فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه: تغییرات اقلیمی، گسترش آلاینده‌ها و کاهش بازدهی محصولات کشاورزی، همراه با استفاده بی‌رویه از کودهای شیمیایی، چالش‌های جدی برای محیط‌زیست و سلامت انسان ایجاد کرده‌اند. از این­رو، تولید کودهای کارآمد و کم‌خطر با اثرات زیست‌تخریب‌پذیری کمتر، به یک ضرورت تبدیل شده است. در این راستا، فناوری نانو با ارائه نانوکودها، پتانسیل بالایی برای افزایش رشد و عملکرد گیاهان دارد. هیدروچار، به­عنوان یک ماده کربنی غیرسمی و سازگار با محیط‌زیست، می‌تواند به­عنوان بستری مناسب برای رهاسازی کنترل‌شده عناصر غذایی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، استفاده از پسماندهای گیاهی مانند پوست میوه برای سنتز هیدروچار، رویکردی مبتنی بر اقتصاد چرخشی و توسعه پایدار است. این پژوهش با هدف سنتز نانوکود بر پایه هیدروچار حاصل از پسماند گیاهی و اصلاح شده با نانوذرات اکسید روی (ZnO) و ارزیابی اثرات آن بر رشد و پاسخ‌های فیزیولوژیکی گیاه گندم انجام شد.مواد و روش‌ها: هیدروچار اصلاح شده با نانوذره روی (نانو کود) با استفاده از پسماند پوست نارنگی و نانوذرات اکسید روی به روش هیدروترمال سنتز شد. ویژگی‌های نانوساختاری نانوکود با استفاده از تکنیک‌های FESEM، FTIR، XRD و UV-Vis مورد بررسی قرار گرفت. سپس اثرات سطوح مختلف نانوکود (۰، ۲۰ و ۴۰ میلی‌گرم در لیتر) بر گیاه گندم رقم پیشگام در شرایط کشت هیدروپونیک به مدت ۲۱ روز مورد مطالعه قرار گرفت. سنتز نانوذرات و بررسی اثر آن­ها بر پاسخ های اولیه گیاه گندم،  به‌صورت طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در سال 1402 در آزمایشگاه فیزیولوژی گیاهی دانشگاه رازی کرمانشاه انجام گردید. پارامترهای رشدی (طول و وزن تر ریشه و بخش هوایی)، محتوای رنگیزه‌های فتوسنتزی (کلروفیل a، b، کل و کاروتنوئیدها)، محتوای پراکسید هیدروژن و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی (کاتالاز و پراکسیداز) اندازه‌گیری شدند.یافته‌ها: نتایج آنالیزهای FESEM، FTIR، XRD و UV-Vis سنتز موفقیت‌آمیز نانوکود هیدروچار اصلاح‌شده با نانوذرات اکسید روی را تأیید می‌کنند. تصاویر FESEM توزیع یکنواخت نانوذرات کروی ZnO با اندازه تقریبی ۲۰ نانومتر بر روی بستر نانورشته‌ای هیدروچار را نشان داد. طیف‌های FTIR حضور گروه‌های عاملی مختلف مانند هیدروکسیل و کربوکسیل و همچنین پیوند Zn-O را تأیید کردند. الگوی XRD وجود فاز کریستالی نانوذرات ZnO و ساختار آمورف هیدروچار را نشان داد. غلظت ۴۰ میلی‌گرم بر لیتر نانوکود بیشترین تأثیر را بر رشد گیاه داشت، در حالی­که غلظت ۲۰ میلی‌گرم بر لیتر بیشترین افزایش را در رنگدانه‌های فتوسنتزی ایجاد کرد. این پاسخ دوگانه و وابسته به غلظت، نشان‌دهنده یک تنظیم فیزیولوژیک پویا است که در آن گیاه راهبرد خود را از بهینه‌سازی فتوسنتز در غلظت پایین، به سمت تسریع رشد و فعال‌سازی دفاع در غلظت بالاتر تغییر می‌دهد. کاربرد نانوکود روی، سیستم دفاع آنتی‌اکسیدانی گندم را به‌طور چشمگیری فعال ساخت. در غلظت ۴۰ میلی‌گرم بر لیتر، محتوای پراکسید هیدروژن در ریشه و در بخش هوایی به­طور معنی­داری افزایش یافت که به‌موازات آن، فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و پراکسیداز نیز در هر دو اندام افزایش پیدا کرد. نانوکود روی با ایجاد یک تنش اکسیداتیو خفیف، سطح پراکسید هیدروژن را به­عنوان یک پیام‌رسان افزایش داد. گیاه در پاسخ، با افزایش همزمان و متناسب فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان، یک سازگاری هورمتیک ایجاد کرد که تعادل پویایی بین تحریک رشد و خنثی‌سازی تنش برقرار نمود.نتیجه‌گیری: نانوکود روی با ایجاد تنش اکسیداتیو خفیف و افزایش سطح پیام‌رسان پراکسید هیدروژن، سیستم آنتی‌اکسیدانی گندم را فعال کرد. گیاه در پاسخ، با افزایش فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و پراکسیداز، سازگاری هورمتیک ایجاد نمود که تعادل پویایی بین تحریک رشد و مدیریت تنش برقرار کرد. بر این اساس، نانوکود هیدروچار اصلاح‌شده با نانوذرات روی با بهبود شاخص‌های فیزیولوژیکی و آنتی‌اکسیدانی، راهکاری مؤثر و سازگار با محیط‌زیست برای افزایش  رشد گندم معرفی می‌شود. این پژوهش گامی عملی در راستای ارزش‌آفرینی پسماندهای کشاورزی و تحقق اقتصاد چرخشی است.