خاك و هوا با گياهان در تعامل¬اند و همواره بر جمعيت ميكروبي و چرخه¬ي عناصر خاك، از جمله چرخه¬ي نيتروژن اثر گذارند. هدف از اين مطالعه مقايسه اثرات نانوذرات نقره، نيترات نقره، سيستم ريشه، بافت خاك و اثر متقابل آنها بر غلظت پروتئين و آمينواسيدها در طول ستون خاك است. اين پژوهش در خاك دو منطقه¬ي بادرود و فمي با دو بافت متفاوت (شن لومي و لوم شني) در حضور و عدم حضور گياهان گندم و گلرنگ انجام گرفت. تيمارهاي محلول¬هاي نانوذرات نقره و نيترات نقره در غلظت¬هاي 50 و 100 (ميلي¬گرم بر كيلوگرم خاك خشك) در طرح كرت¬هاي خرد شده در قالب بلوك هاي كامل تصادفي با دو تكرار به خاك¬هاي مورد نظر اضافه شد. نمونه برداري خاك پس از اتمام دوره¬ي رشد گياه از منطقه¬ي ريزوسفري گياه انجام شده و غلظت پروتئين و آمينواسيدهاي خاك اندازه¬گيري شد. به طور كلي كشت گياه در خاك موجب افزايش معني¬دار (05/0> p) غلظت پروتئين در خاك شد. با اين حال غلظت آمينواسيدهاي خاك در خاك تحت كشت گندم و گلرنگ به طور معني¬داري (05/0> p) نسبت به خاك شاهد (بدون كشت) كاهش يافت. در خاك بادرود كشت گياه گندم در خاك موجب افزايش معني¬دار (05/0> p) غلظت پروتئين خاك نسبت به خاك بدون كشت و تحت كشت گلرنگ در عمق¬هاي متفاوت شد. حداكثر پروتئين خاك در خاك تحت كشت گندم و در عمق 20 تا 30 سانتي¬متر مشاهده شد و اعمال تيمار نقره با غلظت ppm 50 افزايش معني¬دار (05/0> p) غلظت پروتئين خاك را در اين عمق نشان داد. اگرچه اعمال نيترات نقره با غلظت 100 ppm كاهش معني¬دار (05/0> p) پروتئين خاك را با افزايش عمق نشان داد. در خاك بادرود با افزايش عمق غلظت پروتئين خاك به طور معني¬داري (05/0> p) كاهش يافت. اگرچه تغييرات عمق بر غلظت پروتئين در خاك تحت كشت گندم تفاوت معني¬داري نشان نداد، افزايش عمق موجب كاهش معني¬دار (05/0> p) پروتئين در خاك تحت كشت گلرنگ شد. اين در حالي است كه افزايش عمق، كاهش معني¬دار (05/0> p) غلظت پروتئين خاك را در تيمارهاي بدون نقره و تيمارهاي حاوي نانوذرات نقره نشان داد. در خاك فمي، افزودن نيترات نقره، افزايش معني¬دار (05/0> p) غلظت پروتئين را به دنبال داشت. اين در حالي است كه افزودن نانوذرات نقره به اين خاك تفاوت معني¬داري (05/0> p) بر غلظت پروتئين خاك نداشت. در خاك بادرود نيز، بيشترين غلظت آمينواسيدهاي خاك در تيمار نيترات نقره مشاهده شد. اين در حالي است كه تيمار نانوذرات نقره تفاوت معني¬داري (05/0> p) در غلظت آمينواسيدهاي خاك نشان نداد و اعمال تيمار نقره در هر دو غلظت افزايش معني¬دار (05/0> p) آمينواسيدهاي خاك را نشان داد. به طور كلي تاًثير نانوذرات به نوع فرآيند تركيب مورد بررسي (پروتئين يا آمينواسيدها)، بافت خاك و نوع كشت بستگي دارد. مطالعات بيشتر به منظور تعيين مكانيسم¬هاي تأثيرگذاري چرخه¬ي نيتروژن خاك و نانوذرات نقره و نيترات نقره بر غلظت پروتئين و آمينواسيدها، در حضورگياه دراعماق مختلف خاك پيشنهاد مي-گردد.
چكيده انگليسي :
Soils are continuously exposed to large amounts of engineered nanoparticles, especially silver nanoparticles (AgNPs), which can affect soil microbial activities and nitrogen cycling. Tracking the consequences of NPs in natural systems would improve our understanding of their effects on the environment services. We hypothesized that (i) vegetation types would differ in their responses to Ag types and concentrations, (ii) these responses would be associated with changes in soil protein and amino acid concentrations, (iii) combined plant root systems and Ag types and concentrations would have offsetting effects on soil protein and amino acid concentrations. To test these hypotheses a greenhouse experiment was conducted in a factorial arrangement of treatments within randomized blocks design. The treatments included: 1) soil types (loamy sand and sandy loam), 2) root systems (non-planted, wheat with fibrous roots and safflower with taproot), 3) Ag types (no-Ag added, AgNPs of mean size 38.6 nm, and AgNO3), and 4) Ag concentrations (50 and 100 mg kg–1 soil). The plants were harvested 110 days after sowing, and soil samples were collected from root zone and non-planted soil and then the concentration of protein and amino acids in the soil was measured. The cultivation of plants in the soil increased the concentration of protein in the soil significantly (p < 0.05). However, the concentration of soil amino acids in the soil under wheat and safflower cultivation decreased. In Badoroud soil, the cultivation of wheat in the soil increased significantly (p > 0.05) in the soil protein concentration compared to the uncultivated soil and under safflower cultivation at different depths. The maximum soil protein was observed in the soil under wheat cultivation at a depth of 20 to 30 cm, and the application of silver treatment with a concentration of 50 ppm showed a significant (p > 0.05) increase of the soil protein concentration at this depth. Although the application of silver nitrate with a concentration of 100 ppm showed a significant (p > 0.05) decrease of soil protein with increasing depth. In Badoroud soil, soil protein concentration decreased significantly (p < 0.05) with increasing depth. Although changes in depth did not show a significant difference on protein concentration in the soil under wheat cultivation, increasing the depth caused a significant decrease (p < 0.05) of protein in the soil under safflower cultivation. In Fami soil, the addition of silver nitrate resulted in a significant (p < 0.05) increase in protein concentration. This is indespite that the addition of silver nanoparticles had no significant (p < 0.05) effect on the soil protein concentration. In Badoroud soil, the highest concentration of soil amino acids was observed in silver nitrate treatment. Meanwhile, the treatment of silver nanoparticles did not show a significant (p < 0.05) effect in the concentration of soil amino acids, and the application of silver treatment in both concentrations showed a significant increase (p < 0.05) of soil amino acids. In general, the effect of nanoparticles varied by the measured parameters (protein or amino acid), soil texture and type of cultivation. Further studies are required to determine mechanisms by which AgNP and AgNO3 affect soil nitrogen cycle in the present of plant under different soil depths.
