سنتز نانوحامل‌های جدید کُندرهش روی ZnO/SiO2) و ZnO/CDs) : راهکاری نوین در بهبود کارایی بازیافت روی در گندم نان در خاک‌های آهکی

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه – ایران

2 دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه

3 بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس تهران، تهران– ایران

4 مرکز تحقیقات دارویی، مؤسسه فناوری دارویی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد-ایران

5 مرکز تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش منابع طبیعی و کشاورزی، ارومیه-ایران

چکیده

مطالعه حاضر با هدف سنتز دو نانوحامل جدید روی، کربن‌داتی(ZnO/CDs) و مزوپورسیلیس (ZnO/SiO2) به‌عنوان کودهای کُندرهش روی و مقایسه تاثیر آن‌ها و کود ZnSO4 بر غلظت روی و عملکرد در دانه و شاخساره، همچنین بر کارایی بازیافت روی‌ چهار رقم گندم نان در شرایط خاک‌های آهکی انجام شد. پس از سنتز نانوحامل‌ها، اندازه، ساختار سطحی و درصد عناصر نانوذرات ZnO، شناسایی شدند. یک آزمایش گلخانه‌ای در قالب طرح فاکتوریل با هفت تیمار شامل سه منبع کودی ZnO/CDs) و ZnO/SiO2 و (ZnSO4 با دو شیوه مصرف؛ خاکی (5 میلی‌گرم روی بر کیلوگرم خاک) و محلول‌پاشی (02/0درصد وزنی/حجمی) و چهار رقم گندم (حیدری، پیشگام، میهن و حیران) در سال 1402 انجام شد. نتایج نشان داد محلولپاشی ZnO/SiO2 منجر به بالاترین غلظت روی دانه (38 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و غلظت روی شاخساره (56 میلی‌گرم بر کیلوگرم) در هر دو رقم حیران و حیدری شد. بیشترین عملکرد دانه و شاخساره نیز با همین تیمار در ارقام مزبور مشاهده شد. نتایج انکوباسیون خاک نشان داد رهایش روی از نانوکودهای ZnO/SiO2 و ZnO/CDs به‌صورت تدریجی بود، به‌طوری‌که طی30 روز، به‌ترتیب حدود ۲8 و 42 درصد Zn+2 از غلظت اولیه منابع کودی مصرفی (۲ میلی‌گرم بر کیلوگرم) در خاک فراهم بود. درحالیکه تمامی Zn+2 موجود درکود ZnSO4 در این مدت آزاد شد. کارایی بازیافت روی در پاسخ به مصرف‌خاکی منابع روی در ارقام، به‌طور معنی‌داری متفاوت و تحت تاثیر نوع کود و ژنوتیپ‌های گندم قرار گرفت. بیشترین بازیافت‌روی با ZnO/SiO2 در ارقام حیران و حیدری و کمترین آن با ZnSO4 مربوط به ارقام پیشگام و میهن بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Synthesis of New Slow-Release Nanocarriers (ZnO/SiO2 and ZnO/CDs): An Innovative Approach to Enhance Zinc Recovery Efficiency in Bread Wheat Cultivation in Calcareous Soils

نویسندگان [English]

  • Sima Afra 1
  • MirHassan Rasouli-Sadaghiani 2
  • Mohammad Jafar Malakouti 3
  • Mina Alikhani 4
  • Ebrahim Sepehr 1
  • Aziz Majidi 5
1 Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran
2 Dept of Soil Science, Urmia University
3 Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran-Iran
4 Pharmaceutical Research Center, Pharmaceutical Technology Institute, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad-Iran
5 Soil and Water Research Department, Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Urmia-Iran
چکیده [English]

This study aimed to synthesize two novel zinc nanocarriers, carbon-dots (ZnO/CDs) and mesoporous silica (ZnO/SiO2), as slow-release zinc fertilizers and to compare their effects with ZnSO4 on Zn concentration and yield of grain and shoot, as well as the zinc recovery efficiency across four bread wheat varieties under calcareous soil conditions. After synthesis, their size, surface structure, and elemental composition were characterized. A greenhouse experiment was carried out in a factorial arrangement with seven treatments, including three zinc fertilizer sources (ZnO/CDs, ZnO/SiO₂, and ZnSO₄), two application methods (soil application at 5 mg kg⁻¹ and foliar-spraying at 0.02% w/v), and four wheat cultivars (Heidary, Pishgam, Mihan, and Heyran) during 2023. The results showed that foliar-spraying of ZnO/SiO₂ resulted in the highest grain zinc concentration (38 mg kg⁻¹) and shoot zinc concentration (56 mg kg⁻¹) in both Heyran and Heidary. The highest grain and shoot yields were also observed under this treatment in the same cultivars. Soil incubation results indicated that zinc release from ZnO/SiO₂ and ZnO/CDs occurred gradually. Within 20 days, approximately 28% and 42%, respectively, of the initial Zn²⁺ concentration (2 mg kg⁻¹) was released, whereas 100% of Zn²⁺ from ZnSO₄ was released during this period. Zinc recovery efficiency in response to zinc sources varied significantly among genotypes and was affected by fertilizer type, and wheat genotype. The highest zinc recovery efficiency was obtained with foliar-spraying of ZnO/SiO₂ in Heyran and Heidary cultivars, while the lowest efficiency was associated with soil application of ZnSO₄ in Pishgam and Mihan cultivars.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Nano zinc oxide
  • Slow-release fertilizers
  • Wheat genotypes
  • Zinc Release
تحقیقات آب و خاک ایران

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 24 خرداد 1405

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار