Soil and Plant Interactions
روابط خاک و گیاه
Journal of Soil and Plant Interactions -Isfahan University of Technology
http://jspi.iut.ac.ir
18
agent2
2783-5014
2783-5286
fa
jalali
1401
9
1
gregorian
2022
12
1
13
3
online
1
fulltext
fa
اثر سطوح مختلف نانوذرات دیاکسید تیتانیوم در خاک بر شاخصهای رشد گیاه سورگوم
The Effect of Different Levels of Titanium Dioxide Nanoparticles in Soil on Sorghum Growth Characteristics
بیوژئوشیمی آلایندهها در سیستم خاک-گیاه
Biogeochemistry of contaminants in soil-plant system
پژوهشي
Research
تولید نانوذرات دیاکسید تیتانیوم (TiO<sub>2</sub> NPs) و کاربرد آنها بهطور گستردهای در جنبههای مختلف علوم گیاهی و پالایش محیط زیست در حال افزایش است. پاکسازی خاک به کمک TiO<sub>2</sub> NPs با هدف به حداقل رساندن میزان سمیّت آنها در گیاهان نیازمند داشتن دانش کافی در رابطه با وضعیت حضور این نانوذرات در خاک است. مقادیر زیاد نانوذرات ممکن است اثر بازدارنده بر رشد گیاهان کشت شده در خاکهای تحت تأثیر این نانوذرات داشته باشد. هدف اصلی این پژوهش بررسی اثر سطوح مختلف TiO<sub>2</sub> NPs بر رشد سورگوم (<em>Sorghum bicolor</em>) در خاک و سرنوشت این نانوذرات در گیاه بود. بذرهای سورگوم در گلدانهای پلاستیکی حاوی غلظتهای مختلف این نانوذرات کاشته شد. سورگوم دارای توان تحمل حضور نانوذرات دیاکسید تیتانیوم در خاک بود، درحالیکه افزودن غلظتهای بیشتر آن (800 و 1000 میلیگرم در کیلوگرم خاک) بر جوانهزنی بذر و رشد گیاه اثر منفی داشت. نتایج نشان داد که غلظت تیتانیوم در اندامهای سورگوم تحت تیمار با نانوذرات در مقایسه با گروه شاهد افزایش یافته است. تجمع قابل توجهی از تیتانیوم در ریشه نسبت به اندام هوایی در همه تیمارها یافت شد. بیشترین گنجایش انباشت زیستی کل تیتانیوم در سورگوم برابر با 21/32 میلیگرم در گلدان بود که در تیمارهای ۵۰۰ میلیگرم بر کیلوگرم نانوذرات بهدست آمد. در این پژوهش سمیّت مقادیر بیشتر TiO<sub>2</sub> NPs در گیاهان مشاهده شد. نتایج نشان داد گیاه سورگوم از مقاومت قابل قبولی در حضور غلظتهای کم تا متوسط این نانوذرات و نیز توان جذب زیاد این مواد برخوردار است، ولی کاربرد غلظتهای زیاد TiO<sub>2</sub> NPs به خاک آثار منفی بر شاخصهای رشد سورگوم دارد. انتخاب و کاربرد مقادیر مناسب نانوذرات سبب افزایش توانایی استخراج گیاهی شده و هم از آثار منفی آن بر گیاهان آسیبدیده جلوگیری میکند.<br>
<span style="font-size:11pt"><span style="line-height:150%"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span dir="LTR" style="font-size:10.0pt"><span style="line-height:150%"></span></span></span></span></span></span></span>
<span style="font-family:Tahoma;"><span style="font-size:12pt"><span style="font-size:11.0pt"><span style="color:black">Titanium dioxide nanoparticles (TiO<sub>2</sub> NPs) are being used widely for different purposes such as plant science and environmental remediation. Soil remediation using TiO<sub>2</sub> NPs with the aim of minimizing their toxicity in plants requires sufficient knowledge about the fate of these nanoparticles in the soil. Excessive amounts of nanomaterials may pose inhibitory effects on the growth of plants cultivated in TiO<sub>2</sub> NPs-affected soils. The main aim of this study was to investigate the effect of different levels of TiO<sub>2</sub> NPs in soil on sorghum (<i>Sorghum bicolor</i>) growth and the fate of these nanoparticles in plants. Sorghum seeds were sown in plastic pots containing different concentrations of TiO<sub>2</sub> NPs. Sorghum was found to be a tolerant plant species in the presence of TiO<sub>2</sub> NPs in soil; however, addition of higher doses of TiO<sub>2</sub> NPs (i.e., 800 and 1000 mg kg<sup>-1</sup> soil) adversely affected seed germination and plant growth. Results indicated that the total titanium (Ti) contents in sorghum treated with nanoparticles increased compared to the control. Significantly higher accumulation of Ti in the root compared to the shoot of sorghum was observed in all of the treatments. Results indicated that the total Ti contents in the plants treated with TiO<sub>2</sub> NPs were higher than those in control, with the highest Ti accumulation capacity of 21.32 mg per pot obtained in the soil treated with 500 mg kg<sup>-1</sup> TiO<sub>2</sub> NPs. Toxicity of higher doses of TiO<sub>2</sub> NPs to the plants was observed in this study. The results showed that sorghum has an acceptable tolerance in the low to moderate concentrations of TiO<sub>2</sub> NPs, whereas the high concentrations of these nanoparticles have inhibitory effects on the sorghum growth. Selection and application of proper doses of nanomaterials may prevent their negative effects on affected plants, while promoting the plant phytoextraction ability.</span></span></span></span><br>
استخراج گیاهی, پالایش محیط زیست, رشد گیاه, سمیّت, نانوذرات.
Environmental remediation, Phytoextraction, Plant growth, Nanoparticles, Toxicity.
47
61
http://jspi.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2060-1&slc_lang=fa&sid=1
A.
Daryabeigi Zand
علی
دریابیگی زند
adzand@ut.ac.ir
1800319475328460012514
1800319475328460012514
Yes
Department of Environmental Planning, Management & Education, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran.
گروه برنامهریزی، مدیریت و آموزش محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران
A.
Vaezi Heir
آذر
واعظی هیر
azar.vaeziheir@ut.ac.ir
1800319475328460012515
1800319475328460012515
No
Department of Environmental Planning, Management & Education, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran.
گروه برنامهریزی، مدیریت و آموزش محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران