فهرست مطالب

فصل اول

1-1 مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………… 2

1-1 تعریف تکنولوژی نانو ……………………………………………………………………………………………… 2

1-1-1 تاریخچه نانو تکنولوژی…………………………………………………………………………………………. 2

1-1-2 کاربرد تکنولوژی نانو در تولید کودهای کشاورزی………………………………………………………………. 2

1-1-3 فواید و معایب نانو تکنولوژی……………………………………………………………………………………. 3

• اهمیت گیاه توتون………………………………………………………………………………………………….. 3

1-2-1تاریخچه توتون…………………………………………………………………………………………………… 4

1-2-2 مناطق تولید توتون در جهان…………………………………………………………………………………… 4

1-2-3 مناطق مستعد کشت توتون در ایران……………………………………………………………………………. 5

• مشخصات گیاه­شناسی توتون…………………………………………………………………………………. 5
• نیازهای اقلیمی………………………………………………………………………………………………… 6

1-3 نقش پتاسیم در گیاه………………………………………………………………………………………………. 6

1-3-1 کمبود پتاسیم در گیاه………………………………………………………………………………………….. 7

1-4 تنش­های گیاهی……………………………………………………………………………………………………. 7

• تعریف تنش…………………………………………………………………………………………………… 8

1-4-1-1 تنش آب……………………………………………………………………………………………………… 8

1-5 تاثیر تنش خشکی بر میزان جذب پتاسیم در گیاه………………………………………………………………… 11

1-6 اثرات فیزیولوژیکی تنش خشکی در گیاهان……………………………………………………………………….. 11

1-7 پاسخ روزنه به تنش خشکی……………………………………………………………………………………….. 12

1-7-1 نقش پتاسیم در پاسخ روزنه……………………………………………………………………………………. 13

1-8 اثرات تنش خشکی بر فتوسنتز…………………………………………………………………………………….. 13

1-8-1 نقش پتاسیم در فتوسنتز……………………………………………………………………………………….. 13

1-9 روش­های مقابله گیاه با تنش………………………………………………………………………………………. 13

1-10 کلروفیل­ها………………………………………………………………………………………………………… 14

1-10-1 طیف جذبی کلروفیل­ها……………………………………………………………………………………….. 14

1-11 کاروتنوئیدها……………………………………………………………………………………………………… 15

1-12 ترکیبات فنلی ……………………………………………………………………………………………………. 16

1-13 پرولین……………………………………………………………………………………………………………. 17

1-14 مرور منابع………………………………………………………………………………………………………… 18

1-14-1 تاثیر تنش خشکی بر محتوای پرولین…………………………………………………………………………. 18

1-14-2 تاثیر تنش خشکی بر محتوای پروتئین……………………………………………………………………….. 19

1-14-3 تاثیر تنش خشکی بر محتوای رنگیزه­های فتوسنتزی…………………………………………………………. 19

1-14-4 بررسی اثر تنش خشکی بر محتوای MDA…………………………………………………………………… 20

1-14-5 بررسی اثر تنش خشکی بر محتوای فنول تام…………………………………………………………………. 20

 

1-14-6 بررسی اثر تنش خشکی بر محتوای پتاسیم برگ…………………………………………………………….. 21

1-14-7 نحوه عملکرد نانو مواد در تنش خشکی………………………………………………………………………. 21

1-15 اهداف پژوهش……………………………………………………………………………………………………. 23

فصل دوم

2- مواد و روش­ها…………………………………………………………………………………………………… 24

2-1- تجهیزات و مواد شیمیایی…………………………………………………………………………………………. 25

2-1-1 مواد شیمیایی…………………………………………………………………………………………………… 25

2-1-2 تجهیزات ……………………………………………………………………………………………………….. 25

2-1-3 ابزار و لوازم مصرفی……………………………………………………………………………………………… 26

2-2 مشخصات نمونه گیاهی……………………………………………………………………………………………. 26

• آماده سازی اتاق کشت……………………………………………………………………………………………… 26

2-4 آبیاری………………………………………………………………………………………………………………. 27

2-5 آماده ­سازی گلدان­ها………………………………………………………………………………………………… 27

2-5-1 تهیه­ محلول هوگلند………………………………………………………………………………………….. 27

• اعمال تنش خشکی…………………………………………………………………………………………………. 30
• تیماردهی…………………………………………………………………………………………………………… 30
• نمونه­برداری………………………………………………………………………………………………………… 30

2-9 سنجش پرولین…………………………………………………………………………………………………….. 30

2-10 سنجش پروتئین کل  به روش برادفورد………………………………………………………………………….. 31

2-10-1 تهیة معرف برادفورد…………………………………………………………………………………………… 31

2-10-2 ترسیم منحنی استاندارد………………………………………………………………………………………. 32

 

2-11 سنجش كلروفیل و كاروتنوئید ………………………………………………………………………………….. 32

2-12 اندازه ­گیری مالون دی آلدهید……………………………………………………………………………………. 33

2-13 استخراج آنتی اکسیدان­های غیرآنزیمی………………………………………………………………………….. 33

2-13-1 سنجش آنتی اکسیدان­های غیرآنزیمی……………………………………………………………………….. 34

2-13-1-1 سنجش فنل تام……………………………………………………………………………………………. 34

2-13-1-2 رسم منحنی استاندارد گالیک اسید……………………………………………………………………….. 34

2-14 اندازه گیری پتاسیم به روش نشر شعله (AES)………………………………………………………………… 35

2-14-1 تهیه عصاره گیاه به روش سوزاندن خشک  و ترکیب باHCL ………………………………………………. 35

2-14-2 تهیه محلول ها………………………………………………………………………………………………… 36

2-14-3 روش کار………………………………………………………………………………………………………. 36

2-15 تجزیه آماری……………………………………………………………………………………………………… 37

فصل سوم

3- نتایج…………………………………………………………………………………………………………………. 38

3-1 اندازه ­گیری مقادیر پرولین………………………………………………………………………………………….. 39

3-1-1 نتایج حاصل از سنجش پرولین در چین اول…………………………………………………………………… 39

3-1-2 نتایج حاصل از سنجش پرولین در چین دوم…………………………………………………………………… 40

3-1-3 نتایج حاصل از سنجش پرولین در چین سوم………………………………………………………………….. 40

3-2 اندازه ­گیری مقادیر پروتئین………………………………………………………………………………………… 42

3-2-1 نتایج حاصل از سنجش پروتئین در چین اول………………………………………………………………….. 42

3-2-2 نتایج حاصل از سنجش پروتئین در چین دوم………………………………………………………………….. 43

3-2-3 نتایج حاصل از سنجش پروتئین در چین سوم…………………………………………………………………. 44

3-3 رنگیزه­های فتوسنتزی……………………………………………………………………………………………… 46

3-3-1 کلروفیل a………………………………………………………………………………………………………. 46

3-3-1-1 نتایج حاصل از سنجش کلروفیل a در چین اول……………………………………………………………. 46

3-3-1-2 نتایج حاصل از سنجش کلروفیل a در چین دوم……………………………………………………………. 47

3-3-1-3 نتایج حاصل از سنجش کلروفیل a در چین سوم…………………………………………………………… 48

3-3-2 کلروفیل b………………………………………………………………………………………………………. 49

3-3-2-1 نتایج حاصل از سنجش کلروفیل b در چین اول……………………………………………………………. 49

3-3-2-2 نتایج حاصل از سنجش کلروفیل b در چین دوم……………………………………………………………. 50

3-3-2-3 نتایج حاصل از سنجش کلروفیل b در چین سوم…………………………………………………………… 51

3-3-3 کلروفیل کل…………………………………………………………………………………………………….. 53

3-3-3-1 نتایج حاصل از سنجش کلروفیل کل در چین اول………………………………………………………….. 53

3-3-3-2 نتایج حاصل از سنجش کلروفیل کل در چین دوم………………………………………………………….. 53

3-3-3-3 نتایج حاصل از سنجش کلروفیل کل در چین سوم…………………………………………………………. 54

3-3-4 کاروتنوئید………………………………………………………………………………………………………. 55

3-3-4-1 نتایج حاصل از سنجش کاروتنوئید در چین اول……………………………………………………………. 55

3-3-4-2 نتایج حاصل از سنجش کاروتنوئید در چین دوم……………………………………………………………. 56

3-3-4-3 نتایج حاصل از سنجش کاروتنوئید در چین سوم…………………………………………………………… 57

3-4 اندازه ­گیری پراکسیداسیون لیپیدی………………………………………………………………………………… 58

3-4-1 نتایج حاصل از سنجش پراکسیداسیون لیپیدی در چین اول………………………………………………….. 58

3-4-2 نتایج حاصل از سنجش پراکسیداسیون لیپیدی در چین دوم………………………………………………….. 59

3-4-3 نتایج حاصل از سنجش پراکسیداسیون لیپیدی در چین سوم…………………………………………………. 60

3-5 اندازه گیری غلظت فنل……………………………………………………………………………………………. 62

3-5-1 نتایج حاصل از اندازه ­گیری فنل تام در چین اول……………………………………………………………….. 62

3-5-2 نتایج حاصل از اندازه ­گیری فنل تام در چین دوم………………………………………………………………. 63

3-5-3 نتایج حاصل از اندازه ­گیری فنل تام در چین سوم………………………………………………………………. 64

3-6 اندازه ­گیری مقادیر پتاسیم برگ……………………………………………………………………………………. 65

3-6-1 نتایج حاصل از مقادیر پتاسیم برگ با بهره گرفتن از روش نشر شعله در چین اول……………………………….. 65

3-6-2 نتایج حاصل از مقادیر پتاسیم برگ با بهره گرفتن از روش نشر شعله در چین دوم……………………………….. 66

3-6-3 نتایج حاصل از مقادیر پتاسیم برگ با بهره گرفتن از روش نشر شعله در چین سوم………………………………. 67

فصل چهارم

4- بحث و نتیجه ­گیری………………………………………………………………………………………………….. 69

4-1 اثرات تنش خشکی بر اندازه ­گیری پرولین………………………………………………………………………….. 70

4-2 اثرات تنش خشکی بر اندازه ­گیری پروتئین………………………………………………………………………… 71

4-3 اثرات تنش خشکی بر اندازه ­گیری رنگیزه­های فتوسنتزی………………………………………………………….. 71

4-4 تاثیر تنش بر پراکسیداسیون لیپیدی………………………………………………………………………………. 72

4-5 تاثیر تنش بر فنول تام……………………………………………………………………………………………… 74

4-6 تاثیر تنش بر مقدار پتاسیم برگ…………………………………………………………………………………… 74

4-7 نتیجه ­گیری………………………………………………………………………………………………………… 75

4-8 پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………. 76

منابع……………………………………………………………………………………………………………………… 77

فهرست اشکال

2-1 نمایی از اتاقک کشت………………………………………………………………………………………………. 26

شکل 2-2 رشد گیاه در اتاق کشت……………………………………………………………………………………… 30

شکل 3-1 تغییرات مقادیر پرولین در چین اول…………………………………………………………………………. 39

شکل 3-2 تغییرات مقادیر پرولین در چین دوم………………………………………………………………………… 40

شکل 3-3 تغییرات مقادیر پرولین در چین سوم……………………………………………………………………….. 40

شکل 3-4 میانگین تغییرات مقادیر پرولین در چین اول، دوم و سوم………………………………………………….. 42

شکل 3-5 تغییرات مقادیر پروتئین در چین اول……………………………………………………………………….. 43

شکل 3-6 تغییرات مقادیر پروتئین در چین دوم……………………………………………………………………….. 44

شکل 3-7 تغییرات مقادیر پروتئین در چین سوم………………………………………………………………………. 45

شکل 3-8 میانگین تغییرات مقادیر پروتئین در چین اول، دوم و سوم…………………………………………………. 46

شکل 3-9 تغییرات مقادیر کلروفیل a در چین اول…………………………………………………………………….. 47

شکل 3-10 تغییرات مقادیر کلروفیل a در چین دوم…………………………………………………………………… 47

شکل 3-11 تغییرات مقادیر کلروفیل a در چین سوم………………………………………………………………….. 48

شکل 3-12میانگین تغییرات مقادیر کلروفیل a در چین اول، دوم و سوم……………………………………………… 49

شکل 3-13 تغییرات مقادیر کلروفیل b در چین اول…………………………………………………………………… 50

شکل 3-14 تغییرات مقادیر کلروفیل b در چین دوم………………………………………………………………….. 51

شکل 3-15 تغییرات مقادیر کلروفیل b در چین سوم………………………………………………………………….. 52

شکل 3-16 میانگین تغییرات مقادیر کلروفیل b در چین اول، دوم و سوم…………………………………………….. 52

شکل 3-17 تغییرات مقادیر کلروفیل کل در چین اول…………………………………………………………………. 53

شکل 3-18 تغییرات مقادیر کلروفیل کل در چین دوم…………………………………………………………………. 54

شکل 3-19 تغییرات مقادیر کلروفیل کل در چین سوم………………………………………………………………… 54

شکل 3-20 میانگین تغییرات مقادیر کلروفیل کل در چین اول، دوم و سوم…………………………………………… 55

شکل 3-21 تغییرات مقادیر کاروتنوئید در چین اول…………………………………………………………………… 56

شکل 3-22 تغییرات مقادیر کاروتنوئید در چین دوم…………………………………………………………………… 56

شکل 3-23 تغییرات مقادیر کاروتنوئید در چین سوم………………………………………………………………….. 57

شکل 3-24 میانگین تغییرات مقادیر کاروتنوئید در چین اول، دوم و سوم…………………………………………….. 58

شکل 3-25 تغییرات مقادیر مالون دی آلدهید در چین اول……………………………………………………………. 59

شکل 3-26 تغییرات مقادیر مالون دی آلدهید در چین دوم…………………………………………………………… 60

شکل 3-27 تغییرات مقادیر مالون دی آلدهید در چین سوم………………………………………………………….. 61

شکل 3-28 میانگین تغییرات مقادیر مالون دی آلدهید در چین اول، دوم و سوم…………………………………….. 62

شکل 3-29 تغییرات مقادیر فنل تام در چین اول………………………………………………………………………. 63

شکل 3-30 تغییرات مقادیر فنل تام در چین دوم………………………………………………………………………. 63

شکل 3-31 تغییرات مقادیر فنل تام در چین سوم……………………………………………………………………… 64

شکل 3-32 میانگین تغییرات مقادیر فنل تام در چین اول، دوم و سوم………………………………………………… 65

شکل 3-33 تغییرات مقادیر پتاسیم در چین اول………………………………………………………………………. 66

شکل 3-34 تغییرات مقادیر پتاسیم در چین دوم………………………………………………………………………. 66

شکل 3-35 تغییرات مقادیر پتاسیم در چین سوم……………………………………………………………………… 67

شکل 3-36 میانگین تغییرات مقادیر پتاسیم در چین اول، دوم و سوم………………………………………………… 68

فهرست جداول

2-1 (الف) غلظت عناصر غذایی پرمصرف در محلول هوگلند………………………………………………………….. 27

2-1 (ب) غلظت عناصر غذایی کم مصرف در محلول هوگلند…………………………………………………………. 28

2-2 (الف) حجم محلول استوک عناصر غذایی پرمصرف در محلول هوگلند………………………………………….. 28

2-2 (ب) حجم محلول استوک عناصر غذایی کم مصرف در محلول هوگلند………………………………………….. 29

2-4 غلظت گالیک اسید………………………………………………………………………………………………… 34

 

چکیده

فناوری نانو به­عنوان علم کار کردن با کوچکترین ذرات، فناوری نوینی است که طی دهه­های اخیر سبب بهبود سیستم­های کشاورزی شده است. استفاده از کودهای نانوکلاته به­جای کودهای مرسوم باعث می­ شود عناصر غذایی کود به­تدریج و به­صورت کنترل شده در تمام طول فصل رشد گیاه در خاک آزاد شوند. فرآورده ­های نانو شامل مخلوطی از ذره­ هایی با ابعاد بین 1  تا 100 نانومتر هستند در نتیجه با کاهش نسبت سطح به حجم می­توانند خصوصیات فیزیكی و شیمیایی مواد اولیه خود را تغییر دهند و عملکرد سریع­تری نسبت به فرآورده ­های غیر نانو داشته باشند. تنش خشکی یکی از تنش­هایی است که کاهش عملکرد را در مزارع توتون موجب می­ شود. کودهای پتاسیم­دار نقش مهمی در ارتقای کیفیت توتون دارند. با توجه به نقش­های مهمی که عنصر پتاسیم در گیاهان بر عهده دارد، در شرایط تنش خشکی میزان بالای این عنصر در گیاه اثرات منفی ناشی از تنش را کاهش می­دهد. در این تحقیق تنش خشکی توسط پلی اتیلن گلیکول با غلظت 20% اعمال شد. 48 ساعت پس از اعمال تنش، تیمار توسط نانو کلات پتاسیم در سه غلظت، طی 9 روز انجام گرفت و تغییرات مقدار پرولین، پروتئین کل، رنگیزه­های فتوسنتزی، مالون دی آلدهید، فنول و محتوای داخلی پتاسیم برگ اندازه ­گیری و نتایج از طریق نرم­افزار آماری SPSS محاسبه و گزارش شد. نتایج به­دست آمده نشان داد که افزایش دوره تیماردهی توسط نانو کلات پتاسیم و استفاده از غلظت­های بالاتر آن موجب بهبود اثرات مخرب ناشی از تنش خشکی در برخی از پارامترهای اندازه ­گیری شده در برگ گیاه توتون شد. استفاده از نانو کلات پتاسیم مقادیر پرولین، مالون دی آلدهید و فنول که از نشانه­ های وجود تنش خشکی هستند را کاهش داد. همچنین باعث افزایش سنتز پروتئین، کاروتنوئیدها و کلروفیل­ها شد، به­جز در کلروفیل a که شروع تیماردهی با نانو کلات پتاسیم باعث کاهش مقدار آن در چین اول شد که احتمالا به­ دلیل کوتاه بودن زمان تیماردهی در چین اول، گیاه فرصت کافی برای