بررسی اثر نانوذرات اکسید آهن و اکسید آهن- سریم تولید شده به روش هم‌رسوبی بر پارامترهای رشد گیاه لوبیا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• رضا احمدی
• نگین جلیلی‌نژاد
• مطهره حلی

دانشکده فنی و مهندسی، گروه مواد و متالورژی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی قزوین

چکیده

در پژوهش حاضر نانوذرات اکسید آهن و اکسید آهن- سریم به روش هم‌رسوبی تولید و با تکنیک‌های XRD، SEM و DLS مشخصه‌یابی شدند. با تغییر pH محیط و غلظت سریم، نانوذرات اکسیدی با میانگین اندازه ذرات 4/18 تا nm 7/24 تولید شدند. با افزایش pH و غلظت OH^-، بدلیل نیروی دافعه ناشی از تجمع بارهای همنام منفی بر سطح جوانه‌ها و نانوذرات کوچک اولیه، میانگین اندازه و اندازه هیدرودینامیک ذرات کاهش یافت. سوسپانسیون‌های حاوی نانوذرات تولید شده با غلظت‌های مختلف برای آبیاری گیاه لوبیا استفاده شدند. نتایج بدست آمده نشان داد با افزایش غلظت نانوذرات، افزایش درصد سریم و کاهش اندازه میانگین نانوذرات، پارامترهای رشد گیاه لوبیا افزایش یافته است. کاهش میانگین اندازه ذرات اکسید آهن از 7/24 به nm 4/18 منجر به افزایش طول ساقه گیاه لوبیا به میزان 78% و وزن تر ساقه و برگ‌های گیاه لوبیا به میزان 26% شد. این اثرات احتمالا بدلیل فراهم شدن ریزمغذی‌های بیشتر برای رشد گیاه، امکان عبور راحت‌تر نانوذرات ریزتر از دیواره سلول ریشه گیاه لوبیا و اثرات مثبت گونه‌های فعال اکسیژن ناشی از حضور نانوذرات اکسید آهن- سریم است. همچنین استفاده از نانوذرات اکسید آهن- سریم به جای اکسید آهن منجر به افزایش طول ساقه گیاه لوبیا به میزان 68% و وزن تر ساقه و برگ‌های گیاه لوبیا به میزان 6/5% شد که بدلیل اثر مثبت سریم بر رشد گیاه است.

کلیدواژه‌ها

• اکسید آهن
• اکسید سریم
• لوبیا
• هم‌رسوبی

20.1001.1.20086156.1397.10.36.1.4

---

مراجع

• S. Siddiqi, A. Husen, Nanoscale Research Letters, 12, 2017, 92.
• Rastogi, M. Zivcak, O. Sytar, H.M. Kalaji, X. He, S. Mbarki, M. Brestic, Frontiers in Chemistry, 5, 2017, 78.
• Li, J. Hu, C. Ma, Y. Wang, C. Wu, C.J. Huang, Chemosphere, 159, 2016, 326.
• Asli, P.M. Neumann, Plant, Cell & Environment, 32, 2009, 577.
• Raliya, R. Nair, S. Chavalmane, W.N. Wang, P. Biswas, Plant Metallomics, 7, 2015, 1584.
• J. Dietz, S. Herth, Plant Nanotoxicology, 16, 2011, 582.
• Navarro, F. Piccapietra, B. Wagner, F. Marconi, R. Kaegi, Environmental Science & Technology, 42, 2008, 8959.
• Van Breusegem, J.F. Dat, Plant Physiology, 141, 2006, 384.
• C. Barrios, C.M. Rico, J. Trujillo-Reyes, I.A. Medina-Velo, J.R. Peralta-Videa, J. R., J.L. Gardea-Torresdey, Science of the Total Environment, 563, 2016, 956.
• Hossain, G. Mustafa, S. Komatsu, International Journal of Molecular Sciences, 16, 2015, 26644.
• Du, J.L. Gardea-Torresdey, R. Ji, Y. Yin, J. Zhu, J.R. Peralta-Videa, Environmental Science & Technology, 49, 2015, 11884.
• M. Rico, M.I. Morales, A.C. Barrios, R. McCreary, J. Hong, W.Y. Lee, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61, 2013, 11278.
• I. Morales, C.M. Rico, J.A. Hernandez-Viezcas, J.E. Nunez, A.C. Barrios, A. Tafoya, J.P. Flores-Marges, J.R. Peralta-Videa, J.L. Gardea-Torresdey, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61, 2013, 6224.
• L. Lopez-Moreno, G. De La Rosa, J.A. Hernandez-Viezcas, J.R. Peralta-Videa, J.L. Gardea-Torresdey, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58, 2010, 3689.
• M. Rico, A.C. Barrios, W. Tan, R. Rubenecia, S.C. Lee, A. Varela-Ramirez, J.R. Peralta-Videa, J.L. Gardea-Torresdey, Environmental Science and Pollution Research, 22, 2015, 10551.
• J. Zhao, Y. Sun, J.A. Hernandez-Viezcas, J. Hong, S. Majumdar, G.H. Niu, M. Duarte-Gardea, J.R. Peralta-Videa, J.L. Gardea-Torresdey, Environmental Science and Technology, 49, 2015, 2921.
• J. Zhao, Y. Sun, J.A. Hernandez-Viezcas, J. Hong, S. Majumdar, G.H. Niu, M. Duarte-Gardea, J.R. Peralta-Videa, J.L. Gardea-Torresdey, Environmental Science and Technology, 49, 2015, 2921.
• J. Zhao, Y. Sun, J.A. Hernandez-Viezcas, J. Hong, S. Majumdar, G.H. Niu, M. Duarte-Gardea, J.R. Peralta-Videa, J.L. Gardea-Torresdey, Environmental Science and Technology, 49, 2015, 2921.
• K. Mushtaq, Journal of Environmental Science and Health, 46, 2011, 1732.
• Martínez-Fernandez, D. Barroso, M. Komarek, Environmental Science and Pollution Research, 23, 2016, 1732.
• Shankramma, S. Yallappa, M.B. Shivanna, J. Manjanna, Applied Nanoscience, 6, 2016, 983.
• F. Iannone, M.D. Groppa, M.L. de Sousa, M.B. Fernandez van Raap, M.P. Benavides, Environmental and Experimental Botany, 131, 2016, 77.
• Rui, C. Ma, Y. Hao, J. Guo, Y. Rui, X. Tang, Q. Zhao, X. Fan, Z. Zhang, T. Hou, S. Zhu, Frontiers in Plant Science, 7, 2016, 815.
• Jeyasubramanian, U.U.G. Thoppey, G.S. Hikku, N. Selvakumar, A. Subramania, K. Krishnamoorthy, RSC Advances, 6, 2016, 15451.
• Hu, H. Guo, J. Li, Q. Gan, Y. Wang, B. Xing, Environmental Pollution, 221, 2017,199.
• Sheykhbaglou, M. Sedghi, M. Tajbakhsh Shishevan, R. Seyed Sharifi, Notulae Scientia Biologicae, 2, 2010, 112.
• Wang, X. Kou, Z. Pei, J.Q. Xiao, X. Shan, B. Xing, Nanotoxicology, 5, 2011, 30.
• G. Wu, L. Huang, J. Head, D.R. Chen, I.C. Kong, Y.J. Tang, Journal of Petroleum and Environmental Biotechnology, 3, 2012, 1.
• R. Peralta-Videa, J.A. Hernandez-Viezcas, L. Zhao, B.C. Diaz, Y. Ge, J.H. Priester, P.A. Holden, J.L. Gardea-Torresdey, Plant Physiology and Biochemistry, 80, 2014, 128.
• J. Yoon, J.I. Kwak, W.M. Lee, P.A. Holden, Y.J. An, Ecotoxicology and Environmental Safety, 100, 2014, 131.
• Wang, X. Liu, Z. Shi, R. Tong, C.A. Adams, X. Shi, Chemosphere, 147, 2016, 88.
• M.G. Nair, S.H. Kim, I.M. Chung, Acta Physiologiae Plantarum, 36, 2014, 2947.
• O. Dimkpa, J.E. McLean, D.E. Latta, E. Manangon, D.W. Britt, W.P. Johnson, M.I. Boyanov, A.J. Anderson, Journal of Nanoparticle Research, 14, 2012, 1.
• Musante, J.C. White, Environmental Toxicology, 27, 2012, 510.
• H. Atha, H. Wang, E.J. Petersen, D. Cleveland, R.D. Holbrook, P. Jaruga, M. Dizdaroglu, B. Xing, B.C. Nelson, Environmental Science and Technology, 46, 2012, 1819.
• D. Servin, M.I. Morales, H. Castillo-Michel, J.A. Hernandez-Viezcas, B. Munoz, L.J. Zhao, J.E. Nunez, J.R. Peralta-Videa, J.L. Gardea-Torresdey, Environmental Science and Technology, 47, 2013, 11592.
• Yang, F.S. Hong, W.J. You, C. Liu, F.Q. Gao, C. Wu, P. Yang, Biological Trace Element Research, 110, 2006, 179.
• W.C. Du, Y.Y. Sun, R. Ji, J.G. Zhu, J.C. Wu, H.Y. Guo, Journal of Environmental Monitoring, 13, 2011, 822.
• T.P. Frazier, C.E. Burklew, B. Zhang, Functional and Integrative Genomics, 14, 2014, 75.
• L. Yang, D.J. Watts, Toxicology Letters, 158, 2005, 122.
• D. Lin, B. Xing, Environment Pollution, 150, 2007, 243.
• A. Awasthi, S. Bansal, L. Jangir, G. Awasthi, K.K. Awasthi, K. Awasthi, Macromolecular Symposia, 376, 2017, 1.
• W. Mahakham, A.K. Sarmah, S. Maensiri, P. Theerakulpisut, Scientific Reports, 7, 2017, 8263.
• N. Tsi, M.Sc Thesis, Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima, 2016.
• P. Nair, I. Chung, Biotech, 7, 2017, 293.
• K. Ko, D. Koh, I. Kong, Nanomaterials, 7, 2017, 344.
• R. Ahmadi, A. Masoudi, H.R. Madaah Hosseini, N. Gu, Ceramics International, 39, 2013, 4999.
• C. Sciancalepore, F. Bondioli, T. Manfredini, A. Gualtieri, Materials Characterization, 100, 2015, 88.
• A. Nikitin, M. Fedorova, V. Naumenko, I. Shchetinin, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 441, 2017, 6.
• R. Ahmadi, M. Malek, H.R. Madaah Hosseini, M.A. Shokrgozar, M.A. Oghabian, A. Masoudi, N. Gu, Y. Zhang, Materials Chemistry and Physics, 131, 2011, 170.
• Y. Hadadian, D.R.T. Sampaio, A.P. Ramos, A.A.O. Carneiro, M. Mozaffari, L.C. Cabrelli, T.Z. Pavan, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 465, 2018, 33.
• S.R. Pandya, S. Patel, S. Bakshi, M. Singh, Applied Surface Science, 451, 2018, 1.
• G.V.M. Williams, T. Prakash, J. Kennedy, S.V. Chong, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 460, 2018, 229.
• R. Ahmadi, H.R. MadaahHosseini, A. Masoudi, H. Omid, R. Namivandi-Zangeneh, M. Ahmadi, Z. Ahmadi, N. Gu, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 424, 2013, 113.