نانو اکسید گرافن موثر در رشد گیاه خیار

نانومواد کربنی به‌ علت داشتن ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاص، نقش زیادی در صنایع مختلف، حذف آلاینده‌ها از آب‌آلوده، صنایع غذایی و کشاورزی ایفا می‌کنند. نانو مواد کربنی شامل فولرن‌ها (Fullerene)، نانولوله‌های تک‌دیواره و چنددیواره، نانوذرات کربنی و گرافن‌ها هستند. یکی از جدیدترین شکل نانومواد کربنی، گرافن است که خود دارای فرم‌های مختلفی از جمله فرم اکسیدی است. نانو اکسید گرافن دارای ساختاری لایه‌ای از جنس کربن است که به‌علت داشتن خواص فوق‌العاده سطحی توانایی بالایی در جذب، انتقال و رهایش الکترون و ترکیبات یونی و مولکولی دارد. این خواص باعث‌شده تا نانو اکسید گرافن به ماده‌ای منحصربه‌فرد در صنایع مختلف از جمله کشاورزی (ژنتیک و اصلاح، کنترل آفات و بیماری‌ها، تغذیه گیاهی و صنایع غذایی و غیره) تبدیل شود.

در پژوهشی که توسط محبوبه جلالی، محمدهادی غفاریان مقرب، حسن عبداللهی مقدم و علی اکبر زارع انجام شد، آثار غلظت و زمان کاربرد نانو اکسید گرافن بر عملکرد فتوسنتزی و آنتی‌اکسیدانی خیار در شرایط گلخانه‌ای مورد ارزیابی قرار گرفت.

به‌علت نتایج ضد و نقیضی که درباره تأثیر نانو اکسید گرافن به‌عنوان یکی از مهمترین و جدیدترین اجزای خانواده نانومواد کربنی بر گیاهان وجود دارد، در این مطالعه تأثیر نانو اکسید گرافن بر میزان کلروفیل و فعالیت آنتی‌اکسیدانی گیاه خیار در شرایط گلخانه‌ای بررسی شد.

در این پژوهش، ریشه‌های نشاء خیار (Cucumis sativuss L.) رقم سلطان در محلول حاوی غلظت‌های مختلف نانو اکسید گرافن در پنج سطح در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در زمان‌های مختلف (۳۰ و ۶۰ دقیقه) قرار گرفتند.

در این آزمایش دو هدف ارزیابی تأثیر مقادیر مختلف نانو اکسید گرافن جذب سطحی‌ شده در سطح ریشه بر کارایی جذب عناصر غذایی در زمان‌های مختلف و تأثیر بر شاخص‌های فیزیولوژیک و فتوسنتزی گیاه در شرایط بهینه تغذیه‌ای مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج این پژوهش نشان داد که در زمان ۳۰ دقیقه با افزایش غلظت نانو اکسید گرافن، طول ریشه به‌طور معنی‌داری افزایش یافت، در حالی‌ که در زمان ۶۰ دقیقه تفاوت معنی‌داری در طول ریشه بین غلظت‌های مختلف نانو اکسید گرافن مشاهده نشد، اما به‌طور کلی تیمار نانو اکسید گرافن باعث افزایش معنی‌دار طول ریشه نسبت به تیمار شاهد شد.

همچنین در پژوهش‌های دیگر کاهش شدید طول ریشه کلم، گوجه‌فرنگی و اسفناج نسبت به گیاهان شاهد در غلظت‌های ۵۰۰ و ۱۰۰۰ میلی‌گرم بر لیتر گرافن توسط Begum و همکاران گزارش شده است.همچنین، Jiao و همکاران تأثیر منفی غلظت‌های بیشتر از ۲۰ میلی‌گرم بر لیتر نانو اکسید گرافن بر رشد طولی ریشه برنج را گزارش کرده اند. البته این تفاوت در نتایج ممکن است به‌علت تفاوت در روش‌های مختلف کشت و شیوه استفاده از نانو اکسید گرافن (تلقیح بذر با نانو اکسید گرافن و یا تیمار ریشه گیاهچه با نانو اکسید گرافن) باشد.

با استفاده از تصاویر میکروسکوپی نشان داده شد که نانو اکسید گرافن با جلوگیری از تشکیل تارهای کشنده در ریشه باعث افزایش طولی رشد ریشه می‌شود. در واقع می‌توان فرض کرد که نانو اکسید گرافن باعث طویل شدن دیواره سلولی و پس آن باعث افزایش طول ریشه می‌شود. افزایش طول ریشه گیاه با افزایش نانو اکسید گرافن را می‌توان به افزایش سنتز جیبرلیک‌اسید نسبت داد؛ به‌طوری‌که جیبرلیک‌اسید در بافت‌های در حال رشد و نمو گیاه سنتز شده و باعث افزایش طولی سلول‌های گیاه می‌شود.

درنتیجه بنابر نتایج حاصله از این پژوهش می‌توان گفت که از غلظت‌های بهینه نانو اکسید گرافن می‌توان به عنوان تنظیم کننده و محرک رشد گیاه خیار استفاده کرد.

نتایج پژوهش «ارزیابی آثار غلظت و زمان کاربرد نانو اکسید گرافن بر عملکرد فتوسنتزی و آنتی‌اکسیدانی خیار در شرایط گلخانه‌ای» زمستان ۱۳۹۹ در نشریه زیست شناسی گیاهی ایران دانشگاه اصفهان منتشر شد.

منبع ایسنا