چکیده

مایكروویو یا ریز موج نوعی از امواج الكترومغناطیس با طول موج کوتاه و تعداد نوسانات (فرکانس) بسیار بالا بین۳۰۰ مگاهرتز تا چند گیگاهرتز در ثانیه می باشد. در این تحقیق، از مگنترون2M226 با طول موج ۱۲سانتی مترو تابش امواج درباند فرکانس GHz۲.45 با حداکثر قدرت خروجی ۱۰۰۰وات (W) و تراکم تابش kW/m3۴۱ به عنوان منبع تابش امواج مایکروویو استفاده شد. بذرهای گیاه شیرین بیان درمعرض امواج مایکروویو بادو قدرت ۱۰۰ و ۵۰۰ وات با حداکثر شدت kW/m3 ۴.2 و kW/m3۲۱ به مدت ۰،۳۰،۶۰ و۹۰ ثانیه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اعمال امواج مایکروویو عملکرد بذرها را در محیط كشت آزمایشگاهی افزایش می دهد. درصد جوانه زنی، سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه، طول کل گیاهچه،وزن تروخشک، شاخص بنیه گیاهچه و شاخص استرس جوانه زنی به طور معنی داری نسبت به شاهد افزایش یافت. در طی تیمار ترکیبی شامل قدرت امواج مایکروویو و مدت زمان، تیمار امواج مایکروویو با قدرت ۱۰۰ وات در مدت ۳۰و۶۰ ثانیه نسبت به شاهد نتایج بهتری نشان داد . همچنین در بذرهای در حال جوانه زنی تحت تاثیر امواج مایکروویو میزان کلروفیل و محتوای کل رنگدانه های فتوسنتزی به طور معنی داری بیشتر از شاهد بود. با افزایش مدت زمان و قدرت امواج مایکروویو، میزان پرولین وآنتوسیانین ریشه چه وساقه چه نسبت به شاهد تغییرات معنی داری نشان داد.

واژه های کلیدی: امواج مایکروویو، آنتوسیانین، پرولین، جوانه زنی بذر، رنگدانه های فتوسنتزی ،شیرین بیان.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

 

مقدمه وکلیات

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

۱- فصل اول

۱- ۱- مقدمه

انرژی خورشیدیکی از منابع عمده انرژی در منظومه شمسی می باشد . در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن ازجرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیس در فضا منتشر می‌شود. زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید میزان کمی از کل انرژی تابشی آن می‌باشد. سرمنشاء تمام اشکال مختلف انرژیهای شناخته شده موجود در کره زمین شامل ( سوختهای فسیلی ذخیره شده درزمین، انرژیهای بادی، آبشارها، امواج دریاها و) از خورشید می‌باشد.

زمین به عنوان یک آهنربای دائمی است. میدان مغناطیس طبیعی کره زمین شامل دو ترکیب اصلی در گستره ۵۰ میلی تسلا (چگالی شار مغناطیسی)وچند ترکیب فرعی تاثیر گذار، از جمله فعالیت های خورشیدی در محدوده ۰.0۳ میلی تسلا و رویدادهای جوی در محدوده ۰.5 میلی تسلا است.

,1950). et al Bullard (

قدرت و جهت مغناطیس زمین (جاذبه زمین) در نقاط مختلف متفاوت است. در سطح زمین، جریان مغناطیس عمودی، بابیشترین قدرت درمحور قطب های زمین و بالغ بر حدود ۶۷ میلی تسلا بوده و در خط استوا (ناحیه عرضی ) صفر است. جریان مغناطیس افقی کره زمین با بیشترین مقداردرناحیه خط استوا ودر حدود ۳۳ میلی تسلا است، که در محور قطب ها ی کره زمین این مقدار صفر است.

همه گیاهان روی سطح زمین تحت تاثیر میدانهای الکتریکی و مغناطیسی هستند. دریک میدان الکتریکی که بین ابرها و زمین به دلیل پدیده رزونانس( تشدید ) شومان رخ می دهد فضای بین سطح زمین و یونوسفر به عنوان یک موج بر رسانا عمل می کند. درمحدوده ابعاد زمین این موج برها به عنوان یک حفره رزونانس امواج الکترومغناطیسی در فرکانس بسیار پایین عمل می کنند. این حفره اثر القای طبیعی انرژی توسط جریان رعد و برق است.., 1992) Williams (

نور مرئی یا طبیعی متعلق به خانواده ای از امواج الکترومغناطیسی به نام طیف الکترومغناطیس (EM)   Electro Magnetic می باشد. نور طبیعی در رشد و بقای گونه ها در اکوسیستم ها ی گیاهی و جانوری دارای نقش های مهمی می باشد. هر یک از اعضای خانواده ) ( EM درفرکانس یا طول موج خاصی تعریف می شود. تعیین اینکه علاوه بر نور مرئی آیا دیگر اعضای خانواده EM ) (، بر گیاهان و دانه ها اثر گذار هستند مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. با بهره گرفتن از یک میدان الکترومغناطیسی خارجی مطلوب ،فعال شدن رشد گیاه، به خصوص جوانه زنی بذر، می تواند تسریع یابد. با این حال، دستیابی به مکانیسم اثرات میدان های الکترومغناطیسی مفید بر روی گیاهان نیازمند انجام تحقیقات مختلف در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی ومزرعه ای می باشد.) et al., 1988 ; Morar al ., 1988 et ( Xiyao

۱-۲- هدف

۱–۲–۱– هدف کلی

در این پژوهش اثرات امواج الکترومغناطیس از نوع مایکروویو(ریزموج) بر بذور شیرین بیان با هدف افزایش وبهبود پارامترهای جوانه زنی و رشد بررسی خواهد شد که به نوبه خود عملکرد وکیفیت مواد تولیدی گیاه را افزایش می دهد.

بطور خاص افزایش جوانه زنی بذور باتغییر در میزان قدرت ومدت زمان استفاده از امواج مایکروویو مورد انتظار است. بدین منظور امواج مایکروویو(ریزموج) برای تعیین بهترین زمان وقدرت موثر بر بذور شیرین بیان استفاده گردید .

فرض براین بوده است که پارامترهای جوانه زنی بذوربا بهره گرفتن از امواج مایکروویو تسریع وافزایش یابد.

۱-۲-۲- اهداف جزئی

سعی شده است که اهداف زیر به عنوان اهداف جزئی نیز مورد مطالعه وارزیابی قرار گیرد که نتایج بررسی در فصل بعد بطور کامل شرح داده شده است.

الف) استفاده از روش های فیزیکی برای تاثیر گذاری بر جوانه زنی بذور.

ب) رفع برخی موانع جوانه زنی از جمله خواب بذور .

ج) بررسی دامنه استفاده از روش تابش امواج مایکروویو بربذور سایر گیاهان.

د) بررسی میزان تاثیر این روش در بهبود افزایش جوانه زنی بذور غیر استاندارد .

ه ) ارزیابی عملی نتایج حاصل از تحقیق در تکثیر گیاهان زینتی به روش استفاده از بذر.

و) تولید پایه های بذری برای پیوند وتکثیر گیاهان.

ز) بررسی میزان کاهش هزینه های تکثیر باتوجه به افزایش جوانه زنی وکاهش تلفات بذور.

 

 

 

 

۱-۳ – بیان مسئله اصلی تحقیق

تکثیر رویشی (تقسیم ریزوم و ریشه) روشی محدود ،زمان بر وپر هزینه برای تکثیر شیرین بیان می باشد اما این گیاه را بوسیله ی بذر نیز می توان تکثیر نمود(امید

این مطلب را هم بخوانید :

نارضایتی بدنی و اختلالات روانی

 بیگی، ۱۳۸۸).

پوسته ضخیم بذر شیرین بیان با ممانعت از نفوذ آب و هوا بداخل بذر، از انجام واکنشهای بیوشیمیایی و جوانه زنی بذر جلوگیری به عمل می آوردکه با بهره گرفتن از امواج مایکروویو مطلوب ، جوانه زنی بذرشیرین بیان و امکان تکثیر به موقع ودر سطح وسیع وتجاری می تواند فراهم گردد .

۱-۴- کلیات

۱-۴-۱- امواج الکترومغناطیس

امواج الکترومغناطیسی یا تابش الکترومغناطیسی بر اساس تئوری موجی، نوعی موج است که در فضا انتشار می‌یابد و از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ساخته شده‌است. در امواج الکترومغناطیسی میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی به طور عمود بر یکدیگر نوسان یافته و با سرعت نور انتشار می یابند.گاهی به تابش الکترومغناطیسی نور می‌گویند، ولی باید توجه داشت که نور مرئی فقط بخشی از گستره امواج الکترومغناطیسی است. امواج الکترومغناطیسی بر حسب بسامدشان انواع مختلفی دارند که به ترتیب افزایش فرکانس شامل: امواج رادیویی، ریزموج(میکروویو)، فروسرخ (مادون قرمز)، نور مرئی، فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می باشند. امواج الکترو مغناطیسی از نوع امواج عرضی هستند .(KC Kupta.,1373 )

 

 

 

شکل) ۱( نمایش امواج الکترومغناطیس

امواج الکترومغناطیسی را نخستین بار ماکسول شناسایی کرد و سپس هاینریش هرتز آن را با آزمایش به اثبات رساند. ماکسول نشان داد که میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی هم می‌توانند رفتاری موج‌گونه داشته باشند. سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی برابر با سرعت نور است، و ماکسول نتیجه گرفت که نور هم باید نوعی موج الکترومغناطیسی باشد.طبق معادلات ماکسول، میدان الکتریکی متغیر با زمان باعث ایجاد میدان مغناطیسی می‌شود و برعکس. بنابراین اگر یک میدان الکتریکی متغیر میدان مغناطیسی بسازد، میدان مغناطیسی نیز میدان الکتریکی متغیر می‌سازد و بدین گونه موج الکترومغناطیسی ساخته شده و پیش می‌رود.

طیف الکترومغناطیسی شامل گستره‌ی بسیار وسیعی از موجهای انرژی است که مانند هم حرکت می‌کنند. امواج الکترومغناطیسی طیف بسیار وسیعی از طول موجهای بسیار کوچک تا بسیار بزرگ را در بر‌ می‌گیرند. این امواج را با توجه به اندازه طول موج به هفت گروه مختلف تقسیم‌بندی می‌کنند که شامل امواج گاما با طول موجهایی کوچکتر از سانتیمتر تا امواج رادیویی با طول موج بزرگتر از ۱۰ سانتیمتر را شامل می‌شوند.( ( Hall., 1980

شکل) ۲( انواع طیف الکترومغناطیسی

در موج الکترومغناطیسی اندازه طول موج مشخص کننده رنگ موج است. با تعیین رنگ، انرژی و طول موج می‌توان یک موج را نسبت به دیگر موج‌ها سنجید. به عنوان مثال طول موج‌های کوتاه در طیف مرئی در ناحیه بین آبی و فوق بنفش قرار می‌گیرند، در حالیکه رنگ قرمز دارای طول موج‌های بلندتری می‌باشد. تابش الکترومغناطیسی طیف طولانی از طول موج‌های بلند رادیویی تا طول موج‌های کوتاه پرتو ایکس را شامل می‌شود.(KC Kupta.,1373 )

 

شکل) ۳( طیف الکترومغناطیسی

۱-۴-۲-طیف مرئی یا نور مرئی

طیف مرئی visible spectrum بخشی از طیف الکترومغناطیسی است که با چشم انسان قابل رویت و تشخیص است. طول موج طیف مرئی بین ۳۸۰ تا ۷۵۰ نانومتر و بسامد آنها بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر است. (KC Kupta.,1373 )

شکل) ۴( طیف نور مرئی

۱–۴–۳–ریزموج یا مایکروویو Microwaves

مایکروویو یا میکروویو ، از ترکیب دو واژه مایکرو یا میکرو(Micro)، به معنی کوچک و ویو (Wave)به معنی موج تشکیل شده است و به معنای امواج با طول موج کوتاه و تعداد نوسانات (فرکانس) بسیار