جهانشیر امینی

جمعیت روز افزون انسانی و افزایش تقاضا برای محصولات ارگانیک و طبیعی که عاری از آفت کش های شیمیایی باشند، نیاز فزاینده ای به فناوری های جدید ایجاد کرده است که بهره برداری و بازده کشاورزی را افزایش دهند. فناوری نانو از طریق طراحی و ساخت نانوکپسول هایی مانند نانوذرات متخلخل سیلیکا (MSNPs) یک ابزار جالب برای تحویل بیوسایدها در کشاورزی است. هدف این پایان نامه ارزیابی تأثیر MSNPs به عنوان یک حامل برای کپسوله کردن عناصر ضد میکروبی طبیعی مانند اسانس ها و عصاره های گیاهی و سپس بررسی تأثیر کنترلی آن ها بر بیماری قارچی پاخوره گندم می باشد. بنابراین ابتدا اثر ضد قارچی اسانس های دارچین، علف لیمو، میخک، شوید، سیر و زنجبیل و نیز عصاره های هیدروالکلی گزنه، گل گاوزبان، زنجبیل، دم اسب، سرخارگل و بومادران در پتری و درون گیاه (تیمار بذری و خاکی) علیه قارچ خاکزاد پاخوره ی گندم (Gaeumannomyces tritici) مورد بررسی قرار گرفت و سپس مؤثرترین ترکیبات درون MSNPs بارگذاری شدند. در ابتدا MSNPs به روش سل-ژل سنتز و سپس با ترکیبات گیاهی منتخب بارگذاری شدند. خصوصیات نانوذرات سنتز شده با استفاده از میکروسکوپ های الکترونی SEM و TEM، آنالیز BET ،FT-IR ،GC-MS و TGA مورد بررسی قرار گرفت. بعد از آن رهایش ترکیبات گیاهی بارگذاری شده از MSNPs در دو محیط آب و خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. در مرحله ی بعد اثرات ضد قارچی ترکیبات گیاهی بارگذاری شده درMSNPs در شرایط درون پتری و درون گیاه علیه قارچ بیمارگر ارزیابی شد. نتایج آزمون های ضد قارچی در شرایط پتری و گیاه منجر به انتخاب اسانس های علف لیمو و میخک و نیز عصاره ی گزنه به عنوان ترکیبات گیاهی برتر در کنترل بیماری پاخوره گندم شد. همچنین برای عصاره تیمار خاکی و برای اسانس ها تیمار بذری کنترل بهتری از بیماری ارائه دادند. نتیجه آزاد سازی ترکیبات گیاهی از MSNPs در خاک نشان داد که ترکیبات اخیر میزان پایداری عصاره ی خالص را از 9 روز به 29 روز و میزان پایداری اسانس علف لیمو و میخک را از 5 روز به 37 روز افزایش دادند که نشان می دهد حامل MSNPs از تبخیر یا تجزیه ی سریع اسانس ها و عصاره جلوگیری می کند و پایداری آن ها را در محیط افزایش می دهد. مقایسه میان MIC و MFC ترکیبات گیاهی منتخب قبل و بعد از بارگذاری در MSNPs نشان داد میزان عملکرد ضد قارچی اسانس ها تا سه برابر و عصاره تا دو برابر بعد از نانوکپسوله شدن افزایش یافته است. میزان مهار بیماری در تیمار خاکی در MFC عصاره ی گزنه ی خالص% 54/78 و برای نانوکپسول آن % 26/80 گزارش شد و استفاده از عصاره ی گزنه در شکل خالص و نانوکپسوله شده به ترتیب % 11/53 و % 98/58 سبب افزایش نیتروژن در اندام هوایی گیاهچه های گندم در مقایسه با شاهد بیمار شد. همچنین میزان مهار بیماری در تیمار بذری در MFC اسانس های خالص علف لیمو و میخک به ترتیب % 49 و % 44/57 و در مورد نانوکپسول آن ها به ترتیب % 4/74 و % 27/71 می باشد که تفاوت معنی داری با قارچ کش مانکوزب (% 72) نداشت. به علاوه MSNP های بارگذاری شده با ترکیبات گیاهی به منظور ایجاد یک تیمار بذری مناسب درون آلژینات سدیم قرار گرفتند که میزان کنترل بیماری در این تیمارها برای هردو اسانس %84 گزارش شد. نتایج تست جوانه زنی بذر نیز نشان داد تیمار بذور با ترکیب (اسانس+ MSNPs) و ترکیب (اسانس+ MSNPs +آلژینات) منجر به جوانه زنی بهتر و سریع تر بذور نسبت به تیمار اسانس های خالص شد که در تیمارهای (اسانس+ MSNPs + آلژینات) سرعت جوانه زنی بالاتر بود. نتایج این تحقیق نشان دهنده ی پتانسیل بالای MSNPs برای تحویل بیوسایدها در کشاورزی و افزایش بازده محصولات است که در عین حال پیامدهای ناخواسته ی انتشار سموم دفع آفات در محیط زیست را کاهش می دهد.