فهرست مطالب
مقدمه
در حال حاضر، افزایش بهره‌وری و کاهش مصرف انرژی در صنعت کشاورزی یکی از ارکان اساسی برای توسعه پایدار این صنعت محسوب می‌شود. استفاده از کودهای نوین که موجب کاهش مصرف انرژی در گیاه می‌شوند، راهکاری مؤثر در بهبود عملکرد گیاهان است. در این میان، پس از کاربرد اسیدهای آمینه، عصاره‌های جلبک دریایی و عناصر کم‌مصرف، مطالعات جدید بر روی عناصر نوظهور نشان داده است که برخی از این عناصر می‌توانند نقش کلیدی در تحریک رشد و بهبود عملکرد گیاهان ایفا کنند. یکی از این عناصر، تیتانیوم است که به عنوان یک عنصر مفید (Beneficial Element) طبقه‌بندی شده است.
نقش تیتانیوم در رشد و عملکرد گیاه
تیتانیوم یکی از عناصر کم‌مصرف اما مؤثر در فیزیولوژی گیاهی است که تأثیر آن بر رشد و توسعه گیاهان در مطالعات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. این عنصر علاوه بر تحریک رشد گیاه، در فرآیندهای کلیدی مانند بهبود گرده‌افشانی، رشد لوله گرده و تشکیل دانه گرده نیز نقش دارد. از سوی دیگر، پژوهش‌ها نشان داده‌اند که تیتانیوم در بهبود فتوسنتز گیاه، افزایش بیومس و عملکرد محصول مؤثر است.
مکانیسم‌های اثرگذاری این عنصر شامل:
- افزایش فعالیت آنزیم‌های کلیدی مانند نیترات ردوکتاز که در متابولیسم نیتروژن نقش دارد.
- تحریک جذب عناصر غذایی از جمله نیتروژن، فسفر، کلسیم، منیزیم، آهن، منگنز و روی (Pais, 1983)
- افزایش تثبیت CO2 و تولید انرژی شیمیایی در سلول‌های گیاهی (Gao et al., 2006)
- افزایش مقاومت گیاه نسبت به استرس‌های زیستی و غیرزیستی
درباره کاربرد و اثرات تیتانیوم مقاله منتشر شده در اگروتک را بخوانید.
دی اکسید تیتانیوم
نتایج تحقیقات علمی در مورد تیتانیوم
بر اساس مطالعات مختلف، تأثیر تیتانیوم بر رشد گیاه از زوایای متعددی بررسی شده است:
- افزایش جذب عناصر غذایی: پژوهش‌ها نشان داده‌اند که نانو اکسید تیتانیوم از طریق محلول‌پاشی و جذب ریشه‌ای موجب افزایش جذب عناصر غذایی، به‌ویژه نیتروژن، شده و فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز را تسریع می‌کند. این امر منجر به افزایش سنتز اسیدهای آمینه، پروتئین و فتوسنتز در گیاهانی نظیر اسفناج شده است.
- تسریع جوانه‌زنی و رشد گیاهچه: مطالعات نشان داده‌اند که کاربرد تیتانیوم می‌تواند جوانه‌زنی بذر و رشد گیاهچه را بهبود بخشد.
- افزایش وزن تازه (Biomass): طبق گزارشات محلول‌پاشی با تیتانیوم موجب افزایش رشد گونه‌های گیاهی مختلف و بهبود میزان بیومس گیاه شده است.
- افزایش تولید متابولیت‌های ثانویه و پرولین: پژوهش‌های انجام‌شده نشان داده‌اند که کاربرد تیتانیوم باعث افزایش محتوای پرولین در گیاه شده که در مقاومت به تنش‌های محیطی مؤثر است.
- بهبود فعالیت‌های متابولیکی و افزایش بهره‌وری عناصر غذایی موجود در محیط کشت: تیتانیوم با تحریک واکنش‌های متابولیکی در گیاه، موجب افزایش راندمان استفاده از مواد غذایی موجود در خاک می‌شود.
نقش نانوتکنولوژی در بهینه‌سازی مصرف تیتانیوم
با توجه به قابلیت‌های تیتانیوم، تحقیقات اخیر به استفاده از نانواکسید تیتانیوم در کشاورزی پرداخته‌اند. این فناوری باعث افزایش حلالیت و قابلیت جذب تیتانیوم توسط گیاه شده و موجب بهبود رشد و عملکرد محصولات کشاورزی گردیده است. کاربرد نانوتیتانیوم در محلول‌پاشی برگی و تغذیه ریشه‌ای به افزایش فتوسنتز، افزایش تولید بیومس و افزایش کارایی جذب مواد مغذی منجر شده است. با این حال، تنظیم دوز مصرفی تیتانیوم از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا مقادیر بیش از حد این عنصر می‌تواند موجب سمیت و کاهش رشد گیاه شود.
