Skip to main content
SUPERVISOR
Banafshe Khalili,Mehran Shirvani
بنفشه خلیلی (استاد مشاور) مهران شیروانی جوزدانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemeh Sajedi
فاطمه ساجدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Effect of silver nanoparticles on soil microbial activity and some physiological traits of the maize plant
Nanoparticles in nature are created by various natural biological and non-biological processes or human activities. Silver nanoparticles (Ag) are the most widely used nanoparticles in many medical, industrial, and consumer products. Therefore, Ag are expected to be widely distributed in the environment, affecting the living organisms. Also, the increasing entry of these nanoparticles into the soil may induce adverse effects on soil microbial activities and plants. This study was conducted in a completely randomized design with the aim of investigating the effects of Ag on soil microbial activity and some physiological traits of the maize plants. Silver nanoparticles, at nine levels of 0, 10, 50, 100, 250, 400, 600, 800, and 1000 µg/g soil, were added to pots containing maize plants with 4 replicates. Before harvesting the plants, fresh leaf samples were used to test the catalase enzyme activity. After 40 days of growth, the plants were harvested, oven-dried, and weighted. Silver concentration in the plant shoot and root were also measured. Soil samples were taken from the pots, air-dried, and stored at room temperature for measuring microbial respiration and mineralization rate of arginine. The results showed that the application of Ag decreased ( P 0.05) the arginine ammonification rate and microbial biomass carbon of the soil compared to those of the control. The addition of Ag had no significant effect on the soil basal respiration except for the 10 µg/g concentration, which slightly increased the basal respiration. The plants treated with 250 and 1000 µg/g of Ag showed significantly ( P 0.05) reduced shoot dry weight. Silver nanoparticles also significantly ( P 0.05) increased the activity of the catalase enzyme and the concentration of Ag in the shoots and roots of the plant. According to the results, Ag have some adverse effects on the soil microbial community and also cause oxidative stress in maize plants. Keywords : silver nanoparticles, corn plant, soil microbial activity, catalase enzyme.
نانوذرات به طور گسترده در طبیعت وجود دارند و توسط فرآیندهای زیستی و غیر زیستی یا فعالیت‌های انسانی ایجاد می‌شوند. ویژگی‌های منحصر به فرد نانوذرات منجر به کاربردهای تجاری آنها در زمینه‌های متفاوت صنعتی و کشاورزی می‌گردد. به دلیل خاصیت منحصر به فرد ضد میکروبی نانوذرات نقره، این ذرات یکی از پر مصرف‌ترین مواد در بین بیش از 250 محصول نانو هستند. در نتیجه کاربرد روزافزون و فراوان این مواد، نانوذرات نقره در محیط زیست انسان‌ها به طور گسترده منتشر می‌شود. هم چنین ورود درحال افزایش این نانوذرات به خاک موجب انباشت آنها در خاک و اثرات نامطلوب بالقوه آنها بر فعالیت و تنوع میکروبی خاک و کاهش عملکرد گیاهان می شود. این پژوهش در قالب طرح کاملا تصادفی با هدف بررسی تأثیرات نانوذرات نقره بر فعالیت میکروبی خاک و برخی شاخص‌های فیزیولوژیک گیاه ذرت انجام شد. نانوذرات نقره در 9 سطح غلظت 0، 10، 50، 100، 250، 400، 600، 800 و 1000 میکروگرم در گرم خاک و در 4 تکرار به خاک گلدان‌های تحت کشت ذرت اضافه گردید. قبل از برداشت گیاهان، جهت انجام آزمایش اندازه‌گیری آنزیم کاتالاز از نمونه‌های تازه برگ استفاده گردید. پس از 40 روز دوره رشد، نمونه‌های گیاهی برداشت شده و برای آزمایش اندازه‌گیری نقره در شاخساره و ریشه گیاه در آون خشک شدند. هم چنین، در نمونه‌های خاک تنفس میکروبی و سرعت معدنی شدن آرجینین اندازه گیری شدند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که به طور کلی اعمال نانوذرات نقره منجر به کاهش سرعت معدنی شدن آرجینین و کربن زیست توده میکروبی خاک نسبت به شاهد و باعث افزایش کسر متابولیکی شد. غلظت 10 میلی گرم بر کیلوگرم نانوذرات نقره سبب افزایش تنفس پایه میکروبی خاک نسبت به تیمار شاهد شد، در حالی که غلظت‌های بیشتر نانوذرات عمدتاً تأثیر کاهنده ولی غیرمعنی‌دار بر تنفس پایه میکروبی خاک داشتند. بعلاوه، نانوذرات نقره باعث کاهش وزن خشک گیاه گردید که بیش ترین کاهش در تیمار نانوذرات با غلظت 250 و 1000 میکروگرم در گرم خاک بود. نانوذرات نقره باعث افزایش معنی‌دار فعالیت آنزیم کاتالاز و غلظت نقره موجود در شاخساره و ریشه گیاه شد. با افزایش غلظت نانو نقره، مقدار فاکتور انتقال کاهش یافت. بیش ترین مقدار فاکتور انتقال در تیمار 10 میلی گرم بر کیلوگرم مشاهده شد. در توصیف پاسخ سرعت معدنی‌شدن آرجینین و کربن زیست توده میکروبی خاک به غلظت‌های نقره در خاک، مدل غلظت- پاسخ 2-4 به خوبی برازش داده شد. مقادیر ED 50 تخمین زده شده برای سرعت معدنی‌شدن آرجینین 6/624 و برای زیست توده میکروبی در حدود 4/665 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک بدست آمد. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد نانوذارت نقره می توانند از طریق اثر بر جمعیت میکروبی بر کیفیت بیولوژیکی خاک موثر بوده و همچنین باعث بروز تنش اکسیداتیو در گیاه ذرت شوند. کلمات کلیدی: سمیت نانو نقره، گیاه ذرت، جمعیت میکروبی خاک، آنزیم کاتالاز

ارتقاء امنیت وب با وف بومی