شماره مدرك
19403
شماره راهنما
16791
پديد آورنده
حريري، آناهيتا
عنوان
تأثير نانوذرات اكسيد گرافن و نانوكمپوزيت اكسيد روي/اكسيد گرافن بر جوانهزني بذر، رشد گياهچه و برخي ويژگيهاي ريزوسفر گندم
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
شيمي، حاصلخيزي خاك و تغذيه گياه
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1402
صفحه شمار
هشت، 138ص. :مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
نانومواد , نانوذرات كربني , مواد بهساز خاك , آلودگي خاك , كيفيت خاك , سلامت خاك
تاريخ ورود اطلاعات
1403/02/10
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مديريت حاصلخيزي و زيست فناوري خاك
دانشكده
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1403/02/12
كد ايرانداك
23033484
چكيده فارسي
نانوفناوري يكي از مهمترين زمينههاي پژوهش در دنياي امروز است و باتوجه به كاربردهاي فراوان آن در صنايع مختلف ميزان توليد و استفاده از محصولات اين فناوري نوين همواره درحال افزايش است. نانوذرات اكسيد گرافن (GO) و نانوكمپوزيت اكسيدروي/اكسيد گرافن (ZnO/GO) از جمله نانوذراتي هستند كه بهدليل داشتن ويژگيهاي منحصر بهفرد مانند رسانايي الكتريكي، حرارتي و مكانيكي زياد، قدرت جذب و نگهداري آب، توجه بسياري از پژوهشگران را به خود جلب كردهاند. اين نانوذرات در شاخههاي علمي مختلف مانند پزشكي، داروسازي، كشاورزي، برق و شيمي كاربرد داشته و فرآوردههاي گوناگوني از آنها ساخته شده است. بنابراين بهدليل استفاده گسترده از نانوذرات GO و ZnO/GO درك و بررسي آثار حضور اين نانوذرات در محيط زيست ضروري است. اين پژوهش شاخصهاي جوانهزني بذر، رشد گياهچه و ريزوسفر گندم تحت تأثير غلظتهاي مختلف نانوذرات GO و ZnO/GO را مورد ارزيابي قرار داد. در آزمايش جوانهزني بذر، نانوذرات GO و ZnO/GO در هفت سطح غلظت صفر، 10، 50، 100، 250، 500 و 1000 ميليگرم در ليتر در سه تكرار به بذور گندم در پتري ديشها افزوده شده و شاخصهاي جوانهزني بررسي شدند. براي انجام كشت گلخانهاي نيز نانوذرات GO و ZnO/GO در هفت سطح غلظت صفر، 10، 50، 100، 250، 500 و 1000 ميليگرم در كيلوگرم در سه تكرار به گلدانهاي تحت كشت گندم افزوده شدند. ارتفاع و شاخص سبزينگي (SPAD) قبل از برداشت گياهان ثبت شد. پس از گذشت 40 روز، براي تعيين جرم خشك شاخساره و ريشه، گياهان برداشت و در آون خشك شدند. بهمنظور بررسي اثر نانوذرات و حضور ريشه بر شاخصهاي خاك، پس از برداشت گياهچهها، خاك ريزوسفري از غير ريزوسفري هر گلدان تفكيك و بهصورت جداگانه در ظرفهاي مخصوص هوا-خشك شدند. خاك بدون افزودن نانوذرات بهعنوان شاهد در نظر گرفته شد. در نمونههاي خاك مقادير pH، رسانايي الكتريكي، گنجايش تبادل كاتيوني، غلظت عناصر آهن، روي، مس، منگنز و نيكل قابل جذب، درصد كربن آلي، تنفس پايه، كربن زيستتوده ميكروبي، كسر متابوليكي، آبگريزي، پايداري خاكدانهها، رطوبت در مكش ماتريك kPa 10 (FC) و kPa 1500 (PWP) و رطوبت قابل استفاده گياه در خاك اندازهگيري شدند. نتايج نشان داد هر دو نوع نانوذرات GO و ZnO/GO در همه غلظتها باعث افزايش شاخصهاي جوانهزني بذر گندم شدند، بهگونهاي كه با افزايش غلظت نانوذرات درصد و سرعت جوانهزني بذور گندم افزايش يافته و ميانگين زمان لازم براي جوانهزني كاهش يافت. تا غلظت 250 ميليگرم در كيلوگرم از نانوذرات GO بهصورت صعودي بر ميزان سبزينگي برگ گياهچه گندم افزوده شد. نانوذرات ZnO/GO نيز در همه سطوح غلظتي باعث افزايش معنيدار سبزينگي برگ نسبت به شاهد شدند. بهطور كلي درصد كربن آلي خاك ريزوسفري و غير ريزوسفري با افزايش غلظت نانوذرات GO و ZnO/GO روندي صعودي داشت. بهطور كلي با افزايش غلظت نانوذرات GO و ZnO/GO تنفس پايه و كربن زيستتوده ميكروبي خاك افزايش يافتند. نانوذرات GO و ZnO/GO آبگريزي و پايداري خاكدانههاي خاك را افزايش دادند. آب قابل استفاده گياه در خاك با افزايش غلظت نانوذرات GO و ZnO/GO افزايش يافت. بهطور كلي ميتوان بيان كرد غلظتهاي كم از اين نانوذرات (10 تا 100 ميليگرم در كيلوگرم) باعث افزايش رشد گياهچه گندم، بهبود شرايط زيستي براي جامعه ميكروبي خاك و اصلاح ويژگيهاي فيزيكي خاك شده ولي غلظتهاي بيشتر ميتواند منجربه تاثير منفي بر ريزجانداران، سلامت خاك و رشد گياه شود.
چكيده انگليسي
Nanotechnology is one of the most important fields of research in today's world. The production of this new technology is witnessing a significant increase due to its diverse range of applications across various disciplines. Graphene oxide nanoparticles (GO) and zinc oxide/graphene oxide nanocomposite (ZnO/GO) have garnered considerable attention from researchers because of their unique properties such as high electrical, thermal and mechanical conductivities and significant water retention capacity. These nanoparticles are used in in various fields such as medicine, pharmaceuticals, agriculture, electric and chemistry. Therefore, given the extensive utilization of GO and ZnO/GO nanoparticles, it is essential to comprehensively explore the environmental implications associated with the presence of these nanoparticles. This research has evaluated the influence of different concentrations of GO and ZnO/GO nanoparticles on seed germination, seedling growth, and rhizosphere soil properties of wheat. In a seed germination test, wheat seeds were subjected to varying concentrations of GO and ZnO/GO nanoparticles ranging from zero to 1000 mg/L, in petri dishes. In a greenhouse experiment, GO and ZnO/GO nanoparticles were added to the wheat pots at seven concentration levels of zero, 10, 50, 100, 250, 500 and 1000 mg/kg in three replicates. The height and greenness index (SPAD) were recorded before harvesting the plants. After 40 days, the plants were harvested and subsequently dried in an oven to determine the dry mass of both the shoots and roots. To examine the impacts of nanoparticles and the influence of roots on soil health indicators, the rhizosphere soil was carefully separated from the non-rhizosphere soil in each pot, and dried separately in dedicated containers for further analysis. The soil without addition of the nanoparticles was considered as the control treatment. The following parameters were measured in the soil samples: pH values, electrical conductivity, cation exchange capacity, available concentrations of iron, zinc, copper, manganese and absorbable nickel, percentage of organic carbon, basal respiration, microbial biomass carbon, metabolic quotient, soil water repellency, percent of water-stable aggregates, water content at matric suctions 10 kPa (FC) and 1500 kPa (PWP) and plant available water (PAW). The results revealed that application of both GO and ZnO/GO nanoparticles, across all concentrations, led to an enhancement in the germination percentage and rate of wheat seeds. The greenness of wheat seedling leaves demonstrated an increase up to a concentration of 250 mg/kg of GO nanoparticles. Moreover, it was observed that ZnO/GO nanoparticles, across all concentration levels, significantly enhanced leaf greenness compared to the control group. The organic carbon contents of soil underwent an increase as the concentration of GO and ZnO/GO nanoparticles rose. GO and ZnO/GO nanoparticles also increased the soil water repellency and percent of water-stable aggregates in soil. Furthermore, the application of GO and ZnO/GO nanoparticles led to an increase in the plant available water of the soil. In general, by increasing concentration of GO and ZnO/GO nanoparticles, soil basal respiration and microbial biomass carbon increased. In conclusion, the findings suggest that low concentrations (10 to 100 mg/kg) of GO and ZnO/GO nanoparticles have the potential to positively impact the growth of wheat seedlings, improve the living conditions for the soil microbial community, and enhance physical characteristics of the soil. However, it is important to note that high concentrations of these nanoparticles may have detrimental effects on microorganisms, soil health, and plant growth.
استاد راهنما
مهران شيرواني جوزداني
استاد مشاور
مهدي بازرگاني پور , محمدرضا مصدقي
استاد داور
حسين خادمي موغاري , حميدرضا عشقي زاده