بررسی تاثیر بیوچار، زیولیت و محلول پاشی نانو نقره بر عملکرد و اجزاء عملکرد آفتابگردان تحت آبیاری با آب فاضلاب

سابقه و هدف: آبیاری با آب های غیرمعتبر از جمله فاضلاب، به دلیل حضور مواد محلول و آلاینده های مختلف، می تواند تاثیرات منفی قابل توجهی بر رشد، عملکرد و سلامت گیاهان زراعی داشته باشد. هرچند استفاده مجدد از فاضلاب در کشاورزی به عنوان یک راهکار مقرون به صرفه برای صرفه جویی در منابع آب شیرین مطرح است، اما خطرات ناشی از عناصر سمی، بیماری زایی و تنش های فیزیولوژیکی برای گیاهان و محیط زیست، لزوم بهره گیری از روش های تعدیل کننده را ضروری می سازد. در این راستا، فناوری نانو و مواد اصلاح کننده خاک مانند زیولیت و بیوچار به عنوان ابزارهایی نوین برای کاهش اثرات نامطلوب و بهبود رشد گیاهان تحت شرایط تنش مورد توجه قرار گرفته اند.مواد و روش­ها: آفتابگردان (Helianthus annuus) به عنوان یکی از مهم ترین گیاهان روغنی جهان، به دلیل ارزش بالای اقتصادی و فنی دانه و روغن آن، از جایگاه ویژه ای در تولیدات کشاورزی برخوردار است. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر محلول پاشی نانو نقره در سطوح (صفر، ۶۰ و ۱۲۰ ppm)، کاربرد بیوچار (۹ تن در هکتار) و زیولیت (۹ تن در هکتار) بر صفات فیزیولوژیکی، مورفولوژیکی و عملکرد دانه و میزان روغن آفتابگردان تحت آبیاری با فاضلاب شهری انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در منطقه ورامین در سال زراعی ۱۳۹۷-۱۳۹۶ اجرا گردید.نتایج و بحث: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تیمار نانو نقره تاثیر معنی داری بر صفات فیزیولوژیکی از جمله کلروفیل a و b، کارتنوئیدها، محتوای نسبی آب برگ (RWC) و میزان پرولین داشت. با افزایش غلظت نانو نقره، به ویژه در سطح ۱۲۰ ppm، میزان کلروفیل a و b به طور قابل توجهی کاهش یافت که نشان دهنده آسیب به ساختار فتوسنتزی گیاه و القای تنش اکسیداتیو است. همچنین، میزان پرولین به عنوان یک ترکیب محافظ در برابر تنش، با اعمال نانو نقره کاهش یافت که می تواند نشانه اختلال در الگوی بیان پروتئین ها و مسیرهای متابولیکی فعال شده توسط اتیلن باشد. این یافته ها حاکی از آن است که نانو نقره در غلظت های بالا خود به عنوان یک عامل تنش زا عمل کرده و توانایی تحمل گیاه را تحت تاثیر قرار داده است. در مقابل، کاربرد بیوچار و زیولیت به تنهایی تاثیرات مثبتی بر صفات رشدی داشت. اثر اصلی بیوچار و زیولیت بر ارتفاع بوته به ترتیب در سطح ۵% و ۱% معنی دار بود و کاربرد این مواد باعث بهبود شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک و افزایش دسترسی ریشه به آب و مواد مغذی شد.در بررسی اثرات متقابل، مشخص گردید که عملکرد همزمان این تیمارها نقش مهمی در تعدیل اثرات نانو نقره دارد. اگرچه نانو نقره اثر منفی بر کلروفیل داشت، اما این اثر در حضور بیوچار و زیولیت به طور نسبی کاهش یافت، که نشان دهنده عملکرد محافظتی این مواد اصلاح کننده است. در مورد صفات عملکردی، تاثیر تیمارها کمتر بود. تعداد دانه در طبق، وزن هزار دانه و عملکرد دانه تحت تاثیر معنی دار تیمارهای آزمایشی قرار نگرفتند. با این حال، مهم ترین یافته مثبت پژوهش در خصوص کیفیت محصول بود. تیمار نانو نقره به عنوان یک "محرک" (elicitor) عمل کرد و باعث افزایش معنی دار در درصد روغن دانه شد. این اثر افزایشی در تیمارهای ترکیبی، به ویژه در ترکیب نانو نقره ۱۲۰ ppm با بیوچار، بیشترین مقدار را به خود اختصاص داد. زیولیت نیز در ترکیب با نانو نقره اثر افزایشی داشت. این نتایج نشان می دهد که القای تنش توسط نانو نقره ممکن است مسیرهای بیوسنتز متابولیت های ثانویه، از جمله لیپیدها، را فعال کرده و منجر به تجمع بیشتر روغن در دانه شود.نتیجه گیری: نتایج این مطالعه حاکی از آن است که اگرچه استفاده از نانو نقره در شرایط آبیاری با فاضلاب می تواند اثرات نامطلوبی بر صفات فیزیولوژیکی گیاه داشته باشد، اما کاربرد همزمان آن با مواد اصلاح کننده خاک مانند بیوچار و زیولیت قادر به تعدیل این اثرات منفی است. در عین حال، نانو نقره به عنوان یک عامل بهبود دهنده کیفیت محصول، با افزایش درصد روغن دانه، می تواند ارزش اقتصادی محصول آفتابگردان را افزایش دهد. بنابراین، استراتژی تلفیقی استفاده از نانو نقره همراه با بیوچار و زیولیت می تواند راهکاری موثر برای بهبود کیفیت محصول در کشت آفتابگردان با فاضلاب باشد، البته توجه به تاثیرات جانبی آن بر رشد گیاه اهمیت دارد.

کلیدواژه ها:

فاظلاب ، نانونقره ، بایوچار ، زیولیت ، کلروفیل ، آفتابگردان