پژوهشگران دانشگاه شیراز، در طرحی آزمایشگاهی، موفق به افزایش بهره‌وری گیاهان با استفاده از نانوذرات اکسید سیلیکون شده‌اند. این نانوذرات باعث کاهش اثرات منفی حضور فلزات سنگین نظیر کادمیم در فرآیندهای فتوشیمیایی می‌شوند که در صنعت کشاورزی و مراتع کاربرد دارد
شیراز: افزایش بهره‌وری گیاهان با استفاده از نانوذرات
حضور فلزات سنگین در آب، خاک و پساب‌های صنعتی از پیامدهای صنعتی شدن زندگی بشر امروزی است. حضور این فلزات در مزارع کشاورزی، با پایداری بلندمدت بیولوژیکی و باقی ماندن آن‌ها در خاک، سبب ورود این فلزات به زنجیره‌ی غذایی و در نتیجه تأثیرات منفی بر سلامتی انسان می‌شود. فلزات سنگین از طریق تغذیه از گیاهان وارد بدن انسان می‌شوند. این فلزات سمی باعث آسیب به سیستم عصبی، کبد، کلیه‌ها، سیستم قلبی-عروقی و بافت استخوان و در نهایت سرطان می‌گردند. بنابراین حذف یا عدم جذب این فلزات بسیار حیاتی است.
دکتر جواد کریمی هدف از اجرای این طرح را مقاوم‌سازی گندم در برابر فلز سنگین کادمیم با استفاده از نانوذرات اکسیدسیلیکون عنوان نمود. بدین منظور، عملکرد نانوذرات اکسیدسیلیکون سنتز شده، در کاهش اثرات مضر ناشی از فلزات سنگین بر این گیاه مورد ارزیابی قرار گرفته است.
وی پیرامون اهمیت اجرای این طرح افزود: «کادمیم یکی از فلزات سمی سنگین است که مانع بهره‌وری گیاه از طریق تداخل در فرآیندهای فتوشیمیایی می‌شود. این فلز سنگین سبب بروز اختلال در طیف وسیعی از فرآیندهای فیزیولوژیکی گیاهان مانند فتوسنتز، روابط آبی گیاه، متابولیسم، جذب یون و مواد معدنی می‌گردد. بنابراین کاهش صدمات ناشی از حضور این فلز سنگین در گیاهان با استفاده از نانوذرات اکسید سیلیکون حائز اهمیت است.»
محقق این طرح با بیان نتایج حاصل شده از این پژوهش ادامه داد: «نانوذرات اکسید سیلیکون با رسوب در دیواره‌ی سلولی ریشه‌ها، برگ‌ها، ساقه‌ها و پوشش بذر، مناطق اتصال فلزات سنگین به گیاه را محدود کرده که موجب جذب و انتقال کمتر فلزات سنگین در گیاه شده است. این اثرات با توجه به اندازه ریز و مساحت سطحی بالای نانوذرات در مقایسه با ابعاد میکرونی، به شکل چشمگیری افزایش یافته است.»
کریمی در خصوص نحوه‌ی ارزیابی نمونه‌ها افزود: «بعد از تهیه‌ی نانوذرات اکسید سیلیکون، گیاه گندم در گلخانه‌ی تحقیقاتی کاشته شد و القاء تنش کادمیم در غلظت‌های مختلف به همراه نانوذرات اکسید سیلیکون صورت گرفت. سپس بررسی اثرات حضور نانوذرات بر روی گیاهان شاهد و تنش دیده انجام شد.»
در این طرح، دکتر جواد کریمی- دانش‌آموخته‌‌ی دوره‌ی دکترای فیزیولوژی گیاهی دانشگاه شیراز و دکتر ساسان محسن زاده – عضو هیات علمی دانشگاه شیراز- همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله‌ی Egyptian Academic Journal of Biological Sciences (جلد ۷، سال ۲۰۱۵، صفحات ۲۵ تا ۳۹) به چاپ رسیده است.
