در مقالات قبلی به برخی از تکنولوژیهای نوظهور در جهت افزایش پارامترهای جوانه زنی و همچنین کنترل بیماریهای مرتبط با بذر پرداخته شد. در این مقاله به بررسی میدان مغناطیسی (Magnetic field) و تاثیر آن در پارامترهای جوانه زنی و مطالعات صورت گرفته در این ارتباط، خواهیم پرداخت.
میدان مغناطیسی چیست:
به طور ساده به ناحیه اطراف یک آهنربا، که در آن نیروهای مغناطیسی وجود دارد یک میدان مغناطیسی گفته میشود. به بیانی دیگر،میدان مغناطیسی نتیجه تأثیر دو بار مثبت و منفی بر همدیگر است که منجر به شکلگیری میدان مغناطیسی میشود. میدان مغناطیسی در اطراف جریان های الکتریکی، دو قطبی‌های مغناطیسی و جریان سیال رسانا وجود دارد. استفاده از خطوط نیروی مغناطیسی در حفظ مواد غذایی به عنوان یک فناوری غیرحرارتی در سال 1985 مطرح شد.
در حال حاضر،تاثیر مثبت میدان مغناطیسی به عنوان یک تکنولوژی در ارتباط با جوانه زنی بذر و رشد اولیه گیاه مورد توجه قرار گرفته است. برای این منظور بذر یا گیاهچه برای مدت زمان معینی تحت میدانهای الکترومغناطیسی با شدت های مختلف قرار داده میشوند (شکل 1).
 |
| شکل 1. نمونه ای از دستگاههای تولید کننده میدان مغناطیسی که در تیمار بذر و گیاهچه مورد استفاده قرار گرفته است. |
تاثیر میدان مغناطیسی بر گیاهان:
به طور کلی تاثیرات مفید میدان مغناطیسی در گیاهان در شکل 2 ارائه شده است. تأثیر میدان مغناطیسی بر عملکرد گیاهان سبب افزایش جوانه زنی بذر، افزایش رشد گیاهان، افزایش جذب آب و مواد مغذی، افزایش سنتز رنگدانهها، افزایش فعالیت پروتئینها و آنزیمها نسبت به شاهد (بدون تیمار میدان مغناطیسی) میشود.
 |
| شکل 2. تاثیرات کلی میدان مغناطیسی(MF+) بر پارامترهای جوانه زنی و رشد گیاهان |
مطالعات مرتبط با تاثیرمیدان مغناطیسی بر جوانه زنی بذر:
در یک مطالعه، Afzal و همکاران (2012) به بررسی تأثیرمیدان مغناطیسی با شدت100 میلی تسلا (MT) بر رشد اولیه، میزان جوانه زنی و پارامترهای بیوشیمیایی در بذر گل جعفری فرانسوی (French marigold) پرداختند. و نشان دادند که میدان مغناطیسی باعث بهبود رشد اولیه و افزایش 38 درصدی جوانه زنی نسبت به شاهد (بدون تیمار مغناطیسی) در این گیاه شد. آنها دلیل این امر را افزایش فعالیت آلفا آمیلازی(α-amylase) در اثر میدان مغناطیسی عنوان کردند که باعث بهبود جوانه زنی میگردد.
در مطالعه دیگری جوانه زنی و خصوصیات رشد اولیه بذر آفتابگردان (Helianthus annuus) تحت تاثیرمیدان مغناطیسی استاتیکی مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه بذور در یک ژنراتورمیدان الکترومغناطیسی با شدت میدان مغناطیسی متغیر (0تا250 میلی تسلا به مدت 1 تا 4 روز) قرار گرفت (Vashisth and Nagarajan, 2010) (شکل 3).
 |
| شکل 3. ژنراتورمیدان الکترومغناطیسی مورد استفاده برای تیمار بذر آفتابگردان (Vashisth and Nagarajan, 2010) |
نتایج این مطالعه حاکی از افزایش سرعت جوانه زنی و افزایش طول گیاهچه و وزن خشک گیاهچه در بذور تحت تیمار مغناطیسی بود. از بین تیمارهای مختلف شدتهای 50 و 200 میلی تسلا به مدت 2 ساعت بالاترین عملکرد را نشان داد. همچنین بذرهای کشت شده در سطح مزرعه نیز عملکرد بالاتری را در ارتباط با پارامترهای رشد نشان دادند. آنالیزها حاکی از افزایش فعالیت آنزیمی آلفا آمیلاز، دهیدروژناز و پروتئیناز در بذرهای تیمار شده بود (شکل 4).
 |
| شکل 4. تفاوت معنی دار بین بذور آفتابگردان از جنبه جوانه زنی (a) و پارامترهای رشد اولیه (b) تحت تیمار با میدان های مغناطیسی (50 تا 250 میلی تسلا) با بذور شاهد (بدون تیمار میدان مغناطیسی). |
در کل مطالعات صورت گرفته در ارتباط با تیمارمیدان مغناطیسی حاکی از تاثیرات مثبت بر جوانه زنی، پارامترهای رشد و در برخی موارد مقاومت در برابر تنش های محیطی است (شکل 5). به طور نمونه در مطالعه که توسط De Souza و همکاران (2006) در مورد بذر گوجه فرنگی صورت گرفت نشان داد که القای مغناطیسی100 و 170 میلی تسلا به مدت 10 و 3 دقیقه، باعث افزایش سرعت رشد، افزایش زیست توده گیاه، افزایش سطح برگ و همچنین افزایش مقاومت در برابر تنشهای زیستی گردید.
 |
| شکل 5. تفاوت رشد در گیاه خلر (Lathyrus sativus) در کنترل (بدون تیمار مغناطیسی) (A) و در تیمار با یک میدان مغناطیسی300 میلی تسلا برای 72 ساعت (B) در پایان روز چهاردهم. و تأثیر تیمار با شدت میدان مغناطیسی150 میلی تسلا در غده های سیب زمینی در زمانهای مختلف a : کنترل (بدون تیمار)، B تا C به ترتیب 24 ، 48 و 72 ساعت) (Yildiz et al., 2017). |
منابع:
Afzal, I., Mukhtar, K., Qasim, M., Basra, S.M.A., Shahid, M., Haq, Z., 2012. Magnetic stimulation of marigold seed. Int. Agrophysics 26, 335–339. https://doi.org/10.2478/v10247-012-0047-1
De Souza, A., García, D., Sueiro, L., Gilart, F., Porras, E., Licea, L., 2006. Pre-sowing magnetic treatments of tomato seeds increase the growth and yield of plants. Bioelectromagnetics 27, 247–257. https://doi.org/10.1002/bem.20206
Rifna, E.J., Ratish Ramanan, K., Mahendran, R., 2019. Emerging technology applications for improving seed germination. Trends Food Sci. Technol. 86, 95–108. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.02.029
Vashisth, A., Nagarajan, S., 2010. Effect on germination and early growth characteristics in sunflower (Helianthus annuus) seeds exposed to static magnetic field. J. Plant Physiol. 167, 149–156. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2009.08.011
Yildiz, M., Beyaz, R., Gursoy, M., Aycan, M., Koc, Y., Kayan, M., 2017. Seed Dormancy. Adv. Seed Biol. https://doi.org/10.5772/intechopen.70571
