بررسی تاثیر بیوچار، زیولیت و محلول پاشی نانو نقره بر عملکرد و اجزاء عملکرد آفتابگردان تحت آبیاری با آب فاضلاب

سابقه و هدف: آبیاری با آب‌های غیرمعتبر از جمله فاضلاب، به دلیل حضور مواد محلول و آلاینده‌های مختلف، می‌تواند تأثیرات منفی قابل توجهی بر رشد، عملکرد و سلامت گیاهان زراعی داشته باشد. هرچند استفاده مجدد از فاضلاب در کشاورزی به عنوان یک راهکار مقرون‌به‌صرفه برای صرفه‌جویی در منابع آب شیرین مطرح است، اما خطرات ناشی از عناصر سمی، بیماری‌زایی و تنش‌های فیزیولوژیکی برای گیاهان و محیط زیست، لزوم بهره‌گیری از روش‌های تعدیل‌کننده را ضروری می‌سازد. در این راستا، فناوری نانو و مواد اصلاح‌کننده خاک مانند زیولیت و بیوچار به عنوان ابزارهایی نوین برای کاهش اثرات نامطلوب و بهبود رشد گیاهان تحت شرایط تنش مورد توجه قرار گرفته‌اند.
مواد و روش­ها: آفتابگردان (Helianthus annuus) به عنوان یکی از مهم‌ترین گیاهان روغنی جهان، به دلیل ارزش بالای اقتصادی و فنی دانه و روغن آن، از جایگاه ویژه‌ای در تولیدات کشاورزی برخوردار است. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر محلول‌پاشی نانو نقره در سطوح (صفر، 60 و 120 ppm)، کاربرد بیوچار (9 تن در هکتار) و زیولیت (9 تن در هکتار) بر صفات فیزیولوژیکی، مورفولوژیکی و عملکرد دانه و میزان روغن آفتابگردان تحت آبیاری با فاضلاب شهری انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در منطقه ورامین در سال زراعی 1397-1396 اجرا گردید.
نتایج و بحث: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تیمار نانو نقره تأثیر معنی‌داری بر صفات فیزیولوژیکی از جمله کلروفیل a و b، کارتنوئیدها، محتوای نسبی آب برگ (RWC) و میزان پرولین داشت. با افزایش غلظت نانو نقره، به ویژه در سطح 120 ppm، میزان کلروفیل a و b به طور قابل توجهی کاهش یافت که نشان‌دهنده آسیب به ساختار فتوسنتزی گیاه و القای تنش اکسیداتیو است. همچنین، میزان پرولین به عنوان یک ترکیب محافظ در برابر تنش، با اعمال نانو نقره کاهش یافت که می‌تواند نشانه اختلال در الگوی بیان پروتئین‌ها و مسیرهای متابولیکی فعال‌شده توسط اتیلن باشد. این یافته‌ها حاکی از آن است که نانو نقره در غلظت‌های بالا خود به عنوان یک عامل تنش‌زا عمل کرده و توانایی تحمل گیاه را تحت تأثیر قرار داده است. در مقابل، کاربرد بیوچار و زیولیت به تنهایی تأثیرات مثبتی بر صفات رشدی داشت. اثر اصلی بیوچار و زیولیت بر ارتفاع بوته به ترتیب در سطح 5% و 1% معنی‌دار بود و کاربرد این مواد باعث بهبود شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک و افزایش دسترسی ریشه به آب و مواد مغذی شد.
در بررسی اثرات متقابل، مشخص گردید که عملکرد همزمان این تیمارها نقش مهمی در تعدیل اثرات نانو نقره دارد. اگرچه نانو نقره اثر منفی بر کلروفیل داشت، اما این اثر در حضور بیوچار و زیولیت به طور نسبی کاهش یافت، که نشان‌دهنده عملکرد محافظتی این مواد اصلاح‌کننده است. در مورد صفات عملکردی، تأثیر تیمارها کمتر بود. تعداد دانه در طبق، وزن هزار دانه و عملکرد دانه تحت تأثیر معنی‌دار تیمارهای آزمایشی قرار نگرفتند. با این حال، مهم‌ترین یافته مثبت پژوهش در خصوص کیفیت محصول بود. تیمار نانو نقره به عنوان یک "محرک" (elicitor) عمل کرد و باعث افزایش معنی‌دار در درصد روغن دانه شد. این اثر افزایشی در تیمارهای ترکیبی، به ویژه در ترکیب نانو نقره 120 ppm با بیوچار، بیشترین مقدار را به خود اختصاص داد. زیولیت نیز در ترکیب با نانو نقره اثر افزایشی داشت. این نتایج نشان می‌دهد که القای تنش توسط نانو نقره ممکن است مسیرهای بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه، از جمله لیپیدها، را فعال کرده و منجر به تجمع بیشتر روغن در دانه شود.
نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه حاکی از آن است که اگرچه استفاده از نانو نقره در شرایط آبیاری با فاضلاب می‌تواند اثرات نامطلوبی بر صفات فیزیولوژیکی گیاه داشته باشد، اما کاربرد همزمان آن با مواد اصلاح‌کننده خاک مانند بیوچار و زیولیت قادر به تعدیل این اثرات منفی است. در عین حال، نانو نقره به عنوان یک عامل بهبود‌دهنده کیفیت محصول، با افزایش درصد روغن دانه، می‌تواند ارزش اقتصادی محصول آفتابگردان را افزایش دهد. بنابراین، استراتژی تلفیقی استفاده از نانو نقره همراه با بیوچار و زیولیت می‌تواند راهکاری مؤثر برای بهبود کیفیت محصول در کشت آفتابگردان با فاضلاب باشد، البته توجه به تأثیرات جانبی آن بر رشد گیاه اهمیت دارد.