تحقیق درباره افزایش بهره¬وری بذرهای ریز با استفاده از یک جداکننده الکتروستاتیکی

اختصاصی از اینو دیدی تحقیق درباره افزایش بهره¬وری بذرهای ریز با استفاده از یک جداکننده الکتروستاتیکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 7

افزایش بهرهوری بذرهای ریز با استفاده از یک جداکننده الکتروستاتیکی (کد مقاله165)

محسن بصیری ، علی اسحق بیگی

چکیده

در این تحقیق تأثیر میدان الکتریکی یک جداکننده بذر الکتروستاتیکی بر درصد جوانهزنی بذر مورد مطالعه قرار گرفت. اجزای تشکیل دهنده دستگاه شامل: منبع ولتاژ بالا با بیشینه ولتاژ تولیدی 7/11 کیلو ولت (جریان مستقیم، DC)، مخزن بذر، استوانه باردارکننده بذرها، تسمه جابه جا کننده بذرها، الکترود یونیزه کننده، سینی جمعآوری بذرها و موتور الکتریکی بود. درصد جوانهزنی بذرها قبل و بعد از انجام جداسازی تعیین و با هم مقایسه شد. آزمایش جوانهزنی نشان داد که میدان الکتریکی این جداکننده تأثیر معنیداری بر افزایش جوانهزنی بذرهای گندم، کلزا، یونجه، شبدر و کاهو ندارد. اما تفاوت معنیداری بین درصد جوانهزنی خیار و جو در نمونه جداشده و نمونه اولیه مشاهده شد، به نحوی که درصد جوانهزنی این بذرها به ترتیب 15 و 34/17 درصد نسبت به بذرهای اولیه افزایش یافت.

کلیدواژه: جداکننده الکتروستاتیکی، میدان الکتریکی، درصد جوانهزنی، بذر

1) مقدمه:

تولید دانه، بنیاد کشاورزی اولیه و تمدنهای بعدی را تشکیل میدهد. دانهها قسمت عمده رژیم غذایی بشر را تشکیل داده و هنوز هم این نقش خود را حفظ کردهاند. علاوه بر منابع غذایی انسان، دانهها دارای مصارف تجاری فراوانی نیز هستند و منبع اصلی و ماده خام بسیاری از کارخانهها را نیز تشکیل میدهند [5]. تلاشهای انجام گرفته برای کاهش اتلاف بذر باعث بهوجود آمدن و گسترش وسایل و روشهایی برای افزایش بازده تولید، جداسازی، تیمارداری، جابجایی و انبارداری بذر شده است کیفیت بذر اثر زیادی بر روی میزان محصول دارد، لذا در هر واحد کشاورزی باید سعی گردد از بذرهایی استفاده شود که دارای قدرت جوانهزنی بالایی باشند [4].

بهترین روشهای شناخته شده برای افزایش قدرت جوانهزنی بذرها، استفاده از میدانهای الکتریکی و مغناطیسی است که به مانند روشهای معمول دیگر مانند تیمار با آب معمولی و آب فعال(اسیدی یا قلیایی) می تواند قدرت جوانهزنی را افزایش دهد [9]. در سال ۱۹۸۶ رومل و همکاران آزمایشی را با دو جداکننده الکتریکی با میدان ثابت و متناوب برای ارزیابی امکان جداکردن بذرهای بارور و بذرهای نابارور انجام دادند. نتیجه آزمایشها نشان داد که طبقه بندی جو و حصیر به این روش قدرت نامیه بذرهای جداشده را تا 20% افزایش میدهد [8]. کردیونفاگ و همکاران تاثیر شدت و زمان میدان الکتریکی یک جداکننده الکتروستاتیکی نوع صفحهای را بر مراحل جوانهزنی گیاه برنج مطالعه و بررسی نمودند. ظرفیت جداسازی این جداکننده kg/hr1000 و شدت میدان الکتریکی بین صفحات آن بین 5/4 تا kV/cm 6 متغییر بود. مدت زمان قرارگیری بذرها در میدان الکتریکی از صفر تا 25 ثانیه قابل تغییر بود. بذرهای جداشده کشت گردید و سپس درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی و طول ریشه برنج اندازهگیری و با بذرهای بدون تیمار (شاهد) مقایسه شد. در این آزمایش بذرها به دو روش تحریک شدند: الف) قرارگیری بذرها درون میدان الکتریکی در مدت زمان ثابت 5/2 ثانیه و شدت میدان متغییر از 4 تا kV/cm 6 و ب) شدت میدان ثابت kV/cm 4 در بازههای زمانی متفاوت از 5/2 تا 25 ثانیه. نتایج نشان داد که میزان ولتاژ تاثیری چشمگیری بر درصد جوانهزنی ندارد ولی با افزایش مدت زمان قرارگیری بذرها در میدان، تاثیر میدان الکتریکی بر افزایش جوانهزنی و طول ریشه محسوستر بود به نحوی که در شدت میدان kV/cm 4 و مدت زمان 25 ثانیه درصد جوانهزنی 18% و طول ریشه 11% افزایش یافت [7]. استفا در سال ۲۰۰۱ تحقیقاتی روی تاثیر میدان با تخلیه الکتریکی بر کیفیت بذر هویج انجام داد. نتیجه آزمایشها نشان داد که تحریک بذرهای هویج با میدان الکتریکی قدرت جوانهزنی بذرها را نسبت به سایر روشها (جوانه زنی بذرها بدون هیچگونه تحریک، خیساندن بذرها در آب معمولی به مدت ۲۴ ساعت، خیساندن بذرها در آب معمولی به مدت ۲۴ ساعت و مرطوب کردن مرتب بذرها تا جوانهزنی، خیساندن بذرها در آب قلیایی که pH آن ۶۵/۱۱ بود به مدت ۲۴ ساعت) از ۷ تا ۱۹% درصد افزایش میدهد [9]. استفا و پوزیلین تاثیر میدان الکتریکی یک جداکننده نوع تسمهای (شکل 2-30) را بر تحریک جوانهزنی بذر جو مورد بررسی قرار دادند. این جداکننده بذرها را به سه دسته تقسیم میکرد و شدت میدان الکتریکی در آن حداکثر kV/m 50 بود. پس از انجام جداسازی، درصد جوانهزنی در دو بخش از بذرهای جداشده با درصد جوانهزنی بذرهای شاهد مقایسه گردید. در این آزمایش بذرهایی که دارای قدرت جوانهزنی پایینتری بودند، درون بخش دوم جداکننده جمع شدند. درصد جوانهزنی بخش اول با شاهد تفاوت قابل ملاحظهای داشت، اما در بخش دوم تفاوت چشمگیری مشاهده نشد. در این آزمایش درصد جوانهزنی به میزان زیادی به شدت میدان الکتریکی و مدت زمان قرارگیری بذر در میدان وابسته بود [10]. بصیری و اسحق بیگی اثر میدان الکتریکی بر جوانهزنی بذر کلزا را مورد بررسی قرار دادند. در این آزمایش میدان الکتریکی به دو روش بر بذرها اعمال شد: شدت میدان متغییر در مدت زمان ثابت (۶ ، ٨ و ۱٠ kV/cm در بازه زمانی ثابت ٨٠ ثانیه) و شدت میدان ثابت در بازه های زمانی متغیر( kV/cm٨ در سه بازه زمانی ٨٠، ۱٠٠ و ۱۲٠ ثانیه). نتایج بدست آمده در این آزمایش نشان داد که تیمارهای اعمال شده اثر معنیداری در سطح 5 درصد بر روی طول ریشهچه و ساقهچه داشته است. اما روی سرعت و درصد جوانهزنی بذر اثر معنیداری مشاهده نگردید. در این آزمایش تیمار kV/cm 8 در مدت زمان 120 ثانیه بیشترین تاثیر را بر طول ریشهچه و ساقهچه داشت [2]. بصیری و همکاران تاثیر میدان الکتریکی بر جوانهزنی بذر ماش سبز مورد مطالعه قرار دادند. در این آزمایش بذرها تحت تاثیر میدان الکتریکی شامل 6، 8 و kV/cm 10 در مدت زمان 20 ثانیه، kV/cm 8 در بازه های زمانی 20، 40 و 60 ثانیه و kV/cm 10 در مدت 120 ثانیه قرار گرفته و سپس با شاهد مقایسه گردیدند. طول ریشه چه و ساقه چه، درصد جوانه زنی و سرعت جوانه زنی اندازه گیری شدند. با توجه به نتایج آزمایشها، شدت بالای میدان الکتریکی (S120 kV/cm + 10) بهترین نتیجه را نشان داد و تمام تیمارها اثر معنیداری بر روی طول ریشهچه، ساقهچه و سرعت جوانهزنی بذر ماش سبز نشان دادند اما اثر معنیداری بر درصد جوانهزنی مشاهده نشد [3].

یکی از روشهای جدید در فرآیند جداسازی بذر استفاده از خصوصیات الکتریکی بذرهاست. این جداکنندهها، که جداکننده الکتروستاتیکی نام دارند، از اختلاف در خصوصیات الکتریکی بذرها استفاده میکنند و بذرهایی را که با روشهای معمول دیگر قابل جداسازی نیستند، جدا مینمایند. این جداکنندهها قادرند بذرهایی را که دارای خصوصیاتی مشابه با بذر اصلی هستند، جدا نمایند همچنین درصد جوانهزنی را نیز بهبود بخشند [1].

در این تحقیق اثر میدان الکتریکی جداکننده الکتروستاتیکی ساخته شده توسط نگارندگان بر جوانهزنی چندین بذر، که توسط این دستگاه جداسازی و درجهبندی شده بودند، مورد بررسی قرار گرفت.

مواد و روشها

جداکننده الکتروستاتیکی مورد استفاده (شکل1) از نوع تسمهای بود. اجزای تشکیل دهنده دستگاه شامل: منبع ولتاژ بالا با بیشینه ولتاژ تولیدی 7/11 کیلو ولت (جریان مستقیم)، مخزن بذر، استوانه باردارکننده بذرها، تسمه جابجاکننده بذرها، الکترود یونیزه کننده، سینی جمعآوری بذرها، برس تمیز کننده و موتور الکتریکی بودند.

پس از انجام عملیات جداسازی، بهمنظور بررسی اثر میدان الکتریکی جداکننده بر درصد جوانهزنی بذرها، تعداد 30 بذر از خانه اول سینی جمعآوری بذرها انتخاب و درون پتریدیشهایی به قطر 8 سانتیمتر کاشته شد. برای هر واحد آزمایشی، ابتدا بذرها را با محلول هیپوکلریت سدیم 5 درصد و قارچ کش بنومیل دو در هزار، ضد عفونی کرده و پس از شستشو با آب مقطر، درون پتری‌دیش بر روی دو لایه کاغذ صافی قرار داده شد. مقدار 5 میلی‌لیتر آب مقطر به آن اضافه و درب پتریها جهت جلوگیری از تبخیر و آلودگی با پارافیلم بسته شد. سپس پتریها به مدت 10 روز درون اتاقک رشد با دمای 25 درجه سانتیگراد و در حضور نور دایم قرار گرفتند. جهت مقایسه اثر میدان الکتریکی، از نسبت بذرهای جوانهزده در هر تیمار نسبت به تیمار شاهد به عنوان معیاری از تغییر میزان جوانهزنی استفاده گردید.

شکل 1) جداکننده الکتروستاتیکی مورد استفاده

بذرهای مورد آزمایش شامل: گندم، جو، کلزا، شبدر، یونجه، خیار و کاهو بودند. این بذرها از آزمایشگاه زراعت دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد تهیه شد. تمامی این بذرها در سالهای 1385- 1386 برداشت شده بود. ولتاژ بهکار رفته برای جداسازی بذرها به ترتیب: 5/11، 5/11، 11، 5/10، 5/8، 11 و 6 کیلو ولت و مدت زمان قرار گیری تمامی بذرها درون میدان الکتریکی جداکننده، 32 ثانیه بود [1].

3) نتایج و بحث

ده روز پس از کشت بذرها درون پتریدیشها، تعداد بذرهای جوانهزده اندازهگیری و درصد بذرهای جوانهزده برای هر بذر مطابق فرمول زیر، تعیین و بر روی آنها مقایسه آماری صورت گرفت.

نتایج حاصل از جدول تجزیه واریانس نشان داد که نوع بذر، تیمار بذرها درون میدان و اثر متقابل نوع بذر و تیمار اثر معنیداری (01/0P≤) بر درصد جوانهزنی بذرها دارند (جدول 1).

با توجه به جدول مقایسات میانگین در بین بذرهای مورد آزمایش بیشترین میانگین درصد جوانهزنی مربوط به شبدر، یونجه، کلزا و گندم و کمترین درصد جوانهزنی مربوط به کاهو و خیار بود. که نشان از قوه نامیه پایین این دو بذر داشت (جدول 2).

همچنین مقایسات میانگین درصد جوانهزنی در بذرهای شاهد و بذرهایی که تحت تاثیر میدان الکتریکی جداکننده قرار گرفته بودند نشان داد که بذرهای تحت تاثیر میدان با میانگین 19/94 درصد بیشترین و بذرهای شاهد با میانگین 62/87 درصد کمترین درصد جوانهزنی را داشتهاند. این نتایج نشان دهنده تاثیر معنیدار میدان الکتریکی جداکننده بر درصد جوانهزنی کل بذرها بود (جدول 2). مقایسات میانگین اثر متقابل نوع بذرها و تیمار نشان داد که بین درصد جوانهزنی بذرهای شاهد و بذرهای جدا شده توسط جداکننده در شبدر، یونجه، کلزا، کاهو و گندم تفاوت معنیداری وجود ندارد. بهنظر میرسد دلیل افزایش نیافتن درصد جوانهزنی در این بذرها، کم بودن زمان قرار گیری بذرها درون میدان یا کم بودن شدت میدان الکتریکی بهکار رفته، برای تحریک جوانهزنی این بذرها باشد. بصیری و اسحق بیگی اثر میدان الکتریکی بر جوانهزنی بذر کلزا را مورد بررسی قرار دادند و به نتایج مشابهی دست یافتند. در این آزمایش قرارگیری بذرها درون میدان الکتریکی، اثر معنیداری روی افزایش سرعت و درصد جوانهزنی بذر نداشت. اما تاثیر میدان بر روی طول ریشهچه و ساقهچه معنیدار گشت [2]. بصیری و همکاران نیز نتایج مشابهی در مورد ماش سبز بهدست آوردند [3]. کردیونفاگ و همکاران نیز به این نتیجه دست یافتند که میدان الکتریکی با شدت 5/4 تا 6 کیلو ولت بر سانتیمتر مدت و بازه زمانی از صفر تا 25 ثانیه تاثیری بر افزایش درصد جوانهزنی بذر برنج ندارد [7]. در رابطه با درصد جوانهزنی بذرهای خیار و جو، بین تیمار و شاهد تفاوت معنیداری وجود داشت به نحوی که در مورد خیار بیشترین درصد جوانهزنی با میانگین 67/86 درصد مربوط به بذرهای بدست آمده از جداکننده و کمترین مقدار آن مربوط به بذرهای شاهد با میانگین 67/71 درصد بود. در مورد جو نیز بیشترین درصد جوانهزنی مربوط به بذرهای تیمار شده با میدان الکتریکی جداکننده با میانگین 67/94 درصد و کمترین مقدار آن مربوط به بذرهای شاهد با میانگین 33/77 درصد بود. در این آزمایش درصد جوانهزنی جو تا حدود 34/17 درصد افزایش یافت. رومل و همکاران نیز به این نتیجه رسیدند که درصد جوانهزنی جو، در ولتاژ 5 کیلو ولت، تا حدود 20 درصد افزایش مییابد [8]. در خصوص علل تاثیر میدان الکتریکی ایزوبه و همکاران اظهار داشتند که پولاریزاسیون الکتریکی سیستمهای غشایی، منجر به تجمع غیر طبیعی آب و آبدار شدن ماکروملکولهای ذخیرهای در جریان فرایند جذب میگردد. این عامل منجر به تورم بیش از حد ماکروملکولهای ذخیرهای و در نتیجه شکستن سیستمهای غشایی و نامنظم شدن شکل طبیعی بافتها و در نتیجه افزایش جوانهزنی میگردد [6].