بررسی رشد اولیه گیاهچه سویا (glycine max) در پاسخ به غلظت‌های مختلف ترکیبات مس در گیاه مادری

مقدمه: استفاده از فناوری نانو در بسیاری از زمینه‌ها از جمله علوم کشاورزی رو به افزایش است و به موازات آن، رهاسازی این ذرات در محیط زیست نیز اجتناب ناپذیر است که ممکن است اثرات نامطلوبی بر گیاهان داشته باشد؛ بنابراین درک اثرات متقابل بین نانوذرات و گیاهان زراعی به عنوان جز اساسی همه اکوسیستم‌های کشاورزی اهمیت زیادی دارد. در این ارتباط، با کشت سویا در خاک دارای نانوذرات اکسید مس، مطالعه‌ای در مورد اثرات نانوذرات بر پتانسیل جوانه‌زنی و رشد اولیه بذرهای نسل دوم انجام گرفت. مواد و روش‌ها: به‌منظور ارزیابی اثرات تغذیه گیاه مادری سویا  با ترکیبات مس بر گیاهچه‌های حاصل از آن، دو آزمایش فاکتوریل (در محیط ژرمیناتور و گلدان) در قالب طرح کاملاً تصادفی در دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد در سال 1399 اجرا گردید. تیمارهای آزمایشی در گیاه مادری شامل ترکیبات مختلف مس (نانوذرات اکسید مس با اندازه‌های 25، 50 نانومتر و کلرید مس) و پنج غلظت ترکیبات مس (صفر، 50، 100، 200 و 500 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک) بودند که بذر حاصل از این تیمارها در شرایط کنترل شده و گلدان مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته‌ها: افزایش غلظت کلرید مس و نانواکسید مس (25 نانومتر) در گیاهان مادری به ترتیب باعث کاهش درصد جوانه‌زنی (25 و 78 درصد)، طول ریشه‌چه (56 و 82 درصد)، وزن ریشه‌چه (35 و 81 درصد)، طول ساقه‌چه (19 و 71 درصد)، وزن ساقه‌چه (32 و 73 درصد) و شاخص بنیه گیاهچه (49 و 94 درصد) بذرهای تولید شده گردید. ارزیابی گیاهچه‌های حاصل از سویای تغذیه شده با ترکیبات مختلف مس نیز نشان داد که در شرایط تغذیه با کلرید مس و نانواکسید مس در مقایسه با شاهد به ترتیب کاهش معنی‌داری در محتوای کلروفیل a (10 و 74 درصد)، کلروفیل b (38 و 49 درصد)، کاروتنوییدها (136 و 145 درصد)، طول ریشه (27 و 61 درصد)، ارتفاع گیاهچه (31 و 58 درصد)، سطح برگ (44 و 64 درصد) و وزن شاخساره (34 و 64 درصد) مشاهده شد. نتیجه‌گیری: به‌طور کلی نتیجه‌گیری می‌شود که سمیت ترکیبات مس موجود در ریزوسفر گیاه مادری برای بذرهای تولید شده با میزان غلظت رابطه مستقیم دارد؛ بنابراین در شرایط تغذیه گیاه مادری با نانو اکسید مس اثرات سمیت تشدید می‌شود و بذرهای تولید شده در این شرایط بنیه بذر ضعیفی دارند. جنبه‌های نوآوری: 1- تغذیه گیاه مادری سویا با نانوذرات اکسید مس رشد گیاهچه بذرهای تولید شده را کاهش می‌دهد. 2- کاهش اندازه نانوذرات اکسید مس اثر سمیت بیشتری بر جوانه‌زنی بذرهای تولید شده دارد. 3- اثرات سمیت نانوکسید مس تا مرحله گیاهچه‌ای تدوام دارد.

evaluating the initial growth of soybean (glycine max) seedlings in response to different concentrations of copper compounds in the maternal plant

introduction: the use of nanotechnology is increasing in many fields including agricultural sciences. concurrently, the release of these particles into the environment is inevitable, which may have adverse effects on plants. therefore, it is important to understand the interactions between nanoparticles and crops as an essential component of all agricultural ecosystems. in this regard, a study was conducted on the effects of nanoparticles on germination potential and initial growth of f2 seeds by cultivating soybean in soil containing copper oxide nanoparticles.materials and methods: to evaluate the nourishment effects of maternal soybean with copper compounds on its seedlings, two factorial experiments (in a growth chamber and pot) were conducted in a completely randomized design at the faculty of agriculture, shahrekord university in 2021. treatments in the maternal plant included different copper compounds (copper oxide nanoparticles with sizes of 25, 50 nm and copper chloride) and five concentrations of copper compounds (0, 50, 100, 200 and 500 mg/kg soil), and the seeds produced from these treatments were evaluated under controlled and pot conditions.results: an increase in the concentration of copper chloride and copper oxide nanoparticle (25 nm) in maternal plants reduced the germination percentage (25 and 78%), radicle length (56 and 82%), radicle weight (35 and 81%), plumule length (19 and 71%), plumule weight (32 and 73%) and seedling vigor index (49 and 94%) of produced seeds, respectively. the evaluation of soybean seedlings nourished with different copper compounds also showed the nourishment with copper chloride and copper oxide nanoparticle (25 nm) significantly decreased the content of chlorophyll a (10 and 74%), chlorophyll b (38, 49%), carotenoids (136 and 145%), root length (27 and 61%), seedling height (31 and 58%), leaf area (44 and 64%), and shoot weight (34 and 64%) compared to the control, respectively.conclusion: in general, it is concluded that the toxicity of copper compounds in the rhizosphere of the maternal plant for the produced seeds is directly related to the concentration. therefore, the toxic effects are intensified when the maternal plant is nourished with copper oxide nanoparticles, and the seeds produced under these conditions have poor vigor.highlights: 1. nourishment of the maternal soybean plant with copper oxide nanoparticles reduces the seedling growth of the produced seeds.2. reducing the size of copper oxide nanoparticles has a more toxic effect on the germination of produced seeds. 3. the toxic effects of copper oxide nanoparticles continue until the seedling stage.