محققان نشان دادند که استفاده از نانوذرات آهن می‌تواند فرآیند جوانه‌زنی گندم و جو را بهبود داده و تاثیر مثبتی بر این بخش از صنعت کشاورزی گذاشت.
گندم و جو غلاتی هستند که به طور گسترده در سراسر جهان کشت می‌شوند. استفاده از فناوری نانو می‌تواند عملکرد این محصولات را افزایش دهد و در نتیجه به تامین تقاضای جهانی برای عرضه مواد غذایی کمک کند. در مقاله‌ای که به تازگی در مجله Materials Today منتشر شده است، تأثیر نانوذرات اکسید آهن (Fe3O4) بر سرعت جوانه‌زنی و رشد دانه‌های جو و گندم مورد بررسی قرار گرفت.
نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 از طریق یک روش شیمیایی هم‌رسوبی سنتز شدند. شناسایی نانوذرات Fe3O4 با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) نشان داد که این نانوذرات کروی شکل با محدوده اندازه بین ۲۰ تا ۳۰ نانومتر هستند.
نانوذرات Fe3O4 در غلظت‌های مختلف بر روی ژنوتیپ‌های جو و گندم به صورت سوسپانسیون در مرحله کاشت اعمال شد. نتایج نشان داد که تیمار بذر جو و گندم با نانوذرات Fe3O4 تأثیر مثبتی بر جوانه‌زنی بذر داشته و طول ریشه و کلئوپتیل طولانی‌تر همراه با سرعت جوانه‌زنی بالاتر را نشان داد.
نانوذرات در بخش‌های مختلفی از جمله صنعت، پزشکی، کشاورزی و زیست‌فناوری مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از نانوذرات در کشاورزی می‌تواند عملکرد، رشد محصول و کیفیت محصول را با تسهیل مدیریت آفات، کوددهی و تغذیه بهتر خاک بهبود بخشد. علاوه بر این، تاثیر نانوذرات به گونه‌های گیاهی، نوع نانوذرات و خواص فیزیکی بستگی دارد.
در کشت گندم و جو، جوانه زنی بذر مرحله بحرانی است که تحت تأثیر رطوبت، صفات ژنتیکی، شرایط محیطی و کیفیت خاک قرار دارد. برای این منظور، تحقیقات اولیه انجام شده برای بررسی پتانسیل نانوذرات در کشت گندم و جو، تأثیر مثبت نانوذرات را در جوانه‌زنی، رشد و نمو گیاه نشان داد.
اگرچه نانوذرات آهن به طور طبیعی در طبیعت موجود هستند، اما این نانوذرات در حضور اکسیژن بسیار ناپایدار و واکنش پذیر می‌شوند. نانوذرات Fe3O4 به عنوان یک منبع آهن برای حمایت از بیوسنتز سیدروفورها در گندم و جو عمل می‌کند و در نتیجه رشد را بهبود می‌بخشد.
پیش از این مشخص شده بود که آهن می‌تواند آنزیمی دخیل در سنتز RNA را فعال می کند و فرآیند فتوسنتز را بهبود می بخشد. با توجه به کمبود اطلاعات در مورد اثر سمیت نانوذرات Fe3O4، انجام مطالعات آزمایشگاهی برای تعیین دوز مناسب نانوذرات Fe3O4 بر روی گیاهان گندم و جو ضروری است.
چندین نانوذره برای درک تأثیر آن‌ها بر گونه‌های مختلف زراعی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. با این حال، اثر نانوذرات Fe3O4 بر جوانه‌زنی و رشد جو و گندم عملاً ناشناخته باقی مانده است. از این رو، این مطالعه با هدف بررسی تأثیر نانوذرات Fe3O4 بر ژنوتیپ‌های جو و گندم منطقه قفقاز انجام شد.
در مطالعه حاضر، اثر نانوذرات Fe3O4 بر جوانه‌زنی جو و گندم مورد بررسی قرار گرفت و نتایج آزمون T میزان جوانه‌زنی را ۰۵/۰ درصد نشان داد.
غلظت‌های مختلف نانوذرات Fe3O4، جذب آب را از طریق اسمز بهبود بخشید و در نتیجه مصرف آب را افزایش داد که منجر به تسریع جوانه‌زنی بذر شد. بنابراین، قرار دادن دانه‌های گندم و جو در معرض دوز ۱۰۰ میلی‌گرم در لیتر نانوذرات Fe3O4 منجر به میانگین جوانه‌زنی به ترتیب ۸۷ و ۹۶ درصد در جو و گندم شد. اما بذر شاهد در جو و گندم به ترتیب ۶۱ درصد و ۸۴ درصد جوانه زنی کمتری نشان دادند.