اثر نانوذره های تیتانیوم دی‌اکسید بر تنژگی و شاخص های رشد بذر بلوت در تنش خشکی

در سال‌‌های اخیر بخش‌‌های بزرگی از جنگل‌‌های زاگرس به دلیل بحران زوال بلوت از بین رفته و موجودیت بخش‌‌های بیشتری از آن به مخاطره افتاده و ساختار توده‌‌های جنگل دستخوش تغییرهایی ناخوشایند شده است. یافتن راهکارهایی برای افزایش توان استقرار نهال‌های جدید در عرصه می تواند کمکی در زمینه احیای دوباره جنگل باشد. در این پژوهش از پتانسیل نانوذره‌های تیتانیوم دی‌‌اکسید برای کاهش اثرهای مخرب تنش خشکی بر بذر بلوت استفاده شد. تنش خشکی یکی از مهم‌‌ترین عوامل در محدودیت تنژگی گیاهان است. تیمارهای اعمال شده شامل 4 سطح نانوذره های تیتانیوم (صفر، 10، 50 و 100 میلی‌‌گرم در لیتر) و 4 سطح تنش خشکی (صفر، 3، 6 و 9 بار) اعمال شده توسط پلی‌‌اتیلن‌‌گلایکول 6000، بود. سطح صفر در هردو تیمار به‌‌عنوان تیمار شاهد درنظرگرفته شد. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کامل تصادفی با دو عامل و سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که تنش خشکی به‌ویژه در سطوح بالا بر بیشتر فاکتورهای رشدی اثر منفی داشته است. تنش خشکی بالای 6 بار اثر منفی بر رشد ریشه داشت و تیمار 50 میلی گرم در لیتر تیتانیوم دی اکسید با تنش خشکی 3 بار بیشترین وزن تر ریشه (3/ 7228 میلی گرم) و بیشترین طول ریشه(33/ 127 میلی متر) را ایجاد کرد. سطوح بالای تنش خشکی شمار و سطح برگ‌ها را کاهش داد. اگرچه بین تیمارهای نانوذره اختلاف آماری معنی‌داری در طول ساقه‌چه و شمار برگ‌ها وجود نداشت اما تیمار 50 میلی گرم در لیتر نانوذره مقدار عددی بیشتری نسبت به دیگر تیمارها داشت. یافته‌ها نشان داد که بیشترین درصد تنژگی و پیدایش گیاهچه در غلظت 50 میلی گرم در لیتر نانوذره و سطوح صفر و 3 بار تنش خشکی و کم ترین درصد پیدایش در تیمار بدون نانوذره و سطح 9 بار تنش خشکی حاصل شد. برهمکنش نانوذره ها و تنش خشکی در سطح یک درصد بر تغییرات قطر طوقه معنی‌دار بود. غلظت 50 میلی گرم در لیتر نانوذره در سطح 6 بار تنش خشکی قطر طوقه را به‌طور میانگین 63/ 2 میلی متر نسبت به شاهد افزایش داد. بیشترین شمار ریشه‌های جانبی در غلظت 50 میلی گرم در لیتر و سطح 3 بار تنش خشکی به‌دست آمد. یافته‌ها نشان داد زمانی که تیمار نانوذره همراه با تنش خشکی به کار رفته است گیاه آستانه تحمل تنش خود را برای زیوایی بهتر در شرایط تنش افزایش داده است. بر اساس یافته‌های این پژوهش می توان بیان نمود که غلظت 50 میلی گرم در لیتر نانو ذره مناسب ترین تیمار برای بهبود مشخصات ریشه و کاهش اثر تنش خشکی در گیاه بلوت است. پژوهش حاضر نخستین پژوهش انجام شده روی اثر تیمار نانو ذره بر ویژگی‌های رویشی بذر بلوت است.

Effects of titanium dioxide nanoparticles on germination and growth indices of oak acorns under drought stress

The crisis of oak decline in recent years has destroyed big sections of the Zagros forests, and altering the structure of the forest masses. Finding ways to restore deforested forests and increase the ability to deploy new seedlings in the field can help reforest. In this study, the potential of titanium dioxide nanoparticles was used to modify the damaging effects of drought stress on oak seed. Drought stress is one of the most important factors in limiting the seed germination of plants. Treatments consisted of 4 levels of titanium nanoparticles (0, 10, 50 and 100 mg L1) and 4 levels of drought stress (0, 3, 6 and 9 bar) applied by polyethylene glycol 6000. Zero levels in both treatments were considered as the control treatment. The experiment was conducted as a factorial experiment in a completely randomized design with two factors and three replications. Analysis of variance showed that drought stress had a negative effect on most growth factors, especially at high levels. Drought stress above 6 bar, had a negative effect on root growth and treatment of 50 mg L1 titanium dioxide with 2 bar of drought stress caused the highest root fresh weight (7228.3 mg) and maximum root length of 127.33 mm. High drought stress levels decreased leaf number and leaf area. Although there were no significant differences between the treatments of nanoparticles on stem length and number of leaves, treatment with 50 mg L1 nanoparticles had higher numerical value than others. The results showed that the highest germination percentage and seedling emergence were obtained at the concentration of 50 mg L1 of TiO2 and drought stress in 0 and 3 bar, and the lowest germination percentage was observed at notreatment and drought stress in 9 bar. The interactions between nanoparticles and drought stress at the 1% level were significant for the crown diameter changes. The concentration of 50 mg L1 nanoparticles at the drought stress in 6 bar, increased the crown diameter by about 2.63 mm on average. The highest number of lateral roots was obtained at a concentration of 50 mg L1 and a 3 bar of drought stress. The results showed that when the nanoparticles were treated with drought stress, the plant increased its stress tolerance threshold for better survival under stress conditions. Based on the findings of this study, it can be concluded that a concentration of 50 mg L1 nanoparticles is the most suitable treatment for improving root characteristics and moderating drought stress effect on oak. The present study is the first study of nanoparticle treatment on vegetative characteristics of oak seed.