نوري، ميزان، گياه

دانلود پایان نامه ارشد

بخشهاي هوايي به ريشه گياه تحت نور قرمز در مقايسه با دو نور مذکور بود. اسميت و ريد [243] گزارش کردند که ميزان کلونيزاسيون ميکوريزايي در شدت نور پايين نسبت به شدت نور بالا کاهش مييابد. آنها گزارش نمودند که احتمال دارد دليل اين امر وجود منبع کربوهيدرات کمتر تحت شرايط شدت نور پايين باشد که در نتيجه کاهش در ميزان قند موجود در گياه، کلونيزاسيون ميکوريزايي کاهش مييابد. هيمن [124] گزارش نمود که ميزان کلونيزاسيون در شدتهاي نوري بالا بيشتر از شدتهاي نوري پايين بوده (اين شدت براي هر گياه متفاوت ميباشد) و با ميزان قند موجود در ريشه گياه همبستگي مثبت دارد. وي اظهار داشت که کاهش ميزان کلونيزاسيون در شدت نور پايين، در صورت فراهمي بالاي فسفر تشديد ميگردد. همچنين هيمن [123] در گزارش ديگري در رابطه با اثر تلقيح ميکوريزا در پياز (Allium cepa) تحت شدتهاي نوري کم (13000 لوکس) و زياد (25000 لوکس) نيز به همين نتايج دست يافت و اظهار نمود که ميزان کلونيزاسيون ميکوريزا در ريشه ميزبان تحت شرايط روز بلند و شدت نور بالا افزايش مييابد که دليل اين امر افزايش ميزان کربوهيدرات محلول در ريشه گياه ميباشد. به طور کلي، کاهش ميزان آلودگي ميکوريزايي در شدت نورهاي پايين نسبت به شدتهاي نوري بالا ميتواند به دليل کاهش فعاليتهاي ميکوريزايي باشد، به طوري که تحت شدت نور پايين، مواد فتوسنتزي کافي در گياه ميزبان وجود نداشته و قارچ دچار نوعي کمبود ميگردد و انتقال کربوهيدرات به سلولهاي کورتکس ريشه کاهش مييابد. در مطالعه فرگوسن و منگ [92] تلقيح سودان گراس با G. fasciculatus تحت شدتهاي نوري متفاوت (400 و 700 ميکرومول فوتون بر متر مريع در ثانيه)، باعث افزايش آلودگي ميکوريزايي با افزايش شدت نور گرديد. در مطالعه رينهارد و همکاران [219] در گياه نخود فرنگي (Pisum sativum L.) نيز کاهش شدت نور، ميزان کلونيزاسيون ميکوريزا را به طور معنيداري نسبت به شدت نور بالا کاهش داد. در مطالعات گلخانه اي، کاهش ميزان آلودگي ميکوريزايي در طي پاييز و زمستان به دليل کاهش در شدت نور گزارش شده است [92 و 123]. با اين حال، عکسالعملهاي بسيار متفاوت گونههاي گياهي به برقراري کلونيزاسيون قارچي در مطالعات مختلف گزارش شده است [65، 72، 117، 146 و 147]. در مطالعه فورلان و فورتين [95] در رابطه با تأثير تلقيح پياز با ميکوريزاي Gigaspora calospora در 4 شدت نور 5، 10، 15 و 20 کيلو لوکس، درصد کلونيزاسيون در شدت نورهاي 5 و 10 کيلو لوکس بيشتر از شدتهاي نوري بالاتر بود. آنها نتيجهگيري کردند که فرضيه افزايش ميزان کلونيزاسيون ميکوريزايي تحت شدت نورهاي بالا، همواره عموميت نداشته و بسته به گونه قارچ و گياه ميتواند متفاوت باشد. در مطالعه گراهام و همکاران [113] ميزان کلونيزاسيون سودان گراس تحت تأثير شدت نورهاي 50، 75 و 100 ميکرومول فوتون بر مترمربع در ثانيه قرار نگرفت و گياهان موجود در هر سه شدت نور، ميزان کلونيزاسيون يکساني نشان دادند. با توجه به گزارشات موجود در مورد عکس العملهاي متفاوت گونههاي گياهي به برقراري همزيستي با ميکوريزا، لزوم انجام مطالعات بيشتر در شدت نورهاي متفاوت ضروري به نظر ميرسد.

2-13- تشعشع
2-13-1- پاسخهاي گياهي
2-13-1-1- فتوسنتز
تشعشع، منبع اصلي انرژي براي فتوسنتز، تنها پروسهايي که قادر به تثبيت انرژي خورشيد و برقرار کنند? حيات در روي کر? زمين است، ميباشد. تشعشع نه تنها از طريق شدت نور، بلکه توسط طول موج قابل دسترس براي گياه و مدت زمان تابش نور در فرآيند فتوسنتز دخيل ميباشد. طول موج موثر در فتوسنتز در محدوده 400 تا 700 نانومتر قرار دارد [251]. فوتونهاي موجود در اين محدود? طول موج همگي داراي ارزش يکساني در فتوسنتز گياهان نميباشند که در شکل2-4 نشان داده شده است. در طول موجهاي بين 400 تا 600 نانومتر عملکرد نسبي کوانتوم کمي کاهش مييابد و در 10 تا 25 درصد گونههاي گياهي بيشترين ميزان اين کاهش بين طول موجهاي 500 تا 600 نانومتر ميباشد که دليل آن، عدم جذب کافي طول موجهاي مذکور توسط کلروفيل است. در نتيجه عدم جذب و در نهايت بازتاب طول موج در اين ناحيه، گياه به رنگ سبز مشاهده ميشود [160].
نياز گياهان به طول روز و شدت نور متفاوت است. سطح تشعشع مناسب براي رسيدن به اشباع نوري در بسياري از گياهان C3 حدود 400 ميکرومول فوتون بر مترمربع در ثانيه به همراه 16 ساعت طول دوره نوردهي گزارش شده است [160 و 183]. گروه ديگري از گياهان که نياز نوري بالايي دارند، به ويژه گياهان داراي سيستم فتوسنتزي C4، به تشعشع 500 ميکرومول فوتون برمترمربع در ثانيه و به مدت 16 ساعت براي رسيدن به حداکثر رشد خود نياز دارند. اين در حالي است که گياهان کند رشد و علفي نيازمند طول روز 8 ساعت و شدت نور 10 تا 50 ميکرومول فوتون بر مترمربع در ثانيه براي رشد خود ميباشند و با ميزان بالاتر از آن قادر به ادامه رشد نخواهند بود. تشعشع پايين نوري در اکثر گياهان، باعث تشکيل برگهاي کوچک با نسبت بيشتر طول به عرض، طويل شدن ميانگرهها، کاهش محتواي کلروفيل و توليد وزن خشک کمتر به ويژه در مرحله بلوغ ميگردد. بر خلاف آن، سطوح بالاي تشعشع، باعث تحريک رشد جوانههاي جانبي، تکثير و ازدياد نقاط رشد، تخريب نوري کلروفيل (سفيد شدن)99 و ايجاد آثار تنش نوري مانند افزايش توليد و تجمع آنتياکسيدانها ميگردد. همچنين تشعشع بالاي نوري، منجر به افزايش دما و سپس از دست رفتن آب برگ ميگردد و علائم نکروزه شدن در برگ و در نهايت در کل گياه ظاهر ميشود [160].
در فرآيند فتوسنتز و جذب نوري، علاوه بر کلروفيل، ساير رنگدانهها به ويژه کاروتنوئيدها100 و فايکوبايلين ها101 نيز موثر ميباشند. اين فرآيند، مجموعه پيچيدهاي از پاسخهاي رنگدانههاي متعدد ميباشد و نبايد تنها با جذب طيفي کلروفيل اشتباه گرفته شود [160].
2-13-1-2- فتومورفوژنز102
فتومورفوژنز، تأثير نور بر فعاليتهاي نموي گياه است. پاسخهاي متعدد گياهي مانند جوانهزني، گلدهي، حرکتهاي نورگرايي که تنها با حضور نور انجام ميشوند و تحت تأثير شدتهاي حداقل نوري ميباشند از جمله فعاليتهاي فتومورفوژنزي گياه محسوب ميگردند [160].
مطالعه عکسالعملهاي گياه به نورهاي تک رنگ نشان داده است که بالاترين ميزان فتومورفوژنز در دو محدوده از طيف نور مرئي شامل طول موج آبي (400 تا 500 نانومتر) و قرمز دور (600 تا 700 و 700 تا 800 نانومتر) صورت مي گيرد. عکسالعمل گياه در محدوده 600 تا 800 نانومتر با واسطهگري رنگدانههاي فيتوکروم انجام ميگيرد که بهترين معرف براي رنگدانههاي دخيل در فتومورفوژنز گياهان آلي ميباشند.
اين رنگدانهها که رنگدانههاي فوتوکروميک مايل به آبي هستند در دو فرم جذبکننده قرمز (فرم غير فعال يا pr) و جذب کننده قرمز دور (فرم فعال يا pfr) وجود دارند. در جذب آنها، باند باريک در محدوده طيف قرمز با پيک 660 نانومتر و همچنين قرمز دور با پيک 725 نانومتر، مهمترين طول موجها به حساب ميآيند [160 و 251]. طيف جذبي در هر دو فرم در محدوده طول موج 380 تا 700 نانومتر ميباشد و اين در حالي است که Pfr طول موجهاي 700 تا 800 نانومتر را نيز جذب مينمايد. با تخمين نسبت فعال فيتوکروم به مجموع فيتوکروم (Pfr/Ptotol) که تثبيت نوري فتيوکروم103 نام دارد (?)، پاسخهاي فتومورفوژنتيکي توسط فيتوکرومها قابل بررسي ميباشند.

تثبيت نوري فيتوکروم بسته به منبع نوري از 1/0 با طيف مادون قرمز تا 75/0 يا 89/0 با طيف قرمز متغير است [160].
مطالعات ديگر، وجودگيرنده هاي نوري ديگري را گزارش ميدهند که جذبکننده نور آبي ميباشند، اما از آنجايي که قابل شناسايي نيستند، اثرات آنها نسبت به ساير فيتوکرومها کمتر شناخته شده است. اين گيرندههاي نوري، کريپتوکروم104 نام دارند و طول موجهاي آبي و UV-A را در محدوده 370 و 450 نانومتر جذب ميکنند [192]. باز شدن روزنهها، حرکات وابسته به نور يا فتوتروپيسم، تشکيل آنتياکسيدانها و ساير رنگدانههاي ديگر مانند کاروتنوئيدها، بيوسنتز کلروفيلها و بسياري پروسههاي مهم فتومورفوژنتيک ديگر در گياه با کمک اين گيرندههاي نوري صورت ميگيرد. نمو کلروفيل در گياهان عالي و جلبکها نيازمند دريافت تشعشع آبي در محدوده طول موجهاي 400 تا 500 نانومتر و همچنين ماوراء بنفش نزديک در محدوده 380 تا 400 نانومتر ميباشد [42 و 233]. نسبت بحراني و يا جريانهاي تشعشعي در طيف آبي خالص براي اين پديدهها تعيين نشده است. هر چند گزارشاتي پراکنده در برخي موارد وجود دارد. به عنوان مثال ويلر و همکاران [270] گزارش کردند که براي کنترل طويل شدن ساقه سويا (Glycine max L.)، طيف آبي (400 تا 500 نانومتر) با شدت 30 ميکرومول فوتون بر متر مربع در ثانيه کافي است. لازم به ذکر است که وجود نور آبي در طيف نوري به کار رفته در اتاق رشد گياه، به اندازه نسبت R/FR داراي اهميت ميباشد. طول موج آبي باعث کوتاه شدن ميانگرههاي گياه ميگردد در حالي که دريافت مادون قرمز بالا توسط رنگيزههاي نوري منجر به افزايش طول ميانگرهها ميشود. بنابراين تعادل بين طيف آبي و مادون قرمز براي برخي گياهان بسيار لازم است.
عکسالعملهاي گياهان به طيف نوري، بسيار متغير ميباشد و اين امر در پرورش گياهان در اتاقکهاي رشد بسيار با اهميت بوده و مطالعات زيادي را در اين راستا ميطلبد.
2-13-2- منابع تشعشع در اتاقکهاي رشد گياهي
در اتاقکهاي رشد گياهي، انواع لامپهاي تشعشعي ميتواند مورد استفاده قرارگيرد. مزايا و معايب لامپهاي متفاوت بر اساس مقايسه انتشار طيفي از آنها، ميزان طول عمر لامپها، کاهش خروجي در اثر افزايش طول عمر و همچنين ميزان بازده فتوسنتزي لامپ مشخص ميشود. نورهاي مصنوعي مورد استفاده در اتاقکهاي رشد گياهي، بايد تأمين کننده انرژي کافي براي فتوسنتز و نمو گياه باشد [181]. پخشيدگي طيفي در برخي از لامپ هاي مورد استفاده در اتاقکهاي رشد گياه در شکل 1-2 نشان داده شده است.
بازده فتوسنتزي لامپ، نشان دهنده جريان فوتون فتوسنتزي در هر واحد ورودي الکتريسيته ميباشد.
طول عمر لامپ، تعداد ساعات کارکرد 50 درصد لامپ است که از زمان اوليه تابش تا بيش از 10 ساعت ميسوزد.
کاهش خروجي لامپ، عبارت است از کاهش خروجي لومن105 (واحد تشعشع و برابر با مقدار نوري است که از يک شمع بينالمللي ساطع ميگردد) لامپ در ازاي تعداد ساعات کارکرد آن، از اولين لحظهاي که لامپ روشن ميشود [160].
2-13-2-1- انواع لامپهاي مورد استفاده در اتاقکهاي رشد
2-13-2-1-1- لامپهاي رشته-گداختهاي106
نور توليد شده توسط اين لامپها، تشعشع بوجود آمده در اثر جسم داغ است. بنابراين عموماً اين نور، تشعشع جسم سياه107 است و طيف ساطع شده از آن بستگي اصولي به دماي جسم داغ دارد. در اکثر اين لامپها رشته تنگستن بکار برده شده است و دماي آن بين 2700 تا 3050 درجه کلوين (2430 تا 2780 درجه سانتيگراد) ميباشد (شکل 2-5). در اين لامپها وقتي ولتاژ بالا ميرود دماي رشتههاي تنگستن نيز بالا ميرود. زماني که دما به بالاتر از 2600 درجه کلوين برسد، تنگستن شروع به ساطع کردن تشعشع قابل رويت چشم انسان ميکند که نشان دهنده افزايش دما بوده و اين طيفها به طول موجهاي کوتاهتري از تشعشع تبديل ميشوند (شکل 2-5). به دليل اين تغيير طيف جريان فوتون در اين طول موجهاي کوتاهتر، نسبت به مجموع انرژي تشعشع شده بيشتر افزايش مييابد، به عبارت ديگر بازده و راندمان فوتون افزايش مييابد [160].
دماي اين رشتهها به نزديکي نقطه ذوب ميرسد و به همين دليل طول عمر آنها پايين ميآيد، بنابراين اکثر لامپهاي رشتهاي تنگستني در دماهاي خنکتر کار ميکنند. شکل 2-5-الف بيشترين انرژي ساطع شده از اين لامپها را که مادون قرمز است نشان ميدهد. در اتاقکهاي رشد گياهي، گرماي ايجاد شده توسط امواج مادون قرمز براي گياهان بدون استفاده است. تغيير ولتاژي که لامپها را روشن ميکند باعث تغيير دماي اين رشتهها ميشود. اين تکنيک براي تنظيم تشعشع به کار ميرود اما تغيير طيفي بوجود خواهد آمد (ولتاژ کمتر، نسبت مادون قرمز به امواج يا تشعشع قابل رويت بيشتر) [160].
طيف ايجاد شده توسط لامپهاي رشته-گداختهاي ميتواند با

پایان نامه
Previous Entries گياه، ميکوريزا، افزايش Next Entries نور فلورسنت