تأثیر نانو‌ذرات نقره بر کیفیت رویش جوانه‌زنی بذر درخت کاج جنگلی (Pinus sylvestris) در خاک و آب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی ‌‌واحد کرج، گروه خاک‌شناسی، کرج، ایران

2 استادیار، عضو هیئت علمی ‌‌دانشگاه آزاد اسلامی ‌‌واحد کرج، گروه صنایع چوب، کرج، ایران

3 استادیار، عضو هیئت علمی ‌‌مؤسسۀ تحقیقات آب و خاک، گروه خاک‌شناسی، کرج، ایران

چکیده

هدف این تحقیق بررسی تأثیر نانو‌ذرة نقره بر درصد و سرعت جوانه‌زنی و نیز پتانسیل غشای سلولی بذر کاج جنگلی[1] است. به‌‌همین منظور، بذور مذکور با غلظت‌‌‌‌‌های 0 (شاهد)، 10، 20، 40، 80 و 100 میلی‌‌گرم در کیلوگرم در محیط خاکی، و با غلظت‌‌‌‌‌های 0 (شاهد)، 10 و 20 میلی‌‌گرم در لیتر در محیط آبی، تیمار شدند. بنابر نتیجة این تحقیق، در محیط خاکی آثار بازدارندگی نانو‌ذرة نقره برای درصد و سرعت جوانه‌زنی در غلظت 80 میلی‌‌گرم در کیلوگرم خاک شروع شد و پتانسیل غشای سلولی از غلظت مذکور افزایش نشان داد. در محیط آبی درصد جوانه‌زنی و نیز سرعت جوانه‌زنی از غلظت 10 میلی‌‌گرم در لیتر کاهش و پتانسیل غشای سلولی افزایش یافت. با مقایسۀ نتایج در محیط‌‌‌‌‌های آبی و خاکی مشاهد شد که آثار بازدارندگی نانو‌ذرات نقره در محیط آبی (در مقایسه با محیط خاکی) می‌‌تواند از غلظت‌‌‌‌‌های بسیار پایین شروع شود. این نتیجه می‌‌تواند به‌‌دلیل وجود عواملی چون ذرات کلوئیدی مانند رس و مواد آلی در خاک باشد که باعث هماوری‌‌شدن این ذرات شده است. به‌‌طور کلی، به‌‌نظر می‌‌رسد در محیط‌‌‌‌‌های آبی مسمومیت سریع‌‌تر و شدیدتر از محیط خاکی اتفاق می‌‌افتد که البته تحقیقات بعدی برای اثبات این فرضیه لازم ‌‌است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Argent Nanoparticles on Seed Germination of Pinus sylvestris in Soil and Aqueous Suspension

نویسندگان [English]

  • Maryam Ghadiri 1
  • Vilma Bayramzadeh 2
  • Mohammad Hossein Davoudi 3
1 M. Sc., Department of Soil Sciences, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, I.R. Iran
2 Assistant Professor, Department of Wood Sciences, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, I.R. Iran
3 Assistant Professor, Department of Soil Sciences, Soil and Water Research Institute, Karaj, I.R. Iran
چکیده [English]

The potential environmental toxicity of argent nanoparticles (AgNP) was evaluated on germination
characteristics of Pinus silvystris seeds. Seeds were exposed to different concentration of argent
nanoparticles in soil and aqueous suspension (0, 10, 20, 40, 80 and 100 mg/kg soil and 0, 10, 20 mg/L
water). The seed germination percentage, the speed of seed germination and cell membrane stability
were calculated. The inhibitory effects of argent nanoparticles were observed for seed germination
percentage, the speed of seed germination and cell membrane stability at 80 mg/kg soil. Conversely,
the inhibitory effects were observed for seed germination characteristics in aqueous suspension at very
low concentrations (at 10 mg AgNP /L water). The obtained different results in soil and aqueous
suspension could be due to absorption and aggregation of argent nanoparticles in the soil, which can
modify their mobility, bioavailability and possibly their ecotoxicity. According to the results, further
researches are needed to identify the ecotoxicolgical effects of argent nanoparticles using abundantly
for industrial and common use.

کلیدواژه‌ها [English]

  • aqueous suspension
  • Pinus sylvestris
  • seed germination
  • Silver nanoparticles
  • soil
[1]. Yin, L., Cheng, Y., Espinasse, B., P. Colman, B., and Auffan, M. 2011. The effects of silver nanoparticals on Lolium multiflorum. Environmental Science &Technology. 45(6). 2360-2367.

[2]. Guzman, K. A. D., Taylor, M. R., and Banfield, J. F. (2006). Environmental risks of Nanotechnology. National nanotechnology initiative funding. Environmental Science & Technology, 40:1401-1407.

[3]. Nel, A., Xia, T., Madler, L., and Li, N. (2006). Toxic potential of materials at the nano level. Science, 311: 622-627.

[4]. El-Temsah, Y. S., and J. Joner, E. (2010). Impact of Fe and Ag nanoparticles on seed germination and differences in bioavailability during exposure in aqueous susoension and soil. Environmental Toxicology, 27:42-49.

[5]. Hong, F. H., Zhou, J., Liu, C., Yang, F., Wu, C., Zheng, L., and Yang, P. )2005). Effect of nano-TiO2 on photochemical reaction of chloroplasts of spinach. Biological Trace Element Research, 105:269–279.

[6]. Klaine, S. J., Alvarez, P. J. J., Batley, G. E., Fernandes, T. F., Handy, R. D., Lyon, D. Y., Mahendra, S., McLaughlin, M. J., and Lead, J. R. (2008). Nanomaterials in the environment: Behaviour, fate, bioavailability and effects. Environmental Toxicology & Chemistry, 27:1825–1851.

[7]. Liyan, Y., Yingwen, Ch., Bnjamin, B., Benjamin, P. C., and Melanie, A. (2011). The effects of silver nanoparticals on Lolium multiflorum. Environmental Science &Technology, 45:2360-2367.

[8]. Lok, C. N., Ho, C. M., Chen, R., He, Q. Y., Yu, W. Y., Sun, H. Z., Tam, P. K. H., Chiu, J. F., and Che C. M. (2006). Proteomic analysis of the mode of antibacterial action of silver nanoparticles. Journal of Proteome Research, 5: 916-924.

[9]. Navarro, E., Piccapietra, F., Wagner, B., Marconi, F., Kaegi, R., Odzak, N., Sigg, L., and Behra, R. (2008). Toxicity of silver nanoparticles to chlamydomonas reinhardtii, Environmental science & Technology, 42:8959-8964.

[10]. Nowack, B., and Bucheli, T. D. (2007). Occurrence, behaviour and effect of nanoparticles in the environment. Environmental Pollution, 150:5–22.

[11]. Seif- Sahand, M., Sorooshzadeh, A., H. Rezazadeh, S., and Naghdibadi, H. A. (2010). Effect of nano silver and silver nitrate on seed yield of borage. Medicinal Plants Research, 5:171-175.

[12]. Stampoulis, D., Sinha, SK., and White, JC. 2009. Assay dependent phytotoxicity of nanoparticals to plant. Environmental Science &Technology, 43: 9473-9479.

[13]. Kumari, M., Mukheriee, A., and Ghandrasekaran, N. (2009). Genotoxicity of silver nanopartical in Allium cepa. US Ntianal Library of Medicine, National institutes of Health, 7:435-442.

[14]. Yin, L., Cheng, Y., Espinasse, B., P. Colman, B., and Auffan, M. 2011. The effects of silver nanoparticals on Lolium multiflorum. Environmental Science &Technology, 45(6). 2360-2367.

[15]. Wm, L., Jinll, K., and Youn-Joo, A. (2012). Effect of silver Nanoparticals in crop plants Phaseolus radiates and sorghum bicolour: Media effect on phytotoxicity. Chemosphere, 86: 491-499.

[16]. Oughton, D. H., Hertel-Aas, T., Pellicer, E., Mondoza, E., and Joner, E. J. (2008). Neutron activation of engineered nanoparticles as a tool for tracing their environmental fate and uptake in organisms. Environmental Taxicology & Chemistry, 27: 1883-1887.

[17]. Osareh, M. H., and Shareat., A. (1387). Salinity resistance in germination stag and growth stage in some Eucalyptus species. Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources, 15: 47-61.

[18]. Richards, L. A. (1954). Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. U. S. D. A Handbook 60.

[19]. Gee, G. W., and Bauder, J. W. (1986). Particle size analysis. In: A Klute (ed). Methods of soil Analysis, Part 1. Agronomy, 9: 383-411.

[20]. Welklev, A., and Black, I. E. (1934). An examination of the Degtjareff method for three determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37: 29-38.

[21]. Ellis, R. H., hory, T. P., and Roberts, E. H. (1980). Towards a rational basis for testing seed quality. In Hebblethwaite. P. D. (ed). Seed Production. Butter wortheLanden, pp. 605-635.

[22]. Shezhi, M., Sagedi, N., and Jiereani, M. (1388). Effects of water deficit on agrophysiological traits hybrids of Maiza. Scientific Information Database, 3: 275-286.

[23]. Samuel, N. L. (2008). Silver Nanotchnologies and the Environment. Project on Emerging Nanotechnologies, 15: 10-57.

[24]. Bliss, R. D., Platt-Aloia, K. A., and Thomas, W. W. (1984). Effects of salts on cell membranes of germinating seeds. California Agriculture, 34: 24-25.