بخشی از مقاله
چکیده:
به منظور بررسی رشد بیشتر گیاهان توسط عواملی که بر روی آب و شرایط آن تغییر میدهند روی قوسهای الکتریکی متمرکز شده و شرایطی برای تولید قوس الکتریکی ایجاد نمودیم که با ولتاژ 5000 ولت و فرکانس 55 هرتز به صورت متناوب به آبی که از داخل کانالی با قطر 1سانتی متر عبور می کند برخورد کرده و آنرا تحت تاثیر شدت میدان الکتریکی قرار میدهد. در این شرایط چند پارامتر سختی، pH و هدایت الکتریکی اندازهگیری و با آبی که در معرض این قوس الکتریکی نبوده مقایسه شده است و همین آب برای آبیاری بذرهای گندم و ذرت که در منطقه غرب بسیار مورد توجه هستند در محل کشت اجرایی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان داده است آبی که در معرض میدان بوده نفوذ بیشتری در خاک داشته، سختی، هدایت و pH را کاهش و رشد بذرها را به سرعت افزایش میدهد.
-1 مقدمه
با افزایش جمعیت و همچنین کاهش منابع آبی قابل دسترس و نیاز بیشتر به مواد غذایی، یافتن راهکارهایی که سبب بهبود عملکرد گیاهان زراعی تحت شرایط کم آبی گردند ضروری به نظر میرسد. اصلاح گیاهان جهت تحمل به تنش، مهندسی ژنتیک، کاربرد مواد آلی و معدنی مختلف، پیشتیمار نمودن بذر، اصلاح روشهای آبیاری، تغییر ویژگیهای خاک و غیره همگی از جمله اقداماتی هستند که در حال حاضر به این منظور مورد استفاده قرار گرفتهاند. آب تیمار شده با قوس میدان یا آب عبوری از طریق یک دستگاه ایجاد کننده قوس میدان، آب تحت تاثیر قوس نامیده می شود. وقتی آب تحت تاثیر میباشد برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آن از جمله پیوندهای هیدروژنی، قطبیت، کشش سطحی، هدایت الکتریکی، pH و حلالیت نمکهای آن دستخوش تغییر میگردند .
نفوذ آب به خاک به عنوان فرایند اولیه ورود آب از سطح خاک به داخل ناحیه غیراشباع خاک میباشد. این فرایند نقشی بسیار مهم در چرخه آبی طبیعت ایفا مینماید. نفوذ آب به خاک مهمترین منبع تأمین کننده آب برای ادامه حیات گیاهان میباشد کمیکردنِ پدیده نفوذ آب به خاک در مدیریت حوضههای آبخیز از اهمیت بسیاری برخوردار است .
به علت کمبود منابع آب سطحی، به ویژه در مناطق خشک و نیمهخشک، برای تأمین آب آبیاری زمینهای کشاورزی، تخلیه بیش ازحد آب زیرزمینی با کیفیت کم رخ داده است که موجب افزایش بیشتردر شوری خاک شده است به طوریکه به طور طبیعی، کاهش کمی و کیفی منابع آبی، منجر به کاهش کیفیت خاکهای زراعی شده است .
با توجه به سختی بالای آب آبیاری و محتوای بالای املاح بیکربنات کلسیم و کربنات در اکثر مناطق کمآب کشور، در اثر آبیاری بیرویه، نمکهای موجود در خاک و آب در اثر پدیده مویینگی در سطح خاک جمع شده و معضل شورهزایی و سفتشدن خاک، اجتناب ناپذیر خواهد بود. شوری آب، علاوه بر محدود کردن رشد گیاه، سبب کاهش خلل و فرج خاک نیز میشود که در نتیجه جذب مواد غذایی مورد نیاز گیاه توسط ریشه، با اختلال مواجه میشود .
میدانها ویژگیهای مختلفی از گیاه شامل جوانه زنی، رشد ریشه، سرعت رشد گیاهچه را تحت تأثیر قرار میدهد. تحریک گیاهان با استفاده از میدانها بعنوان راهی جهت افزایش کمیت و کیفیت محصول مورد توجه قرار گرفته است. به همین دلیل جایگزینی کودها و مکملهای شیمیایی با تیمارهای فیزیکی، میزان سموم را در مواد خام گیاهی کاهش داده و باعث افزایش سلامت غذا و محیط میگردد .[5] این تکنیک همچنین باعث تعدیل اثرات منفی تنش گرما و خشکی و افزایش تحمل به شوری گیاه شده و میتواند فرایند پیری را به تأخیر بیاندازد.
سال 1802 دانشمندی روسی به نام واسیلی ولادیمیرویچ پتروف پی برد که اگر دو تکه زغال چوب را به قطبهای باتری بزرگی وصل کنیم و آنها را به هم تماس دهیم و سپس کمی از هم جدا کنیم شعله روشنی بین دو تکه زغال دیده میشود و انتهای آنها که از شدت گرما سفید شده است نور خیره کنندهای گسیل میکند. هفت سال بعد دیوی - H.Davy - فیزیکدان انگلیسی این پدیده را مشاهده نمود و پیشنهاد کرد که این پدیده به احترام ولادیمیرویچ قوس ولتا نامیده شود .
قوس الکتریکی حالتی از تخلیه الکتریکی در هوا یا دیگر محیطهایی است که معمولاً نارسانا هستند. زمانی که جریان الکتریکی توسط هوای بین دو رساناکه مستقیماً با هم در تماس نیستند منتقل شود، قوس الکتریکی ایجاد می شود. این قوس به ولتاژ، هدایت الکتریکی محیط و فاصله بین دو رسانا بستگی دارد.
جریان الکتریکی از جاری شدن الکترونها در یک مسیر رسانا به وجود می آید. هرگاه در چنین مسیری یک شکاف هوا - گاز - ایجاد شود جریان الکترونی و در نتیجه جریان الکتریکی قطع خواهد شد. چنانچه شکاف هوا به اندازه کافی باریک و اختلاف پتانسیل و شدت جریان زیاد باشد، گاز میان شکاف یونیزه شده و قوس الکتریکی برقرار میشود.
در این پژوهش، دونوع آب معمولی و آب تحت قوس الکتریکی برای آبیاری به کار گرفته شد. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر قوس الکتریکی بر روی آب و تاثیر این آب بر رشد بذرهای گندم و ذرت میباشد.
آب از یک لوله 1 سانتیمتری تحت تاثیر قوس الکتریکی که توسط یک برد الکتریکی برای ایجاد قوسی به ولتاژ 5000 ولت با فرکانس 50 هرتز به صورت سینوسی و متناوب میباشد عبور کرده و در ظرفی جمعآوری شده که با دستگاه کانداکتومر ، سختیسنج و pH متر آنالیزها انجام شده و همین آب مورد استفاده بر روی ظرف محل کشت بذرها قرار میگیرد. دو قسمت با تعداد یکسان دو عدد بذر در هر خانه و در 1 سانتیمتری پایین خاک قرارگرفته، با این آب تحت اثر قوس الکتریکی آبیاری و تعداد سه عدد بذر با آب معمولی آبیاری گردیده است .
در تصاویر شماره 1 قوس الکتریکی ایجاد شده قابل مشاهده است.
تصویر - 1 لوله تحت تاثیر قوس الکتریکی
در تصاویر 2 و 3 بذرهای گندم و ذرت قرارگرفته در محل کشت که 1 سانتیمتر پایینتر از خاک قرار دارند، مشاهده میشود.
تصویر - 2 بذر های گندم در محل کشت
تصویر - 3 بذرهای ذرت در محل کشت
-2 مواد و روش ها
به منظور بررسی اثر قوس الکتریکی از آب لوله کشی مورد استفاده در شهر کرمانشاه استفاده گردید که مقداری از آن را در یک زمان برداشته و مورد آزمایش قرار دادیم .
پس از کاشت بذرها روزانه به یک میزان سه میلیلیتر به هر قسمت از محل کشت آب معمولی و به قسمت مشخص شده آب تحت تاثیر قوس الکتریکی که آنالیزهای آن صورت گرفته داده شده است که روزانه این عمل صورت گرفته و آنالیزها و مشاهدههای رشد بذرها در نتایج مشخص گردیده است .
-3 نتایج و بحث
آنالیزهای صورت گرفته بر روی آب که در معرض قوس الکتریکی بوده است در جدول شماره 1 به شرح ذیل می باشد
جدول شماره - 1 نتایج آزمایش ها
کشتی که درسمت راست قرار دارد توسط آب تحت تاثیر قوس الکتریکی آب داده شده است و محل کشت سمت چپ با آب معمولی که رشد آن به مرور مشاهده میشود.
جوانهزنی پس از سومین روز با آب قوس الکتریکی و در آب معمولی در پنجمین روز صورت گرفته همچنین روند رشد در گیاهی که توسط آب تحت تاثیر قوس الکتریکی آبیاری شده است بسیار سریعتر می باشد.
تصویر - 4 جوانه زنی گندم
این نتایج نشان میدهد که حضور قوس الکتریکی تاثیر بسیاری بر خصوصیات آب دارد. تاثیر بر روی سختی به این صورت قابلیت توجیه دارد که با عبور آب از این قوس الکتریکی ساختار بلوری و منظم کلسیم و منیزیم دچار تغییراتی میشود و کلسیت به آراگونیت تبدیل و آراگونیت، گونهای از کربنات کلسیم است که در محلول به حالت معلق باقی میماند، بنابراین سختی کاهش مییابد
این قوس الکتریکی باعث اعمال نیرو به یون های متحرک نموده و یون های معلق در آب تحت تاثیر آن ، مسافتی را حرکت کرده و از طرفی پیوند هیدروژنی بین مولکول های آب تضعیف شده لذا ویسکوزیته کاهش و حلالیت آب افزایش مییابد.
در این حالت این آب به عمق بیشتر نفوذ کرده و ریشه ها را به خوبی تغذیه کرده و موجب رشد سریع نیز میگردد. در تصاویر 4 ، 5 و 6 مراحل رشد را مشاهده میشود که محل
تصویر - 5 روند رشد بذر گندم
تصویر - 6 روند رشد بذر ذرت
همانطور که در تصاویر مشخص است بذرهایی که با آب تحت قوس الکتریکی بوده به سرعت جوانه زده و رشد نموده که در بذر گندم 2 روز زودتر و در بذر ذرت 3 روز با هم فاصله داشته است.
