مبانی نظری تنش خشکی و مقابله گیاه و نانوسوپرجاذب ها

توضیحات: 26صفحه فارسی (word) با منابع کامل

تحقیق آماده با رفرنس دهی کامل فارسی و انگلیسی و پانویس ها مناسب برای پروپوزال و پایان نامه

خلاصه ای از کار:

چگونگی مقابلة گیاهان با تنش خشکی در مزرعه

آب ملکول مهمی برای تمامی فرآیندهای فیزیولوژیکی گیاهان بوده، بین 80 تا 90 % بیوماس گیاهان علفی را تشکیل می‌دهد. اگر مقدار آب در گیاه کافی نباشد، گیاه مرحله کم آبی را تجربه نموده که اصطلاحاً به آن خشکسالی می‌گویند. کم آبی نه تنها در اثر کمبود آب، که در اثر تنش‌هایی همچون دمای پایین یا شوری نیز حاصل می‌شود، بنابراین در این فرآیندها و فعل و انفعالات، ترکیبات ملکولی زیادی دخالت دارند. همه این تنش‌ها واجد یک اثر منفی بر روی تولید و عملکرد گیاه می باشند که این خود، حوزه تحقیقاتی وسیعی را برای بهبود عملکرد گیاهی می‌طلبد. گیاهان برای سازگار شدن با شرایط کم آبی، مکانیزم‌های گوناگونی را توسعه داده اند. جنبه‌های ژنتیک ملکولی، امکان پاسخ مناسب و سازگاری با این تنش را به آنها داده است. اثرات متقابل بین گیاه و محیط، بستگی به شدت و مدت زمان دوره کم آبی و نیز مرحله نمو گیاه و پارامترهای مورفولوژیکی / آناتومیکی گیاه دارد. تمامی موجودات زنده از باکتری‌ها تا یوکاریتها، برخوردار از یک سری سنسورها، واسطه‌های انتقال دهنده پیام و تنظیم کننده‌هایی هستند که امکان پاسخ و سازگاری با تغییرات آب قابل دسترس را برای آنها فراهم ساخته است. دستگاه پاسخ سلولی شامل مواد انتقال دهنده محلول نظیر اکواپورین‌ها، فعال کننده‌های رونوشت‌برداری، آنزیم‌های رمز کننده محلولهای سازگار، مواد تخریب کننده اکسیژن فعال و نیز پروتئین‌های محافظت کننده می‌باشد. برخی ارگانیسم‌ها برخوردار از مکانیزم‌های بسیار موثری برای زندگی در آشیانه‌های اکولوژیک کم آب می‌باشند. برای دفاع در مقابل صدمات ناشی از کم آبی و پسابیدگی، دو استراتژی عمده را میتوان برشمرد: یکی سنتز ملکولهای محافظت کننده در طی مرحله جذب مجدد آب برای اجتناب از این صدمات، و دیگری یک مکانیزم جبرانی در طی جذب مجدد آب برای خنثی‌سازی صدمات وارده (پاک نژاد و همکاران، 1385).

...............

- حفظ موازنة صحیح آبی:

در همین رابطه، دو گونه‌ی بلوط همیشه سبز را در کنار هم در منطقه اورای پرتقال، مورد مقایسه قرار داده و در یافتند که هیچ اختلاف معنی‌داری از نظر مقادیر آسمیلاسیون خالص کربن هنگامیکه رطوبت کافی در خاک وجود داشت و یا در مورد گیاهان تحت تنش خشکی ملایم در اول جولای، وجود ندارد. با وجود این, تا انتهای تابستان گرم و خشک (ماه سپتامبر) مبادلة گازی نیمروزی در Q.ilex نسبت به Q. suber كمتر متأثر گردید. یعنی تا انتهای تابستان پتانسیلهای آبی بسیار بالاتری در برگهای ( Q.ilex- 1.52مگا پاسگال ) در مقایسه با     38 .2- مگا پاسگال برای Q. suber مشاهده گردید. و چنین فرض شد که ریشه های  Q.ilex قادر به مکش و دریافت آب از لایه های عمیق تر خاک بودند که به آنها اجازه می داد در مقایسه با Q. suber برای دورة طولانی تری مقادیر بالاتری از جریان آب و آسمیلاسیون برگی را حفظ کنند. افزایش تراکم ریشه در واحد حجم خاک در گیاهان یک ساله نظیرLupinus albus نیز در شرایط کمبود آب مشاهده شده است.(شکل زیر) در کل، رشد اندام هوایی در مقایسه با ریشه در برابر کمبود آب حساس تر است. مکانیسم هایی که زمینة پایداری و تداوم رشد ریشه را تحت تنش خشکی فراهم می‌آورند شامل تنظیم اسمزی، افزایش در ظرفیت از بین رفتة دیوارة سلولی و همچنین انباشت ABA داخلی به جهت ممانعت از تولید اتیلن, می‌باشند.

...............

-اثر تنش خشكی بر میزان تجمع اسید آبسزیك

خشکی یکی از عوامل اصلی تهدید کننده محصولات زراعی است. غلظت اسید آبسزیک همراه با تنش خشکی در گیاهان افزایش می یابد و قادر است فیزیولوژی گیاه را در مقابل تنش تنظیم نماید. ABA یکی از مواد تنظیم کننده رشد گیاهی می باشد که نقش مهمی در بسیاری از جنبه های رشد و نمو گیاه از جمله رسیدگی، خواب بذر و سازگاری به تنش های محیطی مختلف ایفاء می کند (Seo et al., 2000). یکی از مهم ترین وظایف ABA القاءبسته شدن روزنه ها در مواجهه با کمبود آب است. تحت شرایط کمبود آب، سطح ABA در ریشه ها افزایش می یابدو از ریشه ها به برگ ها ، جایی که بسته شدن روزنه را القاء می کند، انتقال می یابد. در نتیجه با بسته شدن روزنه ها تعرق کم می شود. علاوه بر این، کمبود آب تولید ABA در برگ ها و توزیع مجدد آن از مزوفیل به اپیدرم و بسته شدن روزنه ها را به دنبال دارد. از طرفی روزنه ها نیز قادر به ساخت ABA مورد نیاز خود هستند. ABA که در اثر کمبود آب، تنش سرما و تراکم‌های بالای نمک افزایش می‌یابد، اثرات منفی وارد شده به گیاه را می‌کاهد. مطالعات گسترده نشان داده است که کاهش در هدایت روزنه‌ای برگ تا حد زیادی به افزایش سطح ABA در آوند چوبی بستگی دارد. بنابراین ABA می تواند به عنوان یک علامت تنش خشکی، هدایت روزنه ای را تنظیم کند( Tardieo et al., 1992).

............

-اثر تنش خشکی بر ویژگی‌های فیزیولوژیک و میزان آنتی اکسیدان‌ها

نتایج مطالعات نشان می‌دهد در شرایط تنش وحتی تحت غلظتهای بالای CO2 محیطی ، باز هم فتوسنتز کاهش می‌یابد که بیان کننده این امر است که دستگاه فتوسنتز صرف نظر از بسته شدن روزنه ها، تحت تاثیر قرار گرفته است. در شرایط تنش کمبود آب روزنه‌ها در گیاه بسته می شوند و متعاقب آن غلظت CO2 در بافت مزوفیل کاهش می‌یابد و به دنبال این وضعیت واکنش‌های تاریکی فتوسنتز مختل شده و محصولات حاصل از واکنش‌های روشنائی ، که شامل ATP ، NADPH است ، مصرف نمی‌شود. در چنین شرایطی به دلیل عدم اکسید شدن مولکول NADPH ، مصرف NADP+ جهت دریافت الکترون کاهش می‌یابد، بنابراین مولکول اکسیژن در مسیر زنجیره انتقال الکترون به عنوان پذیرنده جانشین الکترون عمل می‌کند و منجر به شکل گیری رادیکال سوپر اکسید (O2-)، پر اکسید هیدروژن (H2O2) و رادیکال هیدروکسیل ( OH-) می‌گردد.  (Turkan et al., 2005).

...............

-فیزیولوژی جذب آب در گیاهان

نظر به اینکه آب مهمترین ماده زیستی برای تمام موجودات است در گیاهان نیز عامل اساسی زندگی و رشد و نمو است. آب در ساختار کلوئیدی پروتوپلاسم شرکت می‌کند و برای انجام فعالیتهای متابولیسمی ضروری است. در گیاه نیروی مکش موجب جذب و انتقال آب به قسمتهای مختلف می‌گردد این نیرو به نام پتانسیل آبی گیاه نامیده می‌شود که در اثر وجود یونهای آلی و کانی و کلوئیدهای موجود در یاخته حاصل می‌گردد. پتانسیل آبی در گیاه نیز مانند خاک منفی است و در مقایسه با پتانسیل آبی خاک منفی‌تر است.

................

- تاثیر تنش خشكی بر پارامترهای فلورسانس كلروفیل، محتوای كلروفیل و عملكرد دانه

پاک نژاد و همکاران (1385) تاثیر تنش خشكی بر پارامترهای فلورسانس كلروفیل، محتوای كلروفیل و عملكرد دانه ارقام مختلف گندم را مورد بررسی قرار دادند. به منظور بررسی اثر تغییرات فلورسانس سریع كلروفیل آزمایشی تحت شرایط مزرعه با هفت رژیم مختلف آبیاری برروی سه رقم گندم نان در چهار تكرار بصورت فاكتوریل در قالب طرح آماری بلوك‌های كامل تصادفی انجام شد. اندازه‌گیری پارامترهای فلورسانس كلروفیل...................

.....................

-نانو سوپر جاذب‌ها 

سوپر جاذب کشاورزی بصورت تجاری از سال 1970 و به وسیله متخصصان وزارت کشاورزی امریکا ابداع شد. در حال حاضر شرکتهای زیادی در امریکا ، اروپا و آسیا به تولید سوپرجاذبها اشتغال دارند . تولید سالانه آنها در سال 2005 به بیش از 1290 میلیون تن رسید . که از این مقدار حدود 37% در آسیا (به ویژه ژاپن) و 34% در امریکا و مابقی در اروپا تولید شده است . با توجه به مشکل کم آبی هر ساله سوپرجاذبها توجه بیشتری را به خود جلب نموده و در ایران نیز از سال 1370 کار پژوهش برروی آن شروع و در سال 1375 اولین شرکت بخش خصوصی نسبت به تولید آن اقدام نمود لیکن به دلایل مختلف بویژه گران بودن قیمت در مقایسه با کالای وارداتی در سال 1379 شرکت مذکور منحل گردید و درسال 1382 شرکت رهاب رزین تحت لیسانس پژوهشگاه پلیمر پتروشیمی ایران به تولید سوپر جاذبهای کشاورزی با نام تجاری سوپر آب اقدام نمودند  .

.................

سوپر جاذب و محیط زیست

با توجه به تحقیقات انجام شده در زمینه تولید و مصرف این مواد نتایج زیر حاصل شده است :

1- سوپر جاذب‌ها هرگز به مواد اولیه سمی خود تبدیل نمی‌شوند و بطور کامل غیر سمی هستند.

2- سوپر جاذب‌ها مواد خنثی و بی‌اثرند که مصرف آنها در کشاروزی ، آلودگی خاک و محیط زیست را به دنبال نخواهد داشت و  ایمنی استفاده آنها در خاک بوسیله موسسات تحقیقاتی معتبر جهانی تایید شده است.

....................

نکات قابل توجه در استفاده از سوپر جاذب‌ها

سوپرجاذبها جایگزین کودهای شیمیایی و آبیاری نمی‌باشند . این مواد تنها قابلیت نگهداری آب و برخی عناصر غذایی مورد نیاز گیاه را در خاک افزایش می‌دهند . سوپرجاذبها بر اساس نوع ترکیب شیمیایی می‌توانند عناصری نظیر : نیترات، فسفاتها، B , Zn , Fe , K را در خود نگهداری نموده و از آبشویی و هدر رفتن آنها جلوگیری بعمل آورند .

..............

- فهرست منابع

1_ احمدی، ع.، سعیدی، م و جهانسوز، م. 1384. الگوی توزیع مواد فتوسنتزی و پر شدن دانه در ارقام اصلاح شده گندم نان در شرایط تنش و عدم تنش خشکی. مجله علوم کشاورزی ایران، جلد 36، شماره6، 1333-.1343

2_ پاک نژاد، ف. 1384. بررسی اثر تنش خشکی بر شاخص های فیزیولوژیکی عملکرد و اجزای عملکرد سه رقم گندم. پایان نامه دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات.

........................