PDA

مشاهده نسخه کامل : فیزیولوژی گیاهی



بهمن
2008-Apr-23, 18:09
هوش در گیاهان

--------------------------------------------------------------------------------

هوش در گیاهان
گیاهان با حساسیت چشمگیری دست کم ۱۵ متغیر محیطی گوناگون را پیوسته بررسی می*کنند. آن*ها می*توانند این پیام های ورودی را پردازش کنند و با کمک دسته*ای از مولکول*ها و راه*های پیام *رسانی، خود را برای پاسخ درست آماده سازند. بنابراین، توان محاسبه* گری گیاهان بی*مغز شاید به اندازه*ی بسیاری از جانوران با مغزی باشد که می*شناسسیم.

یکی از تفاوت**های آشکار بین ما جانوران و خویشاوندان سبز رنگ دورمان، یعنی گیاهان، میزان جنبش و جابه*جایی ماست. ما پذیرفته*ایم که هوش را از روی کارها بسنجیم، زیرا کارهایی که انجام می*دهیم نشان می*دهند که در مغز ما چه می*گذرد. بنابراین، چون گیاهان خاموش و بی *جنبش به چشم می*آیند و در یک جا ریشه دوانده**اند، زیاد تیز هوش و زرنگ به نظر نمی*رسند. اما گیاهان نیز جنبش دارند و به برانگیزاننده*های پیرامون خود پاسخ می دهند.
گیاهان با حساسیت چشمگیری دست کم ۱۵ متغیر محیطی گوناگون را پیوسته بررسی می*کنند. آن*ها می*توانند این پیام های ورودی را پردازش کنند و با کمک دسته*ای از مولکول*ها و راه*های پیام *رسانی، خود را برای پاسخ درست آماده سازند. بنابراین، توان محاسبه* گری گیاهان بی*مغز شاید به اندازه*ی بسیاری از جانوران با مغزی باشد که می*شناسسیم.
ساقه*ی در حال رشد می*تواند با کمک پرتوهای قرمز دور(مادن قرمز)، نزدیک*ترین همسایه*های رقیب خود را حس کند و پیامد کارهای* آن*ها را پیش*بینی کند و اگر لازم باشد، به شیوه*ای از رخ*دادن آن پیامدها پیش*گیری کند. برای مثال، هنگامی که همسایه*های رقیب به نخل استیلت (Stilt) نزدیک می شوند همه*ی گیاه به سادگی جابه*جا می*شود. ریزوم برخی گیاهان علفی با رشد کردن به سوی بخش بدون رقیب و یا سرشار از مواد غذایی، جای زندگی خود را بر می*گزیند. سس که نوعی گیاه انگل است، طی یک یا دو ساعت پس از نخستین برخوردش با گیاه میزبان، توانایی بهره*برداری از آن را می*سنجد. خلاصه، گیاهان می*توانند ببینند، بچشند، لمس کنند، بشنوند و ببویند.
در این مقاله که در دو بخش تنظیم شده است، با گوشه*هایی از رفتارهای هوشمند گیاهان و سازوکار چگونگی رخ دادن آن*ها آشنا می*شویم.

● دوری از سایه
ساقه*ی در حال رشد می*تواند با کمک نور قرمز دور، نزدیک*ترین همسایه*های رقیب خود را حس کند و پیامد کارهای* آن*ها را پیش*بینی کند و اگر نیاز باشد، به شیوه*ای از رخ*دادن آن پیامدها پیش*گیری کند. این فرایندها را مولکول*هایی به نام فیتوکروم میانجی**گری می*کنند. فیتوکروم*ها، گیرنده*ها و حسگرهای نور در گیاهان هستند.
هر فیتوکروم از یک بخش دریافت*کننده*ی نور و یک بخش دگرگون*کنند*ی پیام تشکیل شده است. بخش دریافت*کننده*ی نور ساختمان تتراپیرولی دارد و از راه اسید آمینه*ی سیستئین به بخش دگرگون*کننده* که گونه*ای پروتئین است، پیوند می*شود. فیتوکروم در پاسخ به طول موج*های گوناگون نور، به شکل کارا و ناکارا درمی*آید. شکل ناکارا (Pr) پس از جذب فوتون*های قرمز به شکل کارا (Pfr) در می*آید. Pfr که فوتون*های قرمز دور (مادون قرمز) را بهتر دریافت می*کند، در پاسخ به این طول موج*ها به Pr دگرگونه می*شود.

● ساز و کار فیتوکروم
در نور خورشید، نسبت نور قرمز به قرمز دور نزدیک ۲/۱ است. اما در یک جامعه**ی گیاهی این اندازه کاهش می*یابد، زیرا رنگیزه*های فتوسنتزی، از جمله کلروفیل، نور قرمز را جذب می*کنند. تغییر در نسبت نور قرمز به مادون قرمز شاخص قابل اطمینانی برای ارزیابی نزدیکی گیاهان رقیب است. در جامعه*های فشرده پرتوهای قرمز دوری که از برگ*های گیاهان بازتاب می*یابند یا پراکنده می*شوند، پیام روشن و منحصر به فردی است که از نزدیکی رقیبان آگاهی می*دهد. پس از درک نسبت پا یینی از نور قرمز به قرمز دور، گیاهی که از سایه دوری می*گزنید (گیاه آ فتاب پسند) بر رشد طولی خود می*افزاید و اگر ترفنندهایش کارگر افتند، جنبه*های دیگر پاسخ دوری از سایه باعث شتاب گرفتن گلدهی و تولید پیش از زمان دانه می*شوند تا بخت ماندگاری افزایش یابد.
دانشمندان در آزمایشی گروهی از گیاهان را زیر *****ی پرورش دادند که نسبت نور قرمز به قرمز دور را کاهش می*داد و بنابراین، پاسخ دوری از سایه را بر می *انگیخت. این گیاهان نسبت به گیاهانی که زیر نور کامل خورشید می*روییدند، رشد طولی بیش*تری پیدا کردند. البته، اندازه*ی رشد طولی به اندازه*ی آفتاب*پسندی گیاه ارتباط دارد. گیاهان صحرایی نسبت به گیاهانی که به طور معمول در سایه*ی درختان چنگل می*رونید، رشد طولی بیش*تری پیدا کردند.
فیتوکروم*ها اغلب فعالیت پروتئین*کنیازی را از خو د نشان می*دهند. این مولکول*ها با پیوند زدن گروه*های فسفات به پروتئین ها، فعالیت آن*ها را تغییر می*دهند. بر این اساس، آن*ها با تغییر فعالیت پروتئین*هایی که در تنظیم ژن*ها دخالت دارند، بر فعالیت آن*ها تاثیر می*گذارند. ژن*های زیادی در گیاهان شناخته شده*اند که از راه فیتوکروم در پاسخ به نور تنظیم می*شوند. البته، فیتوکروم*ها بخشی از پاسخ*های زیستی را از راه تغییرهایی در تعادل یون*ها در سلول پدید می*آورند. به هر حال،

● تکامل فیتوکروم*ها
توان درک نسبت نور قرمز به قرمز دور، در نهاندانگان رشد چشمگیری پیدا کرده است. سرخس*ها و خزنده*ها به طور معمول با واکنش*های بردباری به سایه، به انبوهی جامعه گیاهی پاسخ می*دهند. بازدانگان تا اندازه*ای واکنش*های دوری از سایه را نشان می*دهند. شاید تکامل توان شناسایی پیام*های نوری که از گیاهان پیرامون بازتاب می*یابد، برای پیشرفت نهاندانگان تا وضعیت کنونی که در فرمانروی گیاهان حرف اول را میزنند، سرنو شت*ساز بوده است. اگر فیتوکروم ها نبودند هنوز هم گیاهان دوران کربونیفر ما را در بر گرفته بودند.
فیتوکروم*ها در آغاز در نیاکان پروکاریوتی گیاهان امروزی به وجود آمدند. به نظر می*رسد در آن*ها به صورت حسگرهای نور کار می*کردند. شاید توانایی بی*نظیر فیتوکروم *ها در دگرگونه شدن به شکل*های کارا و ناکارا در پاسخ به کیفیت نور، در پروکاریوت*های آغازین اهمیت کارکردی زیادی نداشته است، اما این ویژگی طی تکامل گیاهان خشکی، گزینش و اصلاح شده و به صورت حسگر پیچیده*ای در آمده است که اهمیت آن با اهمیت بینایی در جانوران برابری می کند. به عبارت دیگر، شاید بتوان فیتوکروم*ها را چشم*های گیاهان به شمار آورد.

بهمن
2008-Apr-23, 18:10
● فرار از سایه

گیاهان برای دوری از چتر سایه*انداز همسایگان خود، می*توانند به کارهای چشم*گیرتری دست بزنند. برای مثال، نخل استیلت (Socratea exorthiza) ساقه*ای دارد که مانند شخصی که عصا زیر بغل دارد، بر ریشه*های عصا مانند گیاه تکیه دارد و اغلب نیز به طور مستقیم با زمین تماس ندارد. نام معمولی این گیاه نیز به همین ویژگی اشاره دارد. (واژه استیلت به معنای پایه و تکیه گاه است.) از این رو، این گیاه استوایی را می*توان نخل پایه*دار نامید.
هنگامی که همسایگان نخل پایه*دار بر میزان نور دریافتی گیاه تاثیر می*گذارند یا به منبع غذایی آن دست *درازی می*کنند، نخل فرار را برقرار تریجح می*دهد و همه*ی گیاه به جایی جابه*جا می شود که بسیار آفتابی است. برای این جابه جایی ریشه های تکیه گاهی جدید به سوی جای آفتابی رشد می*کنند و ریشه*های طرف سایه*انداز شده,،آرام*آرام می*میرند. در این رفتار گیاه، به خوبی هدف*دار کار کردن را می*بینیم.

● در جست و جوی غذا
گیاهان در جست و جوی مواد غذایی می توانند خاک پیرامون خود را ارزیابی کنند و به جاهایی سر بکشند که بهترین چیزها در آن جا یافت می*شوند. دانشمندان به تازگی برای گیاهان آزمون*های هوشی را سامان داده*اند که به کمک آن*ها می*توان دریافت گیاهان در کندوکاو پرامون*شان تا چه اندازه*ای خردمندانه کار می*کنند. آنان با کاشتن گیاهان در خاک ناهمگون، یعنی خاکی که قطعه*های آن از نظر کیفیت مواد غذایی با هم تفاوت دارند، هوش گیاهان را می*سنجد.
پیچک باغی (Glechoma hederace) توجه گیاه*شناسان را به خود جلب کرده است. این گیاه همان طور که روی زمین می خزد، در دو بعد رشد می کند. هر جا که مناسب باشد، از ساقه زیر زمینی آن ریشه*هایی به سوی زمین و ساقه*هایی به سوی بالا پدید می*آیند. وقتی گیاه در خاک مرغوبی قرار گیرد، انشعاب و شاخ و برگ بیش*تری تولید می کند. هم*چنین، توده*هایی از ریشه پدید می*آورد تا با سرعت بیش*تری از خاک قطعه*ای که در آن می*روید، بهره برداری کند. اما هنگامی که این گیاه خزنده در قطعه*ی فقیرتری قرار می*گیرد، با سرعت بیش*تری گسترش خود را به بیرون از آن قطعه*، پیش می*برد تا به هر گونه*ای از آن *جا فرار کند. در این حالت، ساقه*ی زیر زمینی گیاه نازک*تر است و انعشاب کم*تری دارد.
این تغییر در الگوی رشد باعث می شود، ساقه*های هوایی جدید دورتر از گیاه والد شکل گیرند و در محیط تازه*ای به جست و جوی مواد غذایی بپردازند. البته، میزان رشد فقط با کیفیت مطلق یک قطعه ارتباط ندارد، بلکه میزان مرغوبیت آن در مقایسه با قطعه*های پیراون نیز برای گیاه مهم است. در واقع، گیاه قطعه*ای را به عنوان قطعه*ی مرغوب شناسایی می*کند که دست کم دو برابر سرشار تر از قطعه*های پیرامون باشد. اما پیش از این پاسخ*های هوشمندانه، گیاه باید بتواند کیفیت قطعه*ای را که در آن می*روید بسنجد.
دو پژوهشگر انگلیسی ژنی را در گیاه رشادی (Arabidopsis) کشف کرده*اند که به ریشه*ها این توانایی را می*دهند که برای پیدا کردن قطعه*های سرشار از نیترات و نمک*های آمونیوم، خاک را بچشد. فراورده*ی این ژن به ریشه*ها امکان می*دهد به جای جست و جوی تصادفی و پر هزینه، به سوی مواد غذایی رشد کنند. این دو پژوهشگر برای شناسایی ژن*هایی که ممکن است در این کار دخالت داشته باشند، جهش یافته*های گوناگونی از رشادی را پرورش دادند تا سرانجام جهش یافته*ای را پیدا کردند که نمی*توانست با توسعه*ی ریشه*های جانبی از ریشه*های اصلی، به جست و جوی نیترات بپردازد. به این ترتیب آنان ژنی را کشف کردند که برای شناسایی نیترات ضروری است.

● چشایی در گیاهان
ریشه*های گیاهان می*توانند رفتارهای هوشمندانه*تری نیز از خود بروز دهند. در دانشگاه تگزاس، استنلی روکس و کولین توماس آنزیمی به نام آپیراز را بر سطح ریشه*ها کشف کردند که به آن*ها توانایی می*دهد در جست و جوی ATP تولید شده از سوی میکروب*های خاک، قطعه*های گوناگون خاک را مزه مزه کنند. آپیراز به صورت پروتئینی متصل به غشا تولید می*شود که بخش دارای فعالیت کاتالیزوری آن به سوی بیرون سلول است. این آنزیم با فعالیت آبکافتی خود فسفات گاما و بتا را از مولکلول ATP یا ADP جدا می کند. گیاهان به کمک این آنزیم بخشی از فسفات معدنی لازم برای رشد خود را به دست می*آورند. این دو پژوهشگر در آزمایشی نشان دادند، گیاهان تراژنی که مقدار زیادی آپیراز تولید می*کردند، نسبت به گیاهان دیگر، رشد بیش تری داشتند.
مکنده*های گیاه سس (Cuscuta) نیز برای غارت بهترین گیاه میزبان از حس چشایی بهره می*گیرند. این گیاه که توان فتوسنتز کردن ندارد، به گرد ساقه*های میزبان می پیچد و برای به دست آوردن مواد غذایی و آب، ساختارهای مکنده خود را درون آن*ها فرو می*کند. هوش این انگل گیاهی در ارزیابی مقدار انرژی که می*توان از میزبان به دست آورد و مقدار انرژی که برای بهره برداری از آن باید صرف شود، به کمک گیاه می*آید.
از لحظه برخورد انگل با گیاه میزبان تا آغاز گرد آوری مواد غذایی از آن، نزدیک ۴ روز است. این زمان برای ارزیابی میزان پرباری میزبان و تصمیم گیری برای تولید پیچ* های کم تر یا بیش تر به دور آن، کافی است. پیچ*های بیش*تر به تولید مکنده*های بیش*تر و در نتیجه بهره برداری بیش تر از میزبان می*انجامند. اما اگر میزبان پربار نباشد تولید پیچ*های بیش*تر نوعی هدر دادن انرژی به شمار می *آید.
در دهه ۱۹۹۰ کولین کلی نشان داد راهبردهایی که گیاه سس برای جست و جوی بهترین میزبان به کار می*گیرد، با مدل*های ریاضی که برای توضیح جنبه*های اقتصادی جست و جوی غذا در جانوران ابداع شده بودند، هماهنگی دارند. بنابراین، سس ممکن است زرنگ*ترین شکارچی پیرامون ما نباشد، اما در جست و جوی شکار به خوبی جانورانی که می شناسیم، کار می کند.

● لامسه در گیاهان
گیاهان گوشتخوار از جمله گیاه دیونه (Dionea muscipula) با سرعت شگفت*آوری به برخورد حشره*ها با کرک*های حساس روی برگ*هایشان پاسخ می*دهند. با واکنش گل قهر (Mimosa pudica) به کوچک*ترین برخورد آشنا هستید. اما این گیاهان، تنها گیاهانی نیستند که می*توانند برخورد را درک کنند. آن*ها نسبت به دیگر گیاهان، فقط لامسه نیرومند*تری دارند.
گیاهان معمولی برای پاسخ دادن به کشیدهای باد به لامسه نیاز دارند. باد می*تواند بر میزان شاخ و برگ در گیاهان اثر منفی داشته باشد. از این رو، گیاهان می*کوشند با تقویت بافت*های بخش*هایی که به نوسان در می*آیند، در برابر باد پایداری کنند. البته، هزینه کردن انرژی برای بافت*ها ممکن است کشاورزان را نگران کند. در یک آزمایش مشاهده شد وقتی گیاه ذرت هر روز به مدت ۳۰ ثانیه تکان داده شود، میزان محصول تا ۳۰ الی ۴۰ درصد کاهش می*یابد.
پژوهشگران می*خواهند بدانند چگونه پیام لمس، بافت*های محکم*تری تولید می*کند. بیش*تر پژوهش*های کنونی روی کلسیم متمرکز شده است. هنگامی که گیاهان به سویی کشیده می*شوند، یون*های کلسسیم از واکوئل*ها به درون سیتوزول جریان پیدا می*کنند. بیرون رفتن این یون*ها ، که تنها یک دهم ثانیه به درازا می کشد، به فعال شدن ژن*هایی می*انجامد که با تقویت دیواره*ی سلول ارتباط دارند. تاکنون پنج ژن از این ژن*های لامسه (TCH) شناسایی شده*اند. یکی از این ژن ها، رمز ساختن پروتئین کالمودولین را در خود دارد که حسگر اصلی کلسیم در گیاهان و جانوران است. در سال ۱۹۹۵ جانت برام چهارمین ژن لامسه (TCH۴) را کشف کرد که آنزیمی به نام زیلوگلوکان اندوترانس گیکوزیلاز را رمز می*دهد. این آنزیم روی دیواره*ی سلولی گیاهان اثر می*گذارد و با تغییرهایی که در اجزای اصلی سازنده*ی آن*ها پدید می*آورد، بر قدرت و استحکام آن*ها می*افزاید.

CASSIATORA
2008-Jul-06, 21:20
در اين تاپيك درمورد فيزيولوژي گياهي صحبت خواهيم كرد

CASSIATORA
2008-Jul-06, 21:24
افـزايش غلـظت Co2 اتمـسفري پيـش بيـني مي شد كه فتوسنتز و رشد گياه را افزايش مي دهد
Griffinardseemam 1996)) دامنة اين افزايش نه تنها به تحريك كوتاه مدت ميزان فتوسنتز بســتگي خواهـد داشت بلـكه به بازتابهاي گـياه در طـولاني مـدت از نظر ظرفيت فتوسنتيك نيز وابسته خواهد بود . رشد در شرايط Co2 بالا براي دوره هـاي ( طـولاني تر از چند روز ) اغلب باعث كاهش ظرفيت فتوسنتيك در واحد سطح برگ مي شود (1999 Van ostan,eta) . همچـنين تصور مي شد كه اين تعديل ( down-regulation ) در فتوسنتز پاسخي براي تغييرات سـطوح قـند سـلولي باشد كه از افزايش توليد كربوهيدرات ها در مقابل صدور يا مصرف Co2 نتيجه شده است .

اخــيرا پيشــنهاد شـده است كه مكـانيـسم تعـديل فــتو ســنتز به Co2 بـالا شـامـل هگزوكنياكس ( 1994Jangangsheen ) وچرخش ساكاروز از طريق انورتاز مي باشد 1992Goldschmidt,…) . اغلب مطالعات تأثيرات Co2 اتمسفري بالا را روي ظرفيت فتوسنتيك گـياهـان منـفرد رشديافته درگلدانها آزمايش كرده اند با وجود اين مطالعات كمي واكنش گياهان رشد كرده در كانـوپي هاي متراكم را آزمايش كرده اند . در كـل گـياه و سطوح كانوپي ظرفيت فتوسنتيك نه تنها به ظرفيت فتوسنتيك در واحد سطح برگ بسـتگي دارد بلـكه به ســطح بـرگ كلـي نـيز بستگي دارد Co2 بالا اغلب سطح برگ را افزايش مي دهد ( 1994 Taylon etal) . اما دامنة اين تحريك به گونه و ساير متغيرهاي محيطي بستگي دارد ( 1992Ackerly ) . اغلب اطلاعات در مورد واكنش هاي گياهي بلند مدت به Co2 بالا از گياهان ساده كه در گلدان ها رشد كرده اند جمع آوري شده اند ، با وجود اين گياهاني كه درمزارع رشد كرده اند معمولا در رقابت باگياهان همجوار هستند بويژه رقابت بر محيط نوري برگهـاهي كه زير بخش فوقاني كانوپي هستند اثر خواهد گذاشت .

گياهاني كه كاملا در نور كم رشد يافته اند تمايل به تعديل فتوسنتز در Co2 بالا به انـدازه گياهاني كه در نور بالا رشد كرده اند ندارد (1985... Ehret) با وجـود اين مطالعات نسبتا كمي از خـو دادن به (Co2 ) بالا براي برگ هاي كانوپي گياهان علفي كه در آغاز در نور آفتاب كامل و متعاقبا در سايه ، ضمن توسعه كانوپي ، رشد مي كنند ، وجود دارد . علاوه بر اثرات Co2 و PFD روي اين برگ ها ظرفيت ها ي فتوسنتيك ممكن است توسط افزايش سن برگ تحـت تأثير قرار گيرد . پيشنهاد شده است كه Co2 بالا ميزان توسعه برگ و پيري را افزايش مي دهد و از اين رو تعديل ظاهري فتوسنتيك توسط Co2 بالا ممكن است با افزايش سن برگ افزايش يابد ( 1995Beofard ). مطـالـعـات انگـور Vineجائيكه خود سايه اي (Self-shsding)مي تواند حذف شود پيشنهاد مي كند كه PFD در حال كاهش بسيار مهمتر از سن برگ در حال افزايش در كاهش ظرفيت فتوسنتيك برگ هاي پيرتر در غلظت Co2 پايين است . (1996 Hikasaka )مشكل دـگـر بـا آزمـايشـات در گـياهـانـي كـه در گـلدان هـاي كوچك رشد يافته از آن است كه محدوديت هاي حجم ريشه ممكن است تعديل فتوسنتز را افزايش دهد ( 1991 Thomas… ) بعنوان مثال Co2 بالا مي تواند كاهش اساسي در ظرفيت فتوسنتيك سـوياي رشد يافته در گلدان هايي كه در گلخانه هستند بشو د . ( 1998 Sins… ) امـا Campbellو هـمـكاران گـزارش كـرده اند كه Co2 بالا واقعا ظرفيت هاي فتوسنتيك سويا را زمـاني كـه سـوياهـا در مزرعه رشد يافته اند افزايش داد . اين شايد به تغييرات محتواي قند سلولي مربوط باشد . چـون كه حجم ريشه اي محدود مي تواند رشد ريشه ها را كاهش دهد از اين رو تقاضا براي صدور كربوهيدرات ها از برگ ها كاهش خواهد يافت . ( 1999 Arp ) بـراي آزمـايـش از كـل كـانـوپي ها ، از اكـوسلول ها كه در انستيتو تحقيق بيابان ساخته شده است استفاده مي شد ( Reno… )اين محفظه هاي تبادل گـازي كـل سيـستم بزرگ اجـازه كنـترل Co2 در محدودة كل كانوپي هاي آفتابگردان را مي دهد . و هم چنين اندازه گيري هر دو برگ انفرداي و پاسخ هاي فنوسنتيك كانوپي كل را مجاز مي كند بعلاوه گلدان هاي بزرگ (3 m 7/6) اثرات ناشـي از فضـاهـاي كـوچك گـلدان هاي كم حجم را كاهش مي دهد و بنابر اين مشابهت بيشتر با شـرايط مـزرعـه دارد نـتايج تعادل كربن در كل سيستم در جاهاي ديگر گزارش شده است تاثيرات Co2 بالا روي توزيع نور و ظـرفـيت فنوسـنتيك با افزايش عمق كانوپي در اينجا گزارش شده است .

مواد و روش ها مواد گياهي و شرايط رشد : آفتـابگردان ( Helian thus annus var. Mammoth ) از اوايل جولاي دردو محفظه محيط كنترل شده بزرگ (,… اكـوسـل) براي توصـيف كامـل تكنيكي كشت شدند در هر محفظه 3 تا گلدان m3 7/6 پر شـده از لايه هـايي از قسـمت ته ، با lm ماسـه سنگ و 4/ متر ماسه رودخانه اي شسته و m 4/ ( به نسبت حجمي 101 ) مخلوطي از ماسه رودخانه شسته و خاك فوقاني از چمن زار گلخانه اي (Konza,…) . سه تا گلدان در كنار هم قرار داده شدند . چـنانكه آفتابگردان ها كانوپي ممتد را كه m 9/3* 85/2 اندازه گـيري شـدند توسـعه دادنـد . ( محـور طـويل با موقعيت شمال / جنوب ) و108 گياه در هر واحد وجود داشت ( 36 عدد در هر گلدان با 33/m فاصله بين گياهان ) . گلـدان هـا در زمـانهـايي كه مـورد نيـاز بود با آب شير آبياري شدند تا رطوبت خاك تا حد ظرفيت مزرعه اي ( Fc ) برسد هيچ كودي اضـافه نشـد درسـاعـات روز دمـاي هـوا در c ْ5/± 28 و دماي شب درc ْ5/± 13 كنـترل مي شـد . در سـاعـات روز رطـوبت نسـبي در 5 ±30% و در سـاعـت شـب 5 ± 60% بود . محـفظه هـا نـور خـورشيد دريافت مي كردند كه از ميان سقف گلخانه ها عبور مي كرد . ( 2 لايه آكرويليك شفاف ) وپلاستيك نازكي در قسمت بالاي Ecocll ( پلي اتيلن كم تراكم ) . PFD دراكوسل (Ecocll ) تقريبا 85% از آن رويدادي است كه در گلخانه اتفاق مي افتد و بطور ميانگين 7/5 ± 6/31 mol/m-2d-1 با PFD آني ماكريمم متوسط از 107 ± 1545 ميكرومول بر مترمربع در ثانيه در دوره آزمايش . بيش از 90% روزها در طول آزمايش هوا بدون ابر بود . يك Ecocll ، Co2 كـم حـدود ( 390-360 PPm) دريـافـت كـرده در حـاليكه بقيه هواي بالاي 350 PPm Co2 دريافت كردند .

اندازه گيري هاي يك برگ جوان ( 80-60% توسعه كامل در معرض نور آفتاب كامل در بخش فوقاني كانوپي ) روي هر كدام از شش گياه بطور تصادفي انتخاب شده در هر Ecocll برپايه ضعيفي به محض اينكه گياهان برگ هاي بزرگ به حد كافي بزرگ براي پركردن كاويت Cuvetteتبادل گازي داشتند انجام گرفت .اندازه گيريهاي برگ ها در ارتفاع هاي مختلف در كانوپي 48 روز بعد از كاشت گياهان ، هنگامي كه كانوپي كاملا بسته شد انجام گرفت . براي انـدازه گيـري ها 3 گياه با اندازه مشابه در مركز هر كانوپي و سه تايي ديگر در گوشه جنوبي كانوپي انتخاب شدند 6 برگ موقـعيت برگ 6-9-12-15-18-21 از قديمي ترين تا جوان ترين شمارش و از هـر كـدام از گيـاهان انتـخاب شـدنـد . در برخي موارد ، برگ هاي يك موقعيت بالا يا پايين شماره داده شـده انتـخاب شدند روي گياهان گوشه كانوپي براي اطمينان كامل از برگ هاي كه كاملا نور گير بودند استفاده شد . اندازه گيري تبادل گازي : اسيملاسيون Co2 با يك دستگاه تبادل گازي سيستم باز اندازه گيري شد . ( 000و6400 Li-car) كه با محفظه برگ استاندارد تجهيز شده است ( در بردارند 2cm 6 1- mmol m ناحيه برگ ) و سيستم تزريق كننده ( مدل 01-6400) بـراي كنترل Co2 . PFDبراي كل اندازه گيري ها 1500 بود كه توسط منبع نور LED قرمز( مـدل 02-6400 ) ، فـراهـم شـد . درجـه حــرارت بــرگ در cْ 28 كنــترل شـد و غلـظت بخار آب2± 30 (1- mmol m )بود .برش هاي بدون رگبرگ هاي اصلي در محفظه قرار داده شدند . ميزان هاي فنوسنتيك تا كمتر از 10% در عرض لامينا براي برگ هاي بالغ ، متغير بود . پس از قرار دادن برگ ها در داخل محـفظه ، 10-5 دقيـقه براي پايدارتر شدن ميزان فنوسنتيك فرصت داده شد . سپس ميزان فنوسنتيك اندازه گيري شد غشت در Co2 رشدي ( 700 يا360 Co2 ) و سـپس در Co2 مخالف .

اندازه گيري هاي هفتگي برگ هاي جوان كه ساخته شده بود بين 11 ساعت و 13 ساعت PST . اندازه گيري هاي گرديان كانوپي بين ساعت 8 و ساعت 16 PST با تناوب بين اكوسل انجام شد . ساختار كانوپي و روشتايي محيط : سطوح برگ از اندازه گيري هاي طول برگ و عرض با استفاده از روابط آكومتريك توسعه يافته از زير مجموعه برگ هاي مشابه محاسبه شد . سطوح برگي همه برگ ها روي 6 برگ بطور تصادفي انتخاب شد . در هر محفظه هر هفته در زمان اندازه گـيري هـاي فتوسنـتزي اندازه گيري شدند گياهان براي محاسبه شاخص سطح برگ براي كل كانوپي به كار افتند . براي گيـاهان شيب كانوپي سطح برگ و ارتفـاع بـرگ در نقـطه مياني تيغه براي هر برگ بكار رفته براي اندازه گيري هاي فنوسنتيك اندازه گيري شد .همچنين در اين زمان ، PFD در 6 ارتفاع ( 15-30-45-60-75-90cm) و شش موقعيت تصادفي در درون مركز هر كانوپي اندازه گيـري شـد . بـرگ هـا روي گوشـه جنوبي هر كانوپي توسط ساير برگ ها در سايه نبودند PFD هايي كه دريافت كردند مشابه آنهايي بودند كـه در بـالاي كـانـوپي بودند ( به جز پايين ترين موقعيت برگ در برگي كه خيلي كوچكتر بوده و متعاقبا در بعضي موارد قسمت در سايه جزئي ) تركيب برگ : براي اندازه گيري هاي شيب كانوپي ، نمـونه هـاي بـرگ ، روزانه به تبع ازتكميل اندازه گيري فتوسنتز جمـع آوري شـدند تا جـايي كه امكـان داشت ، اين نمونه هاي برگي از همان نواحي برگي كه براي اندازه گيري تبادل گازي استفاده شدند جمع شـدند سينك هاي برگي كوچك (cm 33/ ) در سراسر روز 6 بار جمع آوري شدندhper-down) 6/ و hPost down 8/ و عصر h : 12 قبل از غروب آفتاب h 16 بعد از غروب آفتاب h : 20 و h 23 ) بلافاصله در نيتروژن ْ80- در نيتروژن مايـع منـجـمد شدند) و تـا زمـاني كـه آنها توسط تكنيك (1983 ) × Hendrex بـراي كـربـوهـيـدرات تجـزيه شدنـد و انبار شدند .

صفحات بزرگـتر برگ (2cm 3/3)در بعـد از ظـهر در نيــتروژن مــايــع در c ْ80 - تــا زمــانيــكه آنـها آنالـيز شـدند انبـار شدند براي محل هاي فعال Rubisco كل تـوسـط تكنيك CABP ( 1984 000و Evans) صفحات كوچك اضافه با همان زماني كه نمونه هاي Rubisco در c ْ60 بـه مـدت 48 سـاعت ، خشـك شـدنـد و بـراي تعيـين جرم خشك بـرگ تـوزيـن شـدنـد . ايـن نمـونـه هـا بعـدا بـراي انـدازه گـيري كـل محتـواي نيـتروژن بـرگ انتخاب شدند ( مدل 2400 CHN آناليز كننده و . . . ) آناليزهاي آماري : نتايج با استفاده از جدول تجزيه واريانس و رگرسيون خطي با نرم افزار كامپيوتري Statviwe (SAS . . . ) تجزيه شدند اندازه گيري هاي چندين برگ در چندين ارتفاع مختلف در همـان گيـاه يا انـدازه گيري هاي همان برگ يا گياه چندين با به عنوان اندازه گيري هاي مكرر ، تيمار شدند . نتايج : Co2 بالا ميـزان فنوسنـتيك در هر واحد سطح در PDF بالا براي برگ هاي بالاي كانوپي تقريبا در 50 كل توسعه كانوپي افزايش داد . ( شكل a 1) با وجود اين هنگامي كه هـر دو برگ هاي شد يافته Co2 پايين و بالا در همان Co2 اندازه گيري شدند . اختلافات معني داري در ظرفيت هاي فنوسنتيك در واحد سطح برگ وجود نداشت هم چنين . Co2 بالا هيچ تأثير مشخصي روي سطح بـرگ كـامل در كانوپي نداشت (Fig1-b ) افزايش معني داري ( 001/0 p <) در PFD بالاي مـيزان هـاي فـنوسنــتيك در بالاي كـانـوپي هاي هم ppm360 و هم ppm 700 بعد از خاتمه كانوپي نـداشـت ( در يك LAI در حدود 2 ( Fig1-a ) ) با وجـود ايـن ظرفيت هاي فنوسنتيك برگ هاي سايه دار قديمي كاهش يافت . ( Fig2a,b )



اين تنزل براي برگ هاي درسايه روي گياهان در مركزكانوپي ( Fig2.a )نسـبت به آنهـايي كه در گـوشه جنوبي هستند كه همه شان نور آفتاب كامل را دريافت كردند سريع تر رخ داد (Fig2.b )( در موقعيت مشـخص برگ رابطه متقابل ارتفاع – تعداد برگ گوشه 001/ < P) همچنين Co2 بالا به نظر مي رسد كه ميزان تـنـزل در ظـرفيت فنوسنتيك را با افزايش سن برگ افزايش مي دهد . ( اثر متقابل تعداد برگ / Co2 065/= P)اين اثر Co2 هم براي برگهـايي كه در مـركـز كانوپي هستند و هم براي آنهايي كه در گوشه جنوبي كانوپي هستند مشاهده شد و اثر معني داري با موقعيت گوشه / مركز نداشتند در شكل (dوc2) ظرفيت هاي فنوسنـتيك به عنوان درصدي از فنوسنـتيك واقـعي از آنجـايي كـه ظـرفـيت هاي فنوسنتيك وقتي كه برگ هاي جوان فوقاني به تبع از اتمام كانوپي افزايش يافتند فرق مي كند ( Fig1a ) . با افزايش عمق در كانوپي و هم چنـين سـن بـرگ ، ظرفيت فنوسنتيك ابتدادر حدود 10% افزايش يافت براي برگ هاي روي گوشه جنوبي كانوپي اين تنزل تنها در برگ هاي قديمي رخ داد . سـطـوح پروتئـين Rubisco به طـريقـه مشابه ظرفيت فنوسنتيك در آنچه كه هيچ اثر Co2 در بالاي كانوپي ها وجود نداشت واكنش نشان دادند . امـا محـتواي Rubisco توسـط Co2 بـالا در سـطوح پايين كـانـوپـي هـا كاهـش يافت ( Fig2ef ) با وجود اين محتواي Rubisco و ظرفيت هاي فنوسنتيك به كليمتناسب نبـودند . محـتواي Rubisco به تناسب بيشتر توسط Co2 بالا نسبت به ظرفيت فنوسنتيك كاهش يافت. بعلاوه افزايش زيادي در محتواي Rubisco از بالاي كانوپي تا وسط كانوپي بدون تغييرات زيادي در ظرفيت فنوسنـتيك وجود داشت . كاهـش در ظـرفـيت فنوسنـتيك و محتواي Rubisco متوسط كاهش در محتواي نيـتروژن بـرگ ، هـمراهي شـدند (Fig2,g,h ) صفحه بعد 5 ( 360 Aبخوبي وابسته بود با ميزان نيتروژن برگ 001/ < P 73/= 2r و 32/ + XN1901 ) و اين رابطه توسط تيمار Co2 تحت تأثير واقع نشده است . برخـي از اين تغـييرات در ظـرفيت فنوسنـتيك و محتواي Rubisco ممكن است از تغييرات در PFD مشتق شده باشد . PFD به سرعت كاهش يافت و با افزايـش عمـق كـانوپي و اين كاهش خيلي سريع بود در كانوپي Co2 بالا (Fig3a ) با وجود اين هيچ اختلافي در PFD قسمت پايين كانوپي ها وجود نداشت .

از اين روسطح برگ بيشتري در بخش فوقاني كانوپي Co2 بالا در مقايسه با كانوپي Co2 كاهش يافته ،وجـود داشـت ، امـا كل شاخص سطح برگ در بخش پروتئين هاي بالاتر در بخش فوقاني كانوپي Co2 بالا استوار است . اما با PFDهاي مشابه در ته كانوپي (Fig3a ) . از انجايي كه عادت دادن تجمع فتوسنتيك به Co2 بالا پيشنهاد شد كه پاسخي براي افزايش غلظت كربوهيدارت در غلظت هاي كربوهيدرات برگ اندازه گيري شده باشد . نتايج فقط براي 3 موقعيت برگ ارائه شدند كه درمركز كانوپي كه مسيرهايي كه در سري كامـل داده هـا ديده مي شوند را شرح مي دهند . به لحاظ پيچيدگي واكنش هاي مشاهده شده و قدرت محدود شده طـرح اندازه گيري هاي تكرار شده هيچ اثر معني داري (Co2 ) اصلي وجود نداشت . با وجود اين چندين مسـير آشـكار هسـتند .

به نظـر مي رسـد كـه كربوهيدرات ها توسط Co2 بالا در نيمروز ( ظهر ) دريرگ هايي كه در بالا و گوشه جنوبي كانوپي ها يعـني برگ هـاي آفـتابگـير افزايش بافتند . ( شكل 4 به مقياس هاي مختلف براي پلات هاي نشاسته توجه نمائيد ) محتوي گلوگز نيز توسط Co2 بالا براي برگ هاي قديمي نزديك ته كانوپي افزايش يافت . ( برگ 9 ) با وجـود اين تأثـير كمي روي برگ هاي در سطوح مياني كانوپي وجود داشت ( برگ 15 ) . محتواي فروكتوز برگ بطور عمده با محتواي گلوگز متنـاسـب بـود ( اما ميانگين 34% پايين تر ، نشان داده نشده اند ) برخلاف گلوگز و فروكتوز ، ساكاروز برگ ومحتواي نشـاسـته عمدتا كاهش يافتند . با افزايش عمق در كانوپي Co2 اين تنزل در كانوپي Co2 بالا سريع تر بود . در نتيجه ساكاروز و محتواي نشاسته كه واقعا براي برگ هاي Co2 بالا نسبت به Co2 حد پايين در نزديكي ته كانوپي ( Fig4) پاييـن تـر بود . حتي براي برگ هاي بخش فوقاني كانوپي تقريبا ذخاير انبار شده به طور كلي طي شب مصرف شد كه منتج به افزايش و كاهش محتواي نشاسته پايين براي همه برگ هاي در Co2 هم بالا و پايين در صبح زود مي شود به نظر مي رسد كه PFD در كانوپي بخشي از تغييرات در محتواي كربوهيدرات برگ راتوضيح دهد اما اين روابط بسته به كربوهيدرات اندازه گيري شده تغييركردند .

محتواي گلوگز برگ بطور معني دار (05/0 < P ) با PFD در هر دو حـالت محـدود و حد بالايي Co2 افزايش يافت (Figb4) . از آنجايي كه اين روابط بوسيله Co2 متـأثير نمي شـوند ، غلـظت گـاز در پايـين در برگ هاي وسطي كانوپي در Co2 بالا به نظر مي رسد كه نتيـجه PFD هـاي كـم در كانـوپـي Co2 بالا باشد (Fig3a ) .غلظت نشاسته همچنين بخوبي (01/0 < P ) با PFD همبسـتگي داشـت امـا ايـن بر خـلاف سـاكـاروز ، محتواي نشاسته در Co2 پايين كه براي PFD داده شد بالاتر بود (Fig5c) . ظـرفيـت هـاي فنـوسنـتيك و محتـواي Rubiscoبـه صـورت معـني داري با هـيچ كـدام از محتواي كربوهيدرات هاي انفرداي همبستگي نداشت . با وجود اين ، همبستگي قوي ( 01/0 < P) بين ميزان قندهاي هگزوز ( گلوگز + فروكتوز ) با ساكارز ميزان فنوسنتيك ها كه در 360 Co2 PPmانـدازه گـيري شـده است ، وجو دارد . اين روابط به طور معني داري بين تيمارهاي Co2 پايـين بـرگ هـا در مركز يا روي گوشه كانوپي فرق نمي كند . بحث : عـادت دادن فنوسنتيك به Co2 بالا در كانوپي آفتابگردان تنها در برگ هاي مسن مشاهده گرديد . ظرفيت هـاي فنوسنـتيك برگ هـاي قديمي در كانوپي Co2 بالا ، 40% نسبت به آنهايي كه برگ هايي با سن مشابه در كانوپي Co2 پايين داشتند ، پايين تر بود . اما ظرفيت فنوسنتيك برگ هـاي جـوان در قسـمت فـوقـاني كـانـوپي توسـط Co2 پايين تر تأثير نپـذيرفته است .

نتـايج مشابهي براي كانوپي هاي گـندم گـزارش شـده اند . ( 1995 . . .Nie ) اين نتايج در معــرض قــرار دادن بـراي هـر دو كـانــوپي Co2 بالا و پاييــن ، ارائه بـرگ هـاي قـديمــي در آفتاب كامل در گوشه جنوبي كانوپي كه ظرفيت هاي بالاي فنوسنتيك را براي زمان طولاني تر در مقايسه با برگ هاي با سن مشابه درمركز كانوپي حفظ كرد . با وجود اين تعديل ظـرفيت فنوسنـتيك در Co2 بالا بـراي توسـعه مشـابه با افزايش سن برگ بدون توجه به اينكه PFD به كدام برگ تعلق بوده است ، رخ داد . متعاقبا اين نتـايـج بـراي كـانـوپي گيـاه با آنهائيكه براي گياهان ايزوله هستند ، سازگار است . (1990 )Beogerd eta گـزارش داده شـده است كه Co2 بالا حصول سريع ظرفيت هاي فنوسنتيك پايين تر برگ در برگ هاي گوجه فرنگي ، شده است .اما هـم چنيـن منـتج به تسـريع بيشـتر ظرفيـت هـاي فنـوسنـتيك كمـتر بـا سـن بـرگ شـده است . ( 1994 . . . Xu) هـم چنين گزارش شده است كه تجمع فنوسنتيك به Co2 بالا در برگ هاي سوياي پير اما نه در جوان ها رخ داده است . با وجود اين آن ها يك واكنش متضاد براي بيشـتر بـرگ هـاي جوان پشت به برگ هـاي پير نخود فرنگي گزارش كردند .

يعني ، اين داده ها پيشنهاد مي كنند كه تغييرات در ظرفيت فنوسنـتيك ممـكن اسـت هـم در پاسـخ به Co2 بالا و هم سن بزرگ با تغييرات متابوليسم قند برگ مرتبط باشد . اگر چه ظرفيت هاي فنوسنـتيك با هيچ كدام از غلظت هاي قندهاي مضر همبستگي نداشتند ، ظرفيت فنوسنتيك با نسبت قندهاي هگزوز به ساكاروز همبستگي خوبي دارد . و يك رابطه سـاده بـراي كـل تيمار با شرايط سن برگ بدست آمد . تغييرات در نسبت هگزوز به ساكـاروز ممـكن است از تغييرات در فعاليت اسيد انورتاز نتيجه شود ، چرا كه در ساير مطالعات دريافته شده است كه ممكن است با هم همبسـتگي داشـته باشـند . با وجود اين همچنين امكان دادرد كه تغييرات در ميزان توليدات و ميزان مصرف ساكاروز و هگزوز كه با ظرفيت اسيد انورتاز پـايدار اثر متقابل داشته باشد كه منجر به نسبت هاي متغير هگزوز/ ساكاروز مي شود . در حالت مشابه چرخه بيهوده ساكـاروز از طريق انورتاز پيشنهاد شده است كه مشابه تعديل فنوسنتيك تحت Co2 بالا ( 1998 . . . Moare) و شرايط محدود شده مخزن ، مشاركت نمايد ( گلدشميت 1992 )هيدروليز افزايش يافـته ســاكـاروز تـوسـط اسـيدانـورتـاز سوبستراهاي هگزوز افزايش يافته را براي هگزوكنياز كه نقشي را در منع قند ژن هاي فنوسنتيك بازي مي كند ، فراهم خواهد كرد ( 1994 . . . Jorg) . از آنجائيكه ظرفيت هاي فنوسنتيك براي زمان طولاني تر در برگ هـاي در معـرض نـور آفـتاب كـامل روي گـوشه جـنوبي كانـوپي نسـبت به برگ هـاي در سـاية مركز كانوپي ذكر شده اند ، همچنين PFD به نظرمي رسد كه فاكتوري در كنترل فنوسنتيك با سن برگ باشد .

مباحث مشابه در زمينه مطالعات درتاك هاي كه خود سايه اي حذف و برطـرف شـده اسـت انجـام گرفـته است ( 1996 Hi******************aka) . مكانيسم اين پاسخ به كلي واضح نيست . اما ممـكن است آن تاثـير مستقـيم PFD روي نسخه برداري نتيجه شود (1997Kloppstech) پيشنهاد مي شود كـه ايـن كاهـش در ظرفيت فنوسنتيك با كاهش PFD در كانوپي كه اثرات فنوسنتيك كل كانوپي را تا زمانيكه نيتروژن مي تـواند از برگ هاي در سايه به برگ هايي در بخش فوقاني كانوپي مجددا اختصاص يابد كه در آنجا PFD ها و ميزان فنـوسنتيك پتانسيل بالاتر است . شيب تندتر در محتواي نيتروژن برگ در مركز كانوپي به جاي آنكه روي گوشه جنوبي باشـد يافـته شد . و Co2 بالا بوسيله كاهش محتواي نيتروژن برگ هاي پايين تر را فراهم آورد . با وجود اين تا زماني كه اين اثر Co2 توسط افزايش در محـتواي نيتروژن ، با ظرفيت هاي فنوسنتيك بـرگ هـاي بـالاتر همراهي نشود روشن نيست كه آيا سود خالص ( فايـده خـالـص ) براي گيـاهان وجود دارد يا نه . پيش بيني هاي تئوريكي پيشنهاد مي كنند كه Co2 بالا در واقع نبايد الگوي مطلوب توزيع نيتروژن را به درون كانوپي تغيير دهد ( 1998 Hi******************aka) متناوبا نيتروژن ذخيره شده توسطتعديل ظرفيت فنوسنتيك ممكن است به ريشه ها اختصاص يابد . اختلافات غير معني داري در LAI بيـن كانـوپي هـاي آفـتابـگردان رشد يافته در Co2 متفاوت در اين مطالعات يافت شده است . اين در تضاد با پيشبيني هاي برخي مؤلفين اسـت كـه بيـان مي كنند كه LAI براي كانوپي هاي Co2 بالا افزايش خواهد يافت ، چرا كه نقطه موازنه نوري براي فنوسـنتز را كـاهش مي دهد و از اين رو توليد برگ حفظ در برگ هاي پايين تر در كانـوپـي را تحريك خواهد كرد ( 1983 . . . Pearcy) .

با وجود اين با نتايج واقعي مـطـالعات ديـگر تطـابق ندارد . Co2 بالامنـتج به LAI افزايش يافته براي كانوپيهاي چـــاودار علـــوفـه اي بــا دوام مي شـــود ( 1988 Wijet) . ســـويـا ( 1998 . . . Campbell) و بـــرنــج ( 1991 . . . Rawland) اما هيچتأثيري روي يك اكوسيستم جنگلي مصنوعي ( 1992 . . . Karner) پايداري برنج ( 1996 Zika) و پايداري AbatilonوAmbrosia ( 1996Hirose ) . نداشت . پيش بيني مي شود كه Co2 بالا LAI را افزايش خواهد داد به خاطر كاهش در نقطه موازنه نوري بسته به فرضـيه اي كه Co2 بالا منـتج به تولـيد برگ بـزرگـتر / بيشتر و يا القاي طولاني تر برگ هايي كه در كانوپي عميق هستند ، مي شود . از آنجائي كه از واريته هاي آفتـابگـردان در اين مطـالعه استـفاده شدند . شاخه هاي فرعي توليد نكردند و هيچ مرگ برگي طي دوره اين آزمـايـش وجود نداشت . ممـكن است هيچ گزينه اي ياامكاني براي اين مكانيسم براي عمل كردن در اين آزمايش وجود نداشته باشد . يك فرضيه متناوب توسط ( 1996 Hirose) ارائه شـده اسـت كه آنهـا دريافتـند كه LAI قويا با نيتروژن بالاي زمين همبستگي داشت و پيشنهاد كردند كه Co2 بالا تنها LAI را هنـگاميكه جـذب نيـــتروژن اضـــافي ممــكن بود افزايش خواهد داد . نتايج مشابه توسط ( 1993 Zika) براي برنج ارائه شده است .

جذب نيتروژن كـل در آفتـابگـردان ها در اين مطالعه مشابه و نظير كانوپي هاي Co2 كاهش يافته و افزايش يافته هســتند . داده هـا نشـان داده انـد ، از آنجايي كه هيچ گونه كود اضافي افزودني در اين آزمايش فراهم نشده است اين امكان وجود دارد كه كميت نيتروژن خاك توليد سطح برگ را محدود كند . كاهـش در PFD در سطوح مياني كانوپي آفتابگردان Co2 بالا از افزايش در سطح برگ حاصل نشد اما در عوض ازتغـييرات در توزيـع سطوح برگ حاصل شد . سطوح برگ بيشتري د ر بخش فوقاني كانوپي Co2 بالا نسبت به كانوپي پايين بود . روندهــاي مشــابه مي توانـند در داده هاي مطـالعات ديگر كانوپي ، ديده شوند ( 1997 . . . Wayne) PFD هـاي مشـابهي براي كانوپي هاي گياهجهاي تيمار شده با Co2 بالا و پايين در تمامي سطوح مياني در بالاتر كه در آنجا PFD در كانوپي Co2 بالا كاهش يافت يافته اند ( 1996 Hieoseو همكاران ) دريافتند كه توزيع سطوح برگ يك كانوپي گاوپنبه به طرف بخش فوقاني كج شده است ، اما اختلاف معـني داري در كل سطح برگ با نفوذ نور به پايين كانوپي وجود نداشت .

پيشنهاد شده است كه تغييرات در توزيع سطح برگ در نتيجه تحـريك Co2 توسـعه ســـطح برگ نهــــايي بـــراي بــرگ هـاي درســايه مي باشــد در چنين تحقيق دريافـته شـد كـه Co2 بالا مقـدار توسـعه برگ را افزايش مي دهد . ( 1989 . . . Cure) با وجود اين اغلب محققين هيچ تأثيري از Co2 بالا را روي اندازه نهايي برگ گزارش نكرده اند ( Leadley. . . ) در آزمايش حاضر آشكار شد كه يك اندازه ماكزيمـم برگ وجـود دارد كه امـكانا توسـط ژنتـيك تعيين شده است كه هنگامي كه برگ هاي Co2 پايين در سـايه واقـع شـدند ، بدست نيامد . Co2 بالا ممـكن است كربوهيدرات اضافي را فراهم كرده است كه براي اين برگ ها براي رسيدن به اندازه كامل آنها لازم است . اين اختلاف در اندازه برگ براي برگ هـاي واقـع در پايـين كانوپي كه به توسعه كامل قبل از خاتمه كانوپي رسيدند ، مشاهده نشد .

تصور عمومي اندازه برگ مـاكزيمـم توسط نتايج (1989 Allen) و همكاران حمايت شده است كه كاهش اساسي را در اندازه برگ هنگامي كه در Co2 نيمه كاهش يافتند رشد يافتند ، گزارش نمود ، اما افزايش كمي در اندازه برگ براي گياهان رشد يافته در Co2 بالا را گـزارش نمود . بطور جالب توجه اثر مشابه براي گياهچه درخت كه در رقابت رشد كرده اند گـزارش كـرده اند . بعـنوان مثال Co2 بالا اندازه انواع كوچكتر نسبت به انواع بزرگتر را بيشتر افزايش مي دهد . كه در كاهـش در اندازه در داخل جمعيت نتيجه مي شود . (1997 ... Wayne) . آنها پيشنهاد كردند كه Co2 بالا در تحريك رشد بيشـتر انواع كوچكتر نتيجه مي شود ، چرا كه آنها بيشتر در سايه بوده اند و از اين رو كربن محدودي دارند . اختلافات در PFDبداخل كانوپي به نظر مي رسد كه مقداري براي برخي نتايج كربوهـيدرات غـير منتظره باشند Co2 بالا بطور كلي محتواي ساكاروز و نشاسته برگ را افزايش مي دهند ( 1992 . . . Long) با وجود اين محتواي ساكاروز و نشاسته واقعا در بسـياري از برگهاي پير در سـايه در كـانوپي بالا در مقايسه با كانوپي Co2 پايين ، پايين تر بود . اين اختلافات به نظر مي رسد كه نتيجه PFDهــاي پايـين تر در سطوح مياني ، كانوپي Co2 بالا باشند محتواي ساكاروز با PFDو از اين رو به جـرأت مي تـوان گفت با ميزان فنوسنتيك برگ ها همبستگي دارد همبستگي مشابه بين غلظت هاي سـاكاروز و ميـزان صدور فنوسنتيك در مورد سويا گزارش شــده اسـت ( 1974 . . . Thorne) گوجه فرنگي ( 1976 - He) چغندر قند گـزارش شـده اند به علاوه (19980 . . . Carodzinskio) 21 گـونه را اندازه گيري كردند و يك محتواي نشـاسته تابـعي از هم PFDو هم غلظت Co2 بود . تأثير روي محتواي نشاسته ممكن است نتيجه ميزان كم تنفـس نوري در برگ هاي در معرض Co2 بالا قرار گرفته باشد . Morinو همكاران 1992 هنگام كار با شبدر دريافتـند كه تجــمع نشاسته هنگاميكه فتوسنتز توسط Co2 افزايش يافت ، افزايش مي يابد ، اما نه هنگامي كه فتوسنتز به مقـدار مشابهي با افـزايش در نور ، افزايش يافت .

اختلاف بين تيمارهاي Co2 به سادگي تأثير سطح برگ كل افزايش يافته نيست . چرا كه شاخص LAI تنها 11% بالاتر از كانوپي Co2 بالا افزايـش يافـته بود . در برداشت نهايي LAI بطـور معـني داري در هر نقطه اي طي توسـعه كانوپي ( Fig1b ) متفاوت نبود . اختلاف در شماره برگ ها در گياه نيزكـوچك بـود . تنها 18% بيشـتر برگ هـا دركانـوپي Co2 بالا با وجود اين اختلاف اساسي در توزيع سطح برگ داشت كه براي محيط روشن درون كانوپي عواقبي داشت . برگ هاي كه در معرض نور آفـتاب كامـل در گوشه كانوپي قرار گرفته بودند به سطح برگ مشابهي در محفظه هاي كه حد بالا و پايين كاهش يا افزايش يافته بود . رسيدند (Fig 3c )با وجـود اين برگ هاي Co2 بالا زودتر به آن حد ماكزيمم رسـيدند ( توجه كنيد كه 40-30% سطح برگ بالاتر كه براي دو برگ اندازه گيري شده در كانوپي Co2 بالا ( شكل C3 ) براي موقعيت هاي در مقـايسه در مركز كانوپي روي گياهان Co2 كاهش يافته به همان سطح برگ ماكزيمم نرسيدند ، مـانند برگ هاي آفتابگير در گوشه كانوپي . ( مقايسه كنيد اشكال C و b3) كه برگ هاي در سايه Co2 بالا به هـمان سطح برگ همانند برگ هاي آفتاب گير رسيدند در حاليكه رابطه متقابل گوشه / مركز معني دار 05/0 < P بود .

در خاتمه مؤلفين نتيجه گيري كـردند كه ، محـتواي نشـاسته افـزايش يافـته در Co2 بالا ، نتيجه تنفس نوري كاهش يافته بود و متعاقبا ، نتيجه كاهش در توليد دوبارة فسفات در كلـروپلاست نسبت به محدوديت در مصرف كربوهيدرات توسط بقسة گياهان ، بود . همچـنين تجــمع نشـاسـته در برگ هاي در معرض اكسيژن (Co2 ) كم ، كه تنـفس نـوري را كـاهش مي دهد ، اثر اين نتيجه گيري نهايي را حمايت مي كند ( 1984، Modore , Grodzinski )

CASSIATORA
2008-Jul-06, 21:26
گیاهان مقاوم به شوری

گاردینیک گروه از پژوهشگران آمریکایی پیش بینی میکنند بتوانند گیاهانی تولید کنند که در شرایط گلخانه ای و با آب دریا رشد میکنند.برای این هدف, شرکتی به نام فیوچراژن با کمک متخصصان سه موسسه پژوهشهای کشاورزی ایالات متحده تشکیل شده که در حال گردآوری اکتشافات ثبت شده مربوط به هدف یاد شده است.این پژوهشگران مدعی هستند که هدفشان توسعه ژنتیک "دوستدار محیط زیست" است که تا کنون منجر به تولید ارقام گوجه فرنگی و برنجی شده که در خاکهای خیلی شور رشد کرده و در دما و رطوبت پایین به خواب میروند.این گروه در حال حاضر مشغول جلب سرمایه برای ایجاد مزارع آزمایشی, و نیز کسب موافقت وزارت کشاورزی و شورای غذا و داروی ایالات متحده برای استفاده تجاری محصولات خود است.اما روی آوری اخیر آن ها به سرمایه گذاران بریتانیایی به جای آمریکایی, علیرغم تمایل کمتر انگلیسیها به این فناوری, احتمالا منجر به بالا گرفتن دوباره بحث در مورد بی خطر بودن این نوع کشت خواهد شد.گروه پژوهشگران که از سه دانشگاه پوردو, آریزونا, و ایلینوی هستند معتقدند که روشهای آنان به دلیل اینکه ژن جدیدی به ریخته ارثی گیاه اضافه نمیکند نگرانی هایی را که قبلا در مورد دستکاری ژنتیکی گیاهان وجود داشت ایجاد نمیکند.روش آنان بر پایه مطالعه و افزایش فراوانی ژن هایی است که گیاه به کمک آن خود را در برابر شرایط نامساعد محیطی حفظ میکند. به طور خاص ژنی موسوم به Sos1 شناسایی شده که به گیاه کمک میکند نمک اضافی را قبل از آسیب زدن به گیاه دفع کند و به این ترتیب بقای گیاه را در خاکهای شور آسان میکند."برونو روجیه رو" مدیر اجرایی فیوچراژن امیدوار است بتواند گیاهانی را تولید کند که بتوان آن ها را به جای آب شیرین با آب دریا آبیاری کرد.با وجود این هنوز این برنامه تردیدهایی را بر می انگیزد. "کارلو لیفرت" استاد کشاورزی ارگانیک دانشگاه نیوکاسل میگوید: "در حال حاضر مردم نسبت به پدیده دستکاری ژنتیکی به دیده شک نگاه میکنند و به این شرکتها اعتماد ندارند."تا زمانی که آزمایشها کامل نشده, نمیتوان از مشکلات عملی این برنامه سخن گفت. یکی از مشکلات عمده, عملکرد گیاه در خاکهای شور خواهد بود. در چنین خاکهایی, دفع نمک از ریشه به داخل خاک همراه با صرف مقدار زیادی انرژی خواهد بود.دکتر "ری بره سان" استاد دانشگاه پوردو از مخالفت مستمر بریتانیا و اروپا با دستکاری ژنتیکی گله مند است: "طرفداران محیط زیست نیت مثبتی دارند, اما دانش آنها محدود است. سطح علمی استدلال این گروه بسیار پایین است. هدف ما افزایش تولید در واحد سطح است, و این به معنی کاهش سطح زمین زیر کشت خواهد بود. همه متخصصان محیط زیست میدانند که اثر منفی کشاورزی سنتی بر زیست بومها از هر عامل دیگری بیشتر بوده."یک سوم زمینهای زراعی آبی جهان به دلیل شوری بالا غیر قابل استفاده اند. بعد از هر آبیاری, به ویژه در مناطق گرمسیر, آب تبخیر شده و نمک را در خاک بر جای میگذارد. یک راه حل این مشکل آبشویی این اراضی است, اما در جایی که منابع آب محدود است این کار عملی نیست.تخمین زده میشود در ایالات متحده سالانه 6میلیارد دلار/4میلیارد پوند محصول زراعی به دلیل غیر قابل استفاده شدن زمینهای زراعی از دست میرود. انتظار میرود این گونه محصولات علاوه بر ایالات متحده در چین, استرالیا و آمریکای جنوبی هم طرفدارانی پیدا کند.پی نوشت: در پی انتشار این مقاله در گاردین, دو پاسخ به این روزنامه ارسال شد که چکیده آن به این شرح است:"پنی کمپ" سخنگوی حزب سبزها: شوری راه حلهای دیگری نیز دارد که خطر آنها بسیار کمتر از استفاده از مواد تغییر یافته ژنتیکی است, از جمله ایجاد زهکشی مناسب. در بلند مدت اروپا قصد دارد بازارهایی ایجاد کند که نیاز کشاورزان را به الگوهای صنعتی (تولید محصول ارزان قیمت) کمتر کرده و بستر توسعه کشاورزی پایدار را ایجاد کند.دکتر "ریچارد لاوسون": ادعای شرکت فیوچراژن بی پایه است. اگر آبیاری با آب شیرین منجر به شوری میشود, آبیاری با آب دریا اثر شدیدتری خواهد داشت. این پژوهشگران تنها به زمینه های تخصصی خود توجه دارند و اثرات پیچیده زیست محیطی را نادیده میگیرند.

به نقل از وبلاگ خبر های تراریخته(معرفی)

CASSIATORA
2008-Jul-06, 21:28
انواع هورمونهای گیاهی

اکسینها

فراوانترین اکسین طبیعی اسید اندول استیک است. مناطقی از گیاه که فعالیتهای رشد و نمو در آنها شدید است معمولا بیشترین مقدار اکسین را تولید می‌کنند. بدین ترتیب مریستمهای مختلف از جمله مریستم نوک ساقه ، مریستم نوک ریشه و کامبیومها سرشار از اکسین هستند. اکسینها علاوه بر تاثیری که در افزایش طول یاخته دارند، در کنترل ریزش پاییزی برگها و میوه‌ها ، جلوگیری از رشد ریشه‌های نابجا ، رشد گل و میوه در بسیاری گیاهان دخالت می‌کنند.

این هورمون به مقدار کم برای رشد ریشه لازم است و افزایش جزئی آن از رشد ریشه جلوگیری می‌کند. اکسین سبب نسخه برداری Rna از Dna و در نتیجه افزایش سنتز پروتئین می‌شود. در بسیاری از دو لپه‌ایها رشد جوانه‌های جانبی به وسیله اکسین متوقف می‌شود. اکسین همچنین در بازدارندگی فعالیت فصلی کامبیوم آوندی و نمو چوب پسین نقش دارد.

جیبرلینها

پژوهشگران ژاپنی هنگام پژوهش بر روی نوعی بیماری قارچی برنج که باعث دراز شدن غیر طبیعی گیاه نورسته می‌شود جیبرلینها را کشف کردند. این قارچ ماده‌ای به نام جیبرلین A را ترشح می‌کند که وقتی آن را روی بوته‌های سالم برنج بپاشند، در آنها هم نشانه چنین بیماری مشاهده می‌شود. جیبرلین A مخلوطی از شش نوع ترکیب شیمیایی کاملا متمایز است. تاکنون در حدود 84 نوع جیبرلین متفاوت بطور طبیعی در گیاهان شناخته شده‌اند. مهمترین اثر جیبرلینها در افزایش طول ساقه‌ها است. جیبرلینها همچنین سبب تمایز یاخته‌ای می‌شوند. در گیاهان چوبی ، جیبرلینها سبب تحریک کامبیوم آوندی جهت تولید آبکش پسین می‌شوند.

جیبرلین

بطور کلی تمام جنبه‌های مختلف رشد و نمو در گیاهان از رویش دانه تا تشکیل میوه می‌توانند تحت تاثیر جیبرلینها قرار بگیرند. اثر تحریک کنندگی جیبرلین در رشد ساقه ، بویژه در ساقه‌های گیاهان طوقه‌ای ، با افزایش ابعاد یاخته و تعداد آن آشکار می‌شود. جیبرلینها به مقادیر مختلف در همه بخشهای گیاه وجود دارند. ولی بیشترین مقدار آنها در دانه‌های نارس دیده شده است. بطور کلی رویش دانه در نتیجه تغییر واکنشهای متابولیسمی از صورت کاتابولیسمی به آنابولیسمی حاصل می‌شوند و جیبرلین باعث افزایش فعالیت و یا سنتز گروه ویژه‌ای از آنزیمها می‌گردد که متابولیسم قطعات 2 کربنی را تغییر داده موجبات سنتز ترکیبات حد واسط را فراهم می‌آورد.

سیتوکینینها

سیتوکینینها شامل گروهی از ترکیبات محرک رشد هستند که فرآیند تقسیم را در یاخته‌ها تحریک می‌کنند. سیتوکینینها در تمام مراحل رشد گیاهان دارای نقش هستند این ترکیبات بر روی متابولیسم از جمله فعالیت آنزیمها و بیوسنتز مراحل رشد تاثیر می‌گذارند و همچنین در ظهور اندامکها و انتقال مواد غذایی در گیاهان موثر بود و مقاومت گیاه را نسبت به عواملی مانند پیری ، آلودگیهای ویروسی و علفکشها و همچنین دمای پایین افزایش می‌دهند.

سیتوکینینها ابتدا در شیر نارگیل که آندوسپرم مایع است پیدا شدند. اگر به محیط کشت بافت ساقه تنباکو سیتوکینین اضافه شود یاخته‌های غول پیکر بوجود می‌آیند یعنی سیتوکینین باعث بزرگ شدن یاخته‌ها می‌شود. سیتوکینین مصنوعی که بیشتر در تحقیقات بکار می‌رود، کینتین نام دارد. مجموع کینتین و اسید اندول استیک سبب تسریع تقسیم یاخته‌ای و در نتیجه تولید یاخته‌های بیشمار می‌شود. سیتوکینینها در چیرگی راسی (تسلط انتهایی) دخالت دارند با وارد کردن این هورمون در محل جوانه‌ها از رشدشان جلوگیری می‌شود. نقش دیگر سیتوکینینها جلوگیری از پیری برگهاست.

اتیلن

اتیلن از لحاظ آن که به حالت گاز است یک هورمون غیر معمولی است. در اوایل قرن نوزدهم ، پرورش دهندگان میوه کوشیدند تا رنگ و طعم مرکبات را با قرار دادن آنها در اتاقی که با بخاری زغال سنگی گرم می‌شد مرغوبتر کنند. مدتها تصور می‌شد که گرما سبب رسیدن میوه می‌شود. سپس پژوهشهای فراوان نشان داد که در حقیقت فرآورده‌های کروسن سبب رسیدن میوه ها می‌شوند. از بین این فرآورده‌ها ، گاز اتیلن ، گاز بسیار فعال تشخیص داده شد. به دنبال آن دانسته شد که اتیلن بوسیله گیاهان هم تولید می‌شود. این گاز قبل از رسیدن میوه‌ها در گیاه تولید می‌شود و مسئول تغییرات رنگ ، بافت و ترکیبات شیمیایی هنگام رسیدن آنهاست.

اکسین در تراکم معین سبب تولید مقدار زیادی اتیلن در گیاه می‌شود. هنگامی که پیری برگ آغاز می‌شود اتیلن تنظیم کننده اصلی ریزش برگ است این گاز سبب تسریع در سنتز آنزیم سلولاز و آزاد شدن آن می‌شود. این آنزیم دیواره‌های یاخته را از بین می‌برد. اگر پیش از آغاز پیری برگ اکسین به آن اضافه شود، از پیری برگ جلوگیری می‌گردد. ولی پس از تشکیل لایه ریزش ، اکسین ریزش برگ را با تحریک تولید اتیلن ، تسریع می‌کند.

اسید آبسیزیک

این هورمون سبب خواب گیاه می‌شود. آغشته کردن جوانه‌های رویشی به اسید آبسیسیک آنها را به جوانه‌های زمستانی تبدیل می‌کند. بدین ترتیب که این اسید بیرونی‌ترین برگهای مریستمی را به پولک مبدل می‌سازد. این هورمون در دانه‌های بسیاری از گونه‌های گیاهی وجود دارد و سبب خواب دانه می‌شود. اسید ابسیسیک سبب بسته شدن روزنه‌ها به هنگام کم آبی می‌شود تا از تعرق جلوگیری کند. بدین سبب این هورمون به عنوان محافظ گیاه در مقابل شرایط نامساعد محیطی شناخته شده است.

اسید ابسیسیک همچنین از تاثیر جیبرلین بر تولید جوانه‌ها جلوگیری می‌کند و این بازدارندگی بوسیله سیتوکینین برگشت پذیر است. اسید ابسیسیک علاوه بر تاثیر بر خواب جوانه و دانه و جداشدن برگ و میوه از گیاه بر رشد گیاه و تشکیل گل نیز اثر بازدارنده و یا گاهی محرک دارد. این ماده بر رشد قسمتهای مختلف بسیاری از گیاهان اثر بازدارنده دارد و اثر ترکیبات طبیعی محرک رشد را خنثی می‌کند.

CASSIATORA
2008-Jul-06, 21:30
کمبود آهن در گياهان

امروزه توجه کشاورزان و متخصصين علوم کشاورزي به اهميت و نقش عناصر کم مصرف روز به روز بيشتر مي شود . علت اصلي اين توجه پيدايش مسايل جديدي است که در نتيجه برداشت روز افزون از اين عناصر و عدم برگشت آنها به خاک مي باشد. ميزان برداشت عناصر غذايي به خصوص عناصر کم مصرف به علت برداشت بيشتر و افزونتر از خاک که در نتيجه کاشت ارقام اصلاح شده ، مصرف کودهاي شيميايي و مديريت بهتر حاصل شده بسيار زياد بوده و با پيشرفت بيشتر در امور مختلف مرتبط با کشاورزي ، روند از دست دادن عناصر کم مصرف خاک بيشتر خواهد شد .
گياهان پر بازده ، داراي معايبي نيز مي باشند از جمله آن دسته از گياهان نسبت به شرايط خاک حساسيت نشان داده ، احتياج به مواد غذايي فراوان دارند و خود قادر به جذب آنها از خاک هاي متوسط نيستند . اين گياهان معمولا در مقابل کمبودها حساس بوده و بيشتر از گياهان بومي به کمبود عناصر کم مصرف دچار مي شوند .
کمبود آهن که منشا بروز رنگ پريدگي خاصي به اسم زردي مي شود در بيشتر خاک هاي کشور و در مورد گياهان متعددي قابل مشاهده است . خسارت آن در درختان ميوه نواحي خشک و گياهان زينتي قابل توجه مي باشد . مرکبات شمال و جنوب و تا حدي پنبه نيز از کمبود آهن صدمه مي بينند . پراکندگي کمبود آهن با پراکندگي درختان ميوه تطبيق مي کند . خراسان ، اصفهان ، کرج و آذربايجان مراکز شدت کمبود آهن مي باشند . قابليت جذب آهن در خاک ها تحت تاثير عواملي از قبيل عدم تهويه کافي و نبود مواد آلي کافي به شدت کاهش مي يابد و در اين شرايط کمبود آهن ظاهر مي شود . در مقابل ، تهويه خاک ، افزايش کودهاي آلي و سبز و مصرف کودهاي آهن دار باعث افزايش محلوليت آهن خاک مي شوند . حساسيت گياهان به کمبود آهن متفاوت است و حتي در بين يک گونه ، واريته هاي مختلف عکس العمل متفاوتي دارند .
علامت اصلي کمبود آهن زردي يا کلروز است . اين زردي معمولا در برگ هاي جوان ديده مي شود و از آنجا تمام برگ هاي درخت به اين حالت در مي آيند . رنگ پريدگي معمولا ميان رگبرگ ها بوده و خود رگبرگ ها سبز باقي مي مانند و رگبرگ ها به صورت شبکه سبزي درزمينه زرد ظاهر مي شوند. در بعضي انواع مانند گلابي برگ ها اصولا سفيد رنگ مي شوند و رگبرگ ها نيز از زردي ناشي از کمبود آهن در امان نخواهند بود .
قدم اول در زمينه کمبود آهن پيشگيري از بروز اين کمبود است . براي پيشگيري از بروز کمبود آهن بايد شرايط محلوليت و قابليت جذب بيشتر آهن را از طريق زير برطرف نمود :
عدم مصرف آب هاي سنگين
افزايش مواد آلي و کود سبز به خاک، زدن شخم کافي وتهويه بموقع خاک
انتخاب پايه و پيوندک مناسب و مقاوم به کمبود آهن
در گلکاري ، پيشگيري از کمبود آهن ، کاشت گياهان در خاک هاي اسيدي و مصرف کلات هاي آهن از ابتداي تهيه گلدان است .

CASSIATORA
2008-Jul-06, 21:33
تعرق (ویژه گیاه شناسی)

خروج آب از قسمتهای هوایی گیاه به صورت بخار آب تعرق نامیده می‌شود. اما تعرق انواع مختلف دارد. برگ اندام اصلی و عمده تعرق است و قسمت اعظم تعرق از میان روزنه‌های آن انجام می‌شود، لذا این نوع تعرق را تعرق روزنه‌ای می‌نامند. مقدار کمی بخار آب از برگها و ساقه‌ها بوسیله تبخیر مستقیم از طریق یاخته‌های اپیدرمی و از میان کوتیکول خیلی نازک آنها خارج می‌شود که این پدیده را تعرق کوتیکولی می‌گویند. مقدار آبی که از طریق روزنه خارج می‌شود، خیلی زیاد است. همچنین خروج بخار آب می‌تواند از طریق عدسکهای ساقه‌های چوبی یا عدسکهای میوه انجام شود که تعرق عدسکی نامیده می‌شود.

نقش تعرق در جذب آب از ریشه

تعرق باعث می‌شود که پتانسیل آب برگ به پتانسیل آب ریشه کاهش یابد. حوالی ظهر اختلاف پتانسیل آب ‌برگ نسبت به ریشه به بیشترین مقدار خود می‌رسد. در این هنگام سرعت و شدت جذب آب توسط ریشه نیز بیشترین مقدار را دارا است. اگر منحنی تعرق و منحنی جذب آب در ساعات مختلف شبانه روز را با هم مقایسه کنیم خواهیم دید که تغییرات هماهنگی را نشان می‌دهد. یعنی هر چقدر تعرق بالاتر باشد به همان اندازه هم شدت جذب آب نیز بالاتر است. زمانی که تعرق صورت می‌گیرد، پتانسیل آب ریشه منفی تر از خاک است و پتانسیل برگ منفی‌ تر از ریشه و پتانسیل جو منفی تر از برگ است.

در نتیجه جریان آبی از خاک به طرف اتمسفر ، از طریق گیاه برقرار می‌شود که باعث انتقال مواد محلول مورد نیاز گیاه همراه با صعود آب می‌شود. هر گاه پتانسیل آب جو افزایش یابد و جو از آب اشباع شود، جذب آب توسط سیستم ریشه‌ای و انتقال شیره خام در آوندهای چوبی به حداقل رسیده و یا متوقف می‌شود. در موقع شب نیز که روزنه‌ها بسته‌اند، تعرق به حداقل می‌رسد و انتقال شیره خام نیز تقریبا متوقف می‌شود. تعرق در واقع باعث ایجاد یک فشار منفی می‌شود که می‌تواند صعود شیره خام را حتی تا ارتفاع بیش از 100 متر در درخت غول موجب شود.

مکانیسم تعرق در برگها

واکوئلهای تمام یاخته‌های زنده برگ پر از آب هستند. همچنین پروتوپلاسم و دیواره یاخته نیز از آب اشباع است. آب از راه آوندهای چوبی رگبرگها به برگ می‌رسد. آب دیواره‌های مرطوب یاخته‌های بخار شده به جو درونی فضاهای بین یاخته‌ای وارد می‌شود. این حالت ممکن است از هر سطحی که مرطوب باشد، به جو پیرامون رخ دهد. فضاهای بین یاخته‌ای شبکه ، ارتباطی درونی با ساختار بعدی برگ ایجاد می‌کند که بوسیله بخار آب اشباع می‌شوند و یاخته آخری بخار آب را در هوایی که کمتر اشباع شده ، پخش می‌کند. تعرق روزنه‌ای از طریق تبخیر سطحی دیواره‌های یاخته‌ای که در محدوده فضاهای بین یاخته‌ای قرار دارند و همچنین از بخار آبی که از فضاهای بین یاخته‌ای از طریق روزنه وارد می‌شود، انجام می‌گردد.

اهمیت تعرق

نیروی مکشی ایجاب شده در صعود شیره خام کمک می‌نماید.


با تاثیر بر روی فشار انتشار ، بطور غیر مستقیم پدیده انتشار در یاخته‌ها را کمک می‌کند.


در جذب آب و مواد کانی توسط ریشه‌ها موثر است.


در تبخیر آب اضافی کمک می‌کند.


نقش مهمی در انتقال مواد غذایی از قسمتی به قسمت دیگر گیاه دارد.


دمای مناسب جهت برگها را حفظ می‌کند.


با تاثیر بر باز و بسته شدن روزنه‌ها ، بطور غیر مستقیم در فتوسنتز و تنفس اثر می‌کند.


در پراکندگی انرژی اضافی دریافت شده از خورشید توسط گیاهان موثر است.

عوامل موثر بر تعرق

رطوبت نسبی

هر قدر رطوبت نسبی جو بیشتر با‌شد، میزان تعرق کمتر خواهد بود. زیرا پتانسیل آب جو در این حالت افزایش می‌یابد. اگر رطوبت نسبی جو به حالت اشباع برسد، تعرق متوقف می‌شود. رطوبت نسبی جو به شدت از دمای محیط متاثر است.

دما
دما علاوه بر اثری که روی رطوبت نسبی دارد در شرایط طبیعی افزایش دما تا 25-30 درجه سانتیگراد باعث افزایش شدت تعرق شده و از این درجه به بعد باعث کاهش تعرق می‌شود. علت این پدیده آن است که افزایش دما تا 30 درجه سانتیگراد در بعضی از گونه‌ها مانند پنبه ، توتون و قهوه باعث باز شدن روزنه‌ها و پس از آن باعث بسته شدن روزنه‌ها می‌شود. در شمعدانی حتی در 35 درجه سانتیگراد نیز روزنه باز باقی مانده ، در نتیجه تعرق ادامه می‌یابد.

باد و جریان هوا

باد باعث تجدید هوا در مجاورت بافتها شده و شدت تعرق را افزایش می‌دهد. ولی شدید بودن آن باعث بسته شدن روزنه‌ها و کاهش تعرق می‌شود. از طرف دیگر باد با به حرکت در آوردن برگها ، خروج بخار آب از برگها را آسان می‌کند.

روشنایی

در بسیاری از گیاهان شدت تعرق در تاریکی تقریبا صفر است و روشنایی باعث افزایش شدت تعرق می شود. علت آن باز شدن روزنه‌ها در روشنایی است. زیرا نزدیک به 99% تعرق از طریق روزنه‌ها صورت می‌گیرد. در بعضی از گیاهان مانند گیاهان گوشتی (تیره کاکتوس) روزنه‌ها در روز بسته و در شب بازند. به همین دلیل میزان تعرق این گیاهان در شب بیشتر از روز است.

عوامل ساختاری

سطح اندام هوایی :

سطح اندام ، بویژه برگها در تعرق اهمیت فوق العاده دارد. ریزش برگها هنگام پاییز و زمستان در درختان خزان شونده مناطق معتدل و به هنگام تابستان در گیاهان مناطق نیمه خشک ، بطور قابل ملاحظه‌ای از شدت تعرق می‌کاهد. همچنین وجود خار یا برگهای بسیار کاهش یافته در گیاهان مناطق خشک موجب کاهش شدت تعرق می‌شود.


آرایش بافتهای برگ :

آرایش بافتهای برگ در تعرق موثرند. بافت نرده‌ای برگ در گیاهان مناطق خشک همیشه فشرده تر از بافت نرده‌ای گیاهان مناطق مرطوب است و کوتیکول آنها ضخیم می‌باشد. حتی گاهی بافتهای بیرونی آنها چوب پنبه‌ای و یا چوبی می‌شود که این امر به مقدار زیاد از میزان تعرق می‌کاهد.



تعداد و وضع روزنه‌ها :

تعداد و وضع روزنه‌ها از عوامل اصلی تعرق به شمار می‌آید. همیشه نوعی رابطه مثبت بین تعداد روزنه‌ها و شدت تعرق وجود دارد. در بعضی گیاهان ساختار تشریحی خاص روزنه‌ها باعث کاهش شدت تعرق می‌شود. مانند کریپت روزنه‌ای در گیاه خرزهره که فرورفتگی‌های پر از کرک در سطح زیرین برگ هستند و روزنه‌ها در ته آنها قرار درند.
مواد شیمیایی باز دارنده تعرق
موادی مانند مومهای پلی وینیل و الکلهای سنگین که بتوانند از راه تاثیر بر یاخته‌های روزنه‌ای موجب بسته شدن روزنه‌ها شوند و یا مستقیما روزنه‌ها را مسدود کنند، مواد باز دارنده تعرق نام دارند. مشاهده شده است که هنگام کاهش تعرق ، فتوسنتز نیز همزمان با آن کاهش می‌یابد. زیرا به هر نحو که مانع خروج بخار آب از روزنه‌ها شویم، ورود CO2 به داخل برگ و در نتیجه فتوسنتز کاهش می‌یابد.

روشهای اندازه گیری تعرق

روش وزن کردن

در این روش از دست دادن ، یا با توزین تمام گیاه و یا شاخه‌ای از آن اندازه گیری می‌شود.

جمع کردن و توزین بخار آب حاصل از تعرق

با این روش می‌توان میزان تعرق به مقدار کم را در گیاهان که در هوای بسته و هوای آزاد رشد می‌کنند، اندازه گرفت. در روش هوای بسته گیاهی را با گلدان در زیر سرپوش می‌گذارند که در آن ظرف کوچکی حاوی مقدار کلرید کلسیم (CaCL2) با وزن مشخصی قرار دارد. افزایش وزن کلرید کلسیم ، مقدار آب خارج شده از گیاه را معلوم می‌کند. در روش هوای آزاد ، گیاه در محفظه‌ای قرار دارد که هوای مرطوب از آن عبور می‌کند.
هوای مرطوب پس از ورود به محفظه از یک طرف از داخل ظرفی حاوی کلرید کلسیم بی آب عبور می‌کند. رطوبت آن بوسیله کلرید کلسیم جذب می‌گردد و از طرف دیگر از بخش واجد گیاه نیز عبور می‌کند و سپس وارد ظرف دیگری می‌شود که محتوی کلرید کلسیم است. با توجه به اینکه وزن کلرید کلسیم قبل از شروع آزمایش تعیین شده است، می‌توان مقداری از آب خارج شده از گیاه را که بوسیله کلرید کلسیم جذب گردیده ، تعیین کرد. ضمنا با عبور دادن هوای آزاد و مرطوب ، شرایط طبیعی گیاه نیز رعایت شده است.

روش لیزیمتری

این روش برای اندازه گیری مقدار تعرق یک پوشش گیاهی بکار می‌رود. برای این منظور پوشش گیاهی را در ظرفهایی به ابعاد دو متر یا بیشتر به نام لیزیمتر که پر از خاک و پوشیده از گیاه‌اند و در داخل زمین جای می‌گیرند، قرار می‌دهند و با دستگاه پیزوالکتریک وزن لیزیمتر را تعیین می‌کنند. اندازه گیری در مورد مجموعه آب خارج شده از گیاه و خاک است و این اتلاف آب را تبخیر - تعریق گویند. در قسمت زیرین لیزیمتر ظرفی برای جمع آوری فاضلاب قرار دارد.

روش حجم سنجی یا پوتومتری (آشام سنجی)

در این روش فرض بر این است که میزان آب جذب شده ، تقریبا برابر با میزان تعرق یا آب دفع شده از گیاه است. شاخه پر برگ ، گیاهی را در زیر آب قطع کرده و در ظرف پر از آب آشام سنج (پوتومتر) قرار می‌دهیم. ظرف آشام سنج دارای دو راه خروجی است که یک لوله مویینه مدرج و یک مخزن آب است. پس از اندازه گیری میزان تعرق ، تمام دستگاه با شیری که جریان آب را از منبع به ظرف کنترل می‌کند، از آب پر می‌شود تا دستگاه کاملا از هوا خالی گردد. پس یک حباب هوا را به درون لوله موئین وارد می‌کنند. در طی تعرق حباب هوا که در طول لوله مویین حرکت می‌کند، نشان دهنده جذب آب توسط گیاه است و می‌توان میزان حرکت آن را اندازه گرفت. روش آشام سنجی برای مطالعه تاثیر عوامل محیطی مثل دما ، نور ، هوا و غیره بر روی تعرق روش مناسبی است.

روش کلرید کبالت

اساس این روش استفاده از کاغذ آغشته به کلرید کبالت (CoCL2) است (تهیه شده با محلول 3% کلرید کبالت). این کاغذ اگر خشک باشد، آبی رنگ است و وقتی مرطوب گردد، صورتی رنگ می‌شود. هنگام آزمایش ، رنگ کاغذ ابتدا آبی است و به تدریج صورتی رنگ می‌شود و میزان تغییر رنگ آن معیاری برای اندازه گیری تعرق است.

ادامه دارد...

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:06
پنبه

از محصولات مهمی است که برای رشد مطلوب نه تنها به عناصرماکرواحتیاج دارد بلکه استفاده ازعناصر میکرو باعث بهبود کیفیت آن میگردد

تاثیر عناصر مختلف بر پنبه وعلائم کمبودآنها

ازت(N):باعث افزایش رشد عمومی گیاه شده تعداد غوزه ها ونیز اندازه آنها راافزایش میدهد ورشد را طولانی ترمینماید. درصورت کمبود برگهای پایینی سبز مایل به زرد شده واندازه آنهاکوچک مانده وازرشد بازمی ماند

فسفر(P):درتوسعه سیستم رشد ریشه ای گیاه نقش داشته وباعث تسریع درظهورغوزهای پنبه شده ورشد گیاه راکامل میکند . درصورت کمبود فسفرگلدهی به تعویق افتاده رشدغوزه هاباتاخیرصورت گرفته وکیفیت الیاف شدیدا کاهش میابد

پتاسیم (K):باعث افزایش اندازه غوزه شده طول الیاف واستقامت آنها را زیاد نموده و باعث سفید تر شدن رنگ الیاف می گردد. اگر پنبه کمبود پتاسیم داشته باشد
برگها دچار پیری زود رس می شود.حاشیه آنها نکروز شده شاخه دهی گم وکیفیت الیاف افت پیدا می کند

روی (Zn):مهمترین نقش ان بهبودکیفیت الیاف پنبه است. درصورت کمبودروی برگها فنجانی شده برگهای کوچک به سفید رنگی بین رگبرگی دچار می شوند. رشدبوته های جوان متوقف گشته وتعداد گلها کاهش می یابد(شکل 3).

بر(B):درتقسیم سلولی بافتهای مریستمی وترمیم بافتهای آوندی نقش داش
ته وباعث رشد بهترریشه می گردد. در صورت کمبود رشد جوانه انتهای متوقف شده وگیاه زرد می شود . همچنین گلها وغوزه های جوان تغییرشکل پیدا می کنند.

آهن (Fe):درساخت کلروفیل نقش مهمی دارد واگر گیاه دچار کمبود آهن شود برگهای جوان حالت بی رنگی به خود می گیرند ولی رگبرگهاسبز باقی مانده گیاه قدرت خود را از دست می دهد ومحصول کاهش می یابد.

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:08
سيب زميني

سيب زميني از محصولاتي است كه ضمن نياز شديد به عناصر ماكرو ، به عناصر ميكرو نيز احتياج داشته و كمبود آنها شديداً باعث كاهش محصول و كيفيت آن مي گردد .

تاثير عناصر مختلف در سيب زميني و علائم كمبود آنها :

ازت(N) :به رشد رويشي كمك كرده و در توسعه غده ها نقش دارد . كمبود آن باعث كوتولگي گياه و كوچك ماندن برگها مي شود .

فسفر (P) : مقاومت گياه را در برابر تنشهاي محيطي افزايش داده به تشكيل نشاسته كمك مي كند و باعث كاهش آسيب پذيري غده ها در هنگام برداشت مكانيكي و حمل و نقل مي شود . در صورت كمبود ، لبه هاي برگ دچار سوختگي شده و نقاط قهوه اي يا برنزي داخلي غده هاي به وجود مي ايد .

پتاسيم (K) : باعث افزايش نشاسته و كيفيت آن مي گردد . از سياه شدن غده ها در مجاورت هوا جلوگيري نموده ، سبب خوش رنگي سيب زميني مي شود . مقاومت گياه را نسبت به بيماريهاي قارچي افزايش مي دهد .

منگنز (Mn) :‌نقش كاتاليزور را بر عهده دارد و به ساخت كلروفيل كمك مي كند . در صورت كمبود نقاط مشخص سياه و قهوه اي روي برگهاي جوان ظاهر مي شود و عمدتاً با زردي بين رگبرگها همراه است . پوسته بندي غده ضعيف مي شود و در هنگام
برداشت غده ها آسيب مي بيند .
بر (B) : باعث تقسيم سلولهاي بافت مريستمي شده و به تشكيل قند و مواد هيدروكربنه كمك مي كند و سنتز پروتئين را افزايش داده و مقاومت گياه را نسبت به سرما و بيماريها زياد مي كند . كمبود بر در سيب زميني باعث آبكي و بي مزه شدن آن شده و كيفيت را كاهش مي دهد . غده ها كوچك مانده و داخل آن قهوه اي مي شود . برگها ضخيم شده و حاشيه آنها به سمت بالا پيچيده مي شود

روي (zn) : در تشكيل هورمونهاي گياهي نقش داشته و در صورت كمبود برگهاي جوان به صورت فنجاني در مي آيند كه اصطلاحاً به آن بيماري برگ سرخسي گفته مي شود و باعث كاهش رشد گياه و آفت محصول مي گردد .

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:10
آللوپاتی

تاریخچه :



تئوفراستوس یکی از دانش آموزان و محققان ارسطو است،که در کارهای گیاهشناسی اش درباره واکنشهای آللوپاتیک نوشته است. او را پدر گیاهشناسی نامیده اند و نوشته است که چطورنخود از خاک انرژی میگیرد و باعث نابودی علف های هرز می شود.



مقدمه:



پدیده آللوپاتی از هزاران سال پیش وجود داشته است و تحقیقات علمی زیادی در ضمینه شناسایی و بررسی پدیده آللوپاتی در ده سال اخیر انجام شده است .این فعالیت ها پیش بینی های معنی داری را در مورد کاربرد آللوپاتی نشان داده اند.و برای افزایش حاصلخیزی و کیفت مواد غذایی برای انسانها ، اعتماد ما را به ترکیبات آفت کش و پیشرفت محیط اکولوژیکی کاهش داده است.

اخیرا، دانشمندان اثبات کرده اند که امکان دارد چنین پیش بینی هایی واقعیت داشته باشد به ویژه در کنترل علف های هرز. در این مقاله به طور خلاصه نگاهی داریم به تاریخچه تحقیقات آللوپاتی.



واژه آللوپاتی از دو لغت جداگانه تشکیل شده است، allelon به معنی هرچیزو pathos به معنی تحمل کردن است. آللوپاتی باعث جلوگیری شیمیایی یک گونه به وسیله گونه های دیگر میشود. ماده بازدارنده شیمیایی درمحیط پخش می شود وبر رشد و توسعه گیاهان مجاور اثر میکند.

آللوپاتی شیمیایی میتواند دربخشهایی ازگیاه وجود داشته باشد. آنها می توانند در برگها، گلها، ریشه ها،میوه ها ویا ساقه ها وجود داشته باشند. آنها همچنین در مجاور خاک پیدا می شوند.گونه های هدف به وسیله این سم ها به راههای مختلف تحت تاثیر قرار میگیرند. سموم شیمیایی ممکن است ازجوانه زدن و رشد ریشه جلوگیری کنند آنها ممکن است از افزایش مواد غذایی جلوگیری کنند، یا آنها ممکن است به پیشامدهای طبیعی که در نتیجه ارتباطهای زیستی حمله کرده و منابع قابل استفاده و مواد غذایی را نابود کنند.بعضی از آللوتوکسین های گیاهی بر حیوانات هم اثر می کنند، اما اطلاعات کمی از این ارتباطهای محیطی در دسترس است. آللوپاتی در اثر واکنشهای شیمیایی رخ می دهد



آیا همه گیاهان آللوپاتیک دارند؟



همه گیاهان تمایل به آللوپاتیک ندارند.برخی از گیاهان با وجود اینکه تمایل را نشان می دهند ممکن است واقعا به شکل غیر شیمیایی تهاجم و رقابتشان را آشکار کنند.

بیشتر بحث های در مورد آللوپاتی سعی بر تشخیص نوع رقابت و چگونگی آن است.عموما اگرچه این یک پدیده طبیعی شیمیایی است،بنابراین آن گیاه به عنوان یک گیاه آللوپاتیک مطرح است. آللوتوکسین های گیاهی در ارتباط های اخیر بر حیوانات هم اثر می گذارند که اطلاعات کمی از ارتباطهای محیطی آنها در دسترس است.

آللوپاتی در اثر واکنشهای شیمیایی به وجود می آید.گیاهان آللوپاتیک به خاطر واکنش های شیمیایی با هم رقابت می کنند.رقابت هم در گیاهان و هم در جانوران برای به دست آوردن مکانی در طبیعت وجود دارد.

گیاهان برای به دست آوردن نور خورشید، آب و مواد غذایی،مانند حیوانات برای قلمروشان رقابت می کنند.همچنین پارازتیسم ها،بیماری ها و پرداتورها و بعضی از ارگانیسم ها توانایی انتشار دراکوسیستم را دارند.این فعل و انفعالات در اکوسیستمها ی مشخصی وجود دارد.

رقابت این ارگانیسم ها با یکدیگر باعث ایجاد پتانسیل برای منابع محدود می شود و امکان دارد از بین بروند. گیاهان آللوپاتیک نمی گذارند که گیاهان دیگراز منابع موجود استفاده کنند و بنابر این تاثیرات تکاملی دارند و باعث ایجاد گونه های جدید می شوند.یکی از توانایی هایی که گیاهان آللوپاتیک دارند کنترل محیطی است که در آن زندگی میکنند.

یکی از مشهورترین گیاهان آللوپاتیک گردو(jugland nigra) است. این عامل شیمیایی که باعث سمیت در گردو می شود ژوگلون(juglone) نام دارد و از تنفس جلوگیری میکند. گیاهان خانواده تاجریزی، مانند گوجه فرنگی، فلفل و بادمجان به ژوگلون خیلی حساس هستند. این گیاهان وقتی که در معرض آللوتوکسینها قرار می گیرند علائمی مثل پژمردگی، کلروز(زردی برگها) و سپس مرگ را نشان می دهند. بعضی دیگر از گیاهان ممکن است به تغییرات درجه حساسیت نشان دهند و این اثرات قابل توجه در همه گیاهان وجود ندارد.در بعضی از گیاهان دیده شده که نسبت به ژوگلون مقاوم هستند مانند لیمو، باقلا، چغندر، هویج، ذرت، گیلاس، تمشک سیاه،بنفشه و غیره.

ژوگلون در تمام قسمتهای گردو وجود دارد، اما بیشتر در جوانه ها،پوست و ریشه ها متمرکزند.و خیلی قابل حل در آب نیستند بنابراین،در خاک نمی توانند سریع حرکت کنند.در هر خاکی که سمیت مشاهده شده است ریشه های گردو در آن رشد داشته اند.و مخصوصا اینکه در زیر این درختان هیچ گیاهی رشد نمی کند.و اینها اساسا ناشی از بزرگی تراکم ریشه ها و برگهای پوسیده ریخته شده می باشد.

سماق چینی(Ailanthus altissima) اخیرا جزء گیاهان آللوپاتیک شناخته شده است. سمهای استخراج شده ازپوست ریشه سماق چینی ماده ای قوی و فوق العاده کشنده فعال گیاهی است. سماق چینی یک خطر جدی و مشکل برای علف های هرز مناطق شهری است.



ذرت خوشه ای یا سورگوم



یکی از اجزای اصلی و عمده سورگوم که باعث فعالیت آللوپاتیک می شود، سورگولن(Sorgolene) نام دارد.سورگولن در قسمت متورم ریشه ودر بیشتر گونه های سورگوم پیدا می شود و آنها سمیت خیلی قوی از خود نشان می دهند و باعث جدا شدن عمل میتوکندری ها و همچنین مانع فتوسنتز می شوند و با جستجوی وسیع خود علف های هرز را تحت کنترل قرار می دهند.



موارد دیگر از گونه های آللوپاتیک:



تعدادی دیگر از گونه های آللوپاتیک دار شناخته شده اند و تعدادی از آنها احتمال زیاد دارد که در زمین های مرطوب وجود داشته باشند، که شامل گونه های علفی و گیاهان چوبی مانند سماق خوشبو(Rhusaromaticus) می باشد . تنباکو،برنج،نخودفرنگی و تعدادی دیگر که ریشه های آللوتوکسین دارند نیز شناخته شده اند.



شناخت علائم آللوپاتیک:



یکی از بهترین راه های مطالعه آللوپاتی پیدا کردن علائم به وجود آورنده آنها در طبیعت است. که امکان دارد به صورت اثر سم ها دیده شود، اما امکان دارد این علائم دیده شده در آنها به علت بیماری ها و علائم شیمیایی در گیاهان اطراف آن نیز باشد.

خیلی از گیاهان کم رشد هستند مانند گردوی سیاه، بنابراین آنها اغلب مواقع به صورت کلروتیک و مریض دیده می شوند.این علائم آللوتوکسین بر اثر ژوگلون است.

برای شناخت بیشتر علائم آللوپاتی اولا باید بتوانیم گیاهان را بیشتر بشناسیم. بعضی از گیاهان آللوپاتیک از جمله گردوی سیاه ،که در حیاط ها و یا خیابان ها رشد می کنند به آسانی قابل تشخیص هستند.نوع دیگری از سورگوم و یا نخود فرنگی که ممکن است به آسانی در مناطق روستایی پیدا شوند،آنها در محصولات و یا کنار مزارع زراعی رشد می کنند. بعضی از گیاهان ویژه آللوپاتیک از جمله گونه های زمین های مرطوب، ممکن است زمین های خاصی را نیاز داشته باشند و در بسیاری از مواقع ابتدا باید آنها را پیدا کرده ،سپس به شناخت آنها پرداخت.



درو کردن گیاهان و اجزای آنها:


تعدادی از آللوتوکسین های شناخته شده خیلی گران هستند و به راحتی به دست نمی آیند.بعضی از شرکت ها ممکن است آنها را به صورت شیمیایی و به شکل جامد حمل کنند که زمان زیادی لازم دارد و در آزمایشگاه باید آنها را دوباره با زحمت زیاد به صورت محلول درآورند.اگرچه اکثر طبقه مردم پشتوانه و سرمایه لازم را ندارند و یا به این مواد دسترسی ندارند، بنابراین ممکن است گروهی فقط آن را برای اجرای آزمایشات برداشت کنند.

بعضی از محققین احتیاج به تحقیق بیشتر دارند که در چه بخشهایی از گیاهان و گونه های آللوپاتیک تجمع بیشتری دارند.برای نمونه درگردوی سیاه ژوگلون وجود دارد که می تواند در سراسر گیاه پیدا شود و مخصوصا در پوست و برگها و ریشه ها. بنابراین یک طرح کلاسیک ممکن است در گروها و بخش های دیگر محصول و نتیجه این آزمایشات نقض پیدا کند.

این موضوع مهمی است که وقتی گیاهان یا بخشهایی ازگیاهان را هرس می کنیم برای گیاه خطری نداشته باشد و مطمئن باشیم که حمل کردن آنها از راههای مختلف، به گیاه و محیط اطراف آن آسیبی نمی رساند.البته در هنگام هرس باید گیاه سالم و شرایط باید برای آن مساعد باشد.



آزمایش آللوپاتی در آزمایشگاه:



تاثیرات سموم آللوپاتیک بر گیاهان حساس می تواند به آسانی در آزمایشگاه یا گلخانه ها آزمایش شود.بذرها راحت تر، و برای آزمایش کم خرج تر هستند. بذرها در صورت وجود آللوتوکسین ها رشد نمی کنند و امکان دارد اثرات سمیت را نشان دهند.این گیاهان کلروتیک می شوند و سرانجام در حضور آللوتوکسین ها می میرند همچنین علائم سمیت را به صورت شیمیایی نشان می دهند.

گیاهان خانوادهSolanaceae مانند، گوجه فرنگی و فلفل به ژوگلون حساس تر هستند.در تجهیزات آزمایشگاهی در مکان های سالم گیاهان مشخصی را با آللوتوکسین های مختلف آزمایش می کنند.

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:11
مکانيسمهای بيش انباشتی

مكانيسمهاي دخيل در جذب بالاي گياهانhyperaccumulator

1 . افزايش جذب فلزات به داخل ريشه همراه با سرعت بالاي انتقال از ريشه به بخش هوايي

2.ترشح پروتونها، اسيدهاي آلي و كلاتورها توسط ريشه كه قادر به انحلال فلز است.

3.اختصاص ريشه به مناطق غني از فلز و جستجوي فلز



آلايش زدايي گياهي (Phytoremediation)

هدف از اين تكنيك افزايش انتقال آلاينده ها از خاك به بخشهاي هوايي گياه است، به گونه اي كه با هر بار محصول دهي بيشترين ميزان آلاينده ها از محيط خاك خارج شود.اين روش ارزان قيمت است و منافع مستقيم يا غير مستقيم فراواني را شامل مي شود.به عنوان مثال، منطقه آلوده به آلاينده ها توسط گياه پوشش داده مي شود ومانع انتقال و جابجايي خاك آلوده توسط باد و باران مي گردد. كاشت،داشت و برداشت گياهان فرايندي اشتغال زا و پيوسته است كه هزينه زيادي ندارد. علاوه بر اين ميزان توليد مواد زايد بسياركم است،زيرا در روش شستشوي خاك مقدار زيادي مايعات حاوي فلزات سنگين خصوصا منيزيوم،آهن و آلومينيوم توليد مي شود.



برهم كنش گياهان hyperaccumulator وساير موجودات در محيط زيست

در اين خصوص دو فرضيه مطرح است:

1.فرضيه نخست فرضيه تداخل است. به اين معنا كه گياهان انباشت كننده فلزات سطح خاك را از طريق بخشهاي گياهي غني از فلزات نظير برگها مي پوشانند. انباشت اين مواد گياهي فلزات را در لايه سطحي خاك آزادسازي مي نمايد. اين افزايش محتواي فلزي خاك رشد ديگر گونه ها (گونه هاي با تحمل پايين تر) را مهار مي كند و يك مزيت رقابتي را براي گياهان انباشت كننده ايجاد مي نمايد. اين فرضيه به فرضيه همتازدايي عنصري نيز معروف است. اين در حاليست كه همتازدايي رايج در گياهان محصول توليدات ثانويه گياه است.

2.فرضيه دوم فرضيه دفاعي است. بر طبق اين فرضيه، افزايش سطح فلز در بافت گياه عملكردي در جهت دفاع در برابر گياه خواها و يا عوامل بيماريزاست.با بررسي جمعيتهايي از Silene vulgaris در اروپا كه انباشت كننده مس است مشخص شده كه در جمعيتهاي رشديافته در خاكهاي گچي كپسولها مورد حمله لاروهاي بيد قرار گرفتند اما در جمعيتهاي مستقر در خاكهاي غني از مس اين موضوع مشاهده نشد

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:12
بيش انباشتي ( hyperaccumulation )وگياهان بيش انباشت كننده( hyperaccumulator)


خاکهای حاوي فلزات سنگين زيستگاه تعداد كمي از گياهان متحمل فلزهستند كه گياهان بيش انباشت كننده ناميده مي شوند. يك تاكسون گياهي زماني يك بيش انباشت كننده ناميده مي شود كه در زيستگاه طبيعي خود رشد كندو اين زيستگاه حاوي بيش از100ميلي گرم كادميوم،بيش از 1000ميلي گرم كبالت،كروم،مس،نيكل،سرب يا سلنيوم يا بيش از 10000ميلي گرم منگنزيا روي بر پايه بيوماس خشك بخش هوايي باشد.مفهوم بيش انباشتي اشاره به زيستگاه طبيعي گياه دارد و نمي تواندبراي گياهاني كه تحت شرايط آزمايشگاهي مصنوعي رشد مي كنند به كار برده شود.تحت شرايط اخير يك گياه ممكن است فلزي را تا حد گياهان بيش انباشت كننده در خود جمع كند،مشروط به اينكه غلظتهاي ماكزيمم فلز در بخش هوايي ايجاد هيچگونه علامتي از سميت ننمايد ياحداقل اين گياهان مقاديري بيشتر از گياهان كنترل كه درهمان شرايط آزمايشگاهي تحت شرايط غير سمي رشد مي كنندرا دارا باشند.از جمله گياهان بيش انباشت كننده مي توان به Thlaspi caerulescens اشاره كرد، گياهي كه غلظتهاي بالايي از روي را ،حدود12000ميلي گرم تا بيش از 48000ميلي گرم در واحد بيوماس خشك بخش هوايي بدون هيچگونه عوارضي از سميت در خود انباشت مي نمايد.يكي از خطرناكترين آلاينده هاي خاك سرب مي باشدو گياهThlaspi rotundifolium قادر است كه8200-130 ميكروگرم سرب را در خود تجمع نمايد. محل تجمع و انباشت فلز در سطح بافت گياهان متفاوت است كه مي توان به سلولهاي اپيدرمي برگ وسلولهاي پارانشيمي ريشه و برگ اشاره كرد.علاوه بر فلزات سنگين، گياهان قادر به جذب عناصر راديواكتيونيز مي باشند كه از جمله اين عناصر مي توان سزيوم و اورانيوم را نام برد. توانايي گياهان بيش انباشت كننده در استخراج،تحمل و تجمع غلظتهاي بالاي فلزات اين ايده را تقويت مي كند كه بتوان از آنها در پاكسازي خاكهاي آلوده استفاده كرد

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:13
چرا ميوها در هنگام صبح شيرين تر هستند


وجود قند در سلول گياهي مانع از سرما و يخ ردن مي شود . گياه براي فعاليت قند را به پروتين تبديل مي كند ( در بهار ) . تبديل قند به پروتين و بر عكس در گياه در طول شب و روز هم صورت مي گيرد ، در شب جهت جلوگيري از سرما ، پروتين به قند تبديل مي شود و به همين علت در هنگام صبح ميوه ها شيرينتر هستند و مناسب براي برداشت .

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:14
يکی از علل خشكی شدن سبزيجات


بذر توتون٬ کاهو و چمن هرگاه رطوبت جذب کنند باید نور ببینند تا جوانه بزنند و بدین منظور هنگام کاشت آنها را زیر خاک نمی بریم و در سطح خاک پخش می کنیم و برای جذب رطوبت یک لایه نازک کود حیوانی روی آن می ریزیم .
اگر کاهو را در ابتدای ماه قمری بکاریم پس از سبز شدن و مقداری رشد کردن به نیمه ماه می رسیم که هم در روز و هم در شب (نور مهتاب) نور می بیند و سریع به گل می رود که مناسب نبوده برگ خوب ومرغوب تولید نمی کند برای این منظور باید کاهو و تربچه را در نیمه دوم ماه قمری بکاریم ( اصولا سبزیجات را در نیمه دوم ماه می کاریم )
این نوشته از کتاب : خلاصه مباحث اساسی کارشناسی ارشد مهندس کشاورزی (زراعت) است .
البته دلیل کاشت در نیمه دوم ماه قمری به نظر منطقی تر است :
" چون طیف نوری مهتاب بیشتر آبی و ماورای بنفش است ٬ گیاه در برابر طول موج ماورای بنفش واکنش نشان داده و در نتیجه بافت گیاهیش سفت و ضخیم می شود که اصولا در سبزیجات صفت خوبی نیست و بازار پسندی ندارد. "

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:16
علل و عوامل پیری برگ

1. کمبود نیتروژن با بسیاری از عناصر غذایی باعث پیری و ریزش برگها می شود که ابتدا برگهای پیرتر می ریزندو در صورت تداوم کمبود بقیه هم ریزش می کنند

.2. هر گونه استرس اعم از شوری خشکی گرما و ... باعث پیری زودرس و ریزش می شود مشخص شده که پیام پیری را در گیاه ارسال می کند در زمان بروز استرس ها به مقدار زیاد در برگها ساخته می شود

.3. در اثر رسیدگی فیزیولوژی گیاه که مواد برگها به سمت دانه منتقل می شود .

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:17
گیاهان مقاوم به سرما چگونه عمل می کنند؟

با شروع فصل سرما و کوتاه شدن روزها در پاییز ٬ بتدریج تغییراتی در گیاهانی که مقاوم به سرما هستند انجام میگیرد که مهمترین آنها تغییر در مقدار آب سلولها و وضعیت آب است .طی این جریان ٬ سلولها قسمت اعظم آب خود را از دست میدهند و غلظت مواد قندی سلولها اضافه می گردد تا پتانسیل اسمزی کاهش یافته و نقطه انجماد آب پایین رود .تغییراتی نیز در فرم ساختمان ثالثه مولکولهای بزرگ ایجاد گشته و رابطه این مولکولها با آب اطراف و درونی آنها تغییر پیدا می کند.همچنین مولکولهای بزرگ توسط بعضی ترکیبات از نوع کربو هیدراتها و یا پروتئینها پوشیده می شوند . مجموعه این تغییرات از یخ زدن سلولها و خسارت ناشی از تشکیل کریستالهای یخ جلوگیری می نماید.

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:34
مواد معدنی در گیاه


گاهی اوقات ممکن است که مقدار عنصری در محیط ریشه کافی باشد ، اما متوجه می شویم که گیاه علامت هایی مبنی بر کمبود عنصری از خود نشان می دهد. این چنین مواقع دلیل این امر ممکن است مقدار اسیدیته باشد یا این که عنصر دیگری در رقابت با آن عنصر است .

البته عوامل دیگری مانند دما ، نور و رطوبت هم می توانند ممانعت کننده جذب باشند .

علائم کمبود عناصر غذایی :

ازت : معمولا باعث ایجاد رنگ سبز روشن تا زرد می شود . به این ترتیب که ابتدا برگ های مسن پایینی تغییر رنگ به سبز روشن داده و سپس نوک برگ ها به رنگ زرد در می آیند .

فسفر : در ساختمان آدنوزین تری فسفات و آدنوزین دی فسفات قرار دارند که انرژی لازم را برای کار در گیاه انتقال می دهند . کمبودش باعث ضعف گیاه می شود .

پتاسیم : معمولا به صورت سوختگی برگ ظاهر می گردد .

منیزیم : باعث می شود سبزی پهنک برگ از بین برود .

کلسیم : کمبود کلسیم از روی تشکیل ناقص و از هم پاشیدگی قسمت انتهائی گیاه تشخیص داده می شود .
گوگرد : گیاهان دارای رشد ناقص و رنگ سبز روشن متمایل به زرد می باشند .

آهن : کمبودش بیشتر در خاک های آهکی و قلیایی مشاهده می شود . غالبا به صورت رنگ زرد روشن در برگ ها ، به ویژه در برگ های جوان ظاهر می گردد . در این حالت فاصله بین رگبرگ ها ، زرد روشن و رگبرگ ها تیره تر می مانند و اصطلاحا به آن کلروز آهن می گوییم .

منگنز : گوجه فرنگی ، حبوبات ، چاودار ، توتون و سایر گیاهان در صورت عدم وجود مقدار کافی منگنز دارای رشد ناقص و ارتفاع کوتاه می شوند ، علاوه بر آن نیز حالت کلروز در برگ های قسمت بالایی گیاه دیده می شود ، ولی رگبرگ ها هنوز سبز باقی مانده اند .

مس : تشکیل کیسه های صمغی زیر پوست ، خشک شدن سر شاخه ها در درختان میوه و خشک شدن نوک برگ های قدیمی در گیاهان دانه ریز از علائم کمبود مس می باشند .

روی : در برخی موارد افزایش کود فسفره فراوان منجر به کمبود روی می گردد . زردی برگ های درختان گردو ، ایجاد لکه های رنگی در برگ های مرکبات و کوچک ماندن برگ های درختان همگی به کمبود روی نسبت داده شده اند .

بُر: در pH هفت دارای بیشترین قابلیت استفاده می باشند . بسیاری از امراض فیزیولوژیکی گیاهان از قبیل ؛ چوب پنبه ای شدن داخلی سیب ، رنگ زرد یونجه ، پوسیدگی قسمت های کهوایی توتون ، شکاف برداشتن ساقه کرفس ، پوسیدگی مغر و قسمت های داخلی در چغندر همگی مربوط به کمبود بُر می باشند .

کلر : نیاز بسیار کمی گیاهان به کلر دارند .

مولیبدن : در کشت های خاکی افزایش آهک باعث بر طرف شدن مسئله کمبود مولیبدن در گیاهان می شود . این عنصر جهت تثبیت ازت در خانواده لگومینوزه ضروری بوده و در نتیجه کمبود آن منجر به بروز اختلالات متابولیکی در گیاه می شود

منبع: پایان نامه مدیریت اتومکانیزاسیون در گلخانه ،نگارش مهرداد امیدسالاری مهندس باغبانی

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:35
تثبيت ازت به روش همياري

دكتر محمدجواد روستا، استاديار مركز تحقيقات كشاورزي و منابع طبيعي فارس

مقدمه

كودهاي بيولوژيك كه با استفاده از ميكروارگانيسم هاي مفيد خاك توليد مي شوند در سالهاي اخير مورد توجه بيشتري قرار گرفته اند. مشكلات اقتصادي ناشي از افزايش رو به رشد بهاي كودهاي شيميايي از يك سو و مسائل زيست محيطي مرتبط با مصرف غير اصولي اين كودها از قبيل ايجاد آلودگيهاي محيطي. افت سطح حاصلخيزي خاك و كاهش كيفيت محصولات از سوي ديگر، موجبات اين حسن توجه را فراهم آورده اند.

تلاش براي بهره گيري از سيستم هاي بيولوژيك تثبيت كننده ازت به عنوان مناسبترين جايگزين براي كودهاي ازتي ابعاد گسترده تري يافته و جلوه هاي روشني از امكان تحقق آرمان ديرينه محققان بري استفاده از اين پديده مفيد در كشت محصولات استراتژيك مانند انواع غلات ظاهر شده است.يكي از روشهاي توليد كودهاي بيولويك استفاده از باكتريهاي هميار(Associative) است.
همياري بين باكتريها وگياهان كه همياري همزيستي(Associative Symbiosis) نيز ناميده مي شود به معني ارتباط متقابلا مفيد بين باكتريها و گياهان بدون تشكبل اندام همزيستي خاص مي باشد. پتانسيل واقعي تثبيت ازت به اين روش در حدي است كه مي تواند تا 50 درصد از ازت مورد نياز گياه را تامين
نمايد.

دلايل تثبيت ازت به روش همياري

- افزايش ارت كل تثبيت شده در بعضي مناطق كه تثبيت ازت به روش همياري مي تواند بهترين دليل براي اين افزايش باشد ؛
- احياي استيلن به اتيلن توسط قطعات ريشه، ريشه و خاك اطراف آن و همچنين توسط گياه دست نخورده ؛
- وارد شدن 15Nاز 15N2به بعضي گياهان.

انواع همياري :

1- همياريهاي فيلوسفري
فيلوسفر(سطح برگ گياهان) به دليل عرضه رطوبت وتركيبات مختلفي از جمله كربوهيدراتها، جايگاه مناسبي براي فعاليت بعضي ميكروارگانيسمها به شمار مي رود. باكتريهاي گرم منفي وحاوي رنگدانه هاي زرد و مخمرها در فيلوسفر فراوان تر هستند. بعضي ازباكتريهاي هتروتروف و سيانوباكتريهاي موجود در سطح برگ مي توانند ازت مولكولي هوا را تثبيت كنند. اين باكتريها از انواع هوازي ، بيهوازي و هتروتروفهاي اختياري هستند.
گياهان ميزبان از جنسهاي مختلف گياهي بوده و از نظر جغرافيايي در تمام نقاط دنيا پراكنده هستند ولي به دليل بالا بودن ميزان رطوبت در مناطق حاره ، فيلوسفر گياهان اين مناطق شرايط مناسب تري را براي فعاليت ميكروارگانيسمهاي تثبيت كننده ازت فراهم مي كند. باكتريهاي تثبيت كننده ازت در فيلوسفربيشترمتعلق به خانواده انتروباكترياسه و ازتوباكترياسه هستند. ميزان تثبيت ازت توسط اين همياري در حد چند كيلوگرم در هكتار برآورد شده است.
2- همياريهاي ريزوسفري
همياري بين باكتريهاي تثبيت كننده ازت به روش همياري و گياهان ميزبان بدون تشكيل اندام تمايز يافته خاصي در ريشه اين گياهان صورت مي گيرد. باكتريهاي هميار ، علاوه بر تثبيت ازت مي توانند با ترشح مواد محرك رشد باعث افزايش رشد گياه شوند. اولين مورد همياري بين باكتريها و گياهان در سال 1972 ميان باكتري ازتوباكتر پاسپالي و گياه پاسپالوم نوتاتوم گزارش گرديد. برآورد شده است كه اين باكتري مي تواند در همياري با گياه ميزبان ساليانه تا 90 كيلوگرم در هكتار ازت تثبيت نمايد. همچنين مشخص شده است كه مقادير قابل توجهي ازت در اراضي كشاورزي مناطق گرمسير(حاره) مخصوصا در كشتزارهاي برنج و نيشكرو همچنين در مراتع تثبيت مي شود و بررسيها نشان داده است كه گياه برنج مي تواند 20 تا 30 درصد از نياز ازتي خود را از طريق تثبيت بيولوژيك ازت تامين نمايد.
بعد از كشف همياري بين باكتري ازتوباكتر پاسپالي و گياه پاسپالوم نوتاتوم ، همياري بين باكتريها وگراسهاي علفي و غلات در زيست ـ بومهاي طبيعي و كشاورزي در حد وسيعي مورد مطالعه قرار گرفت. اين مطالعات منجر به شناسايي جنسها و گونه هاي جديدي از باكتريهاي تثبيت كننده ازت مانند ازوسپيريلوم ،كلبسيلا ، هرباسپيريلوم ، انتروباكتر ، اروينيا ، باسيلوس ، استوباكتر و باكتريهاي شبه سودوموناس گرديد( جدول 1 ). از اين باكتريها ، مهمترين باكتري كه در سالهاي اخير توجه زيادي را به خود جلب كرده است باكتري ازوسپيريلوم مي باشد.

جدول 1 - مهمترين باكتريهاي تثبيت كننده ازت به روش همياري با گياهان غير لگوم.

جنس و گونه باكتري گياه ميزبان منبع
ازوسپيريلوم
ازوسپيريلوم ليپوفروم
ازوسپيريلوم برازيلنس
ازوسپيريلوم آمازوننس
ازوسپيريلوم هالوپريفرنس گرامينه ها
برنج ، سورگوم ، ذرت
نيشكر ، گراسها

كالار گراس
دوبرينر و همكاران ، 1988



هرباسپيريلوم سروپديكا
باسيلوس پلي ميكسا گراسها و غلات
استوباكتر نيتروكاپتانس نيشكر
انتروباكتر
انتروباكتر آگلومرانس
انتروباكتر كلوآسه
انتروباكتر آيروژنز گرامينه ها
گندم ، جو ، انواع چاودار برنج

انتروباكتر و كلبسيلا گراسها و غلات كورهونن و همكاران،1989
كلبسيلا
كلبسيلا پلنتي كولا
كلبسيلا اكسي توكا برنج
برنج
ريزوسفر برنج يو و همكاران، 1986

يوزومي و همكاران، 1984
انتروباكتر و كلبسيلا گراسها و غلات كورهونن و همكاران،1989
سودوموناس برنج واتاناب و همكاران، 1987
آلكالي ژنز فيكاليس برنج يو و همكاران، 1988

همياري باكتريهاي جنس ازوسپيريلوم و گياهان

اكولوژي و گياهان ميزبان

ازوسپيريلوم يكي از مهمترين ميكروارگانيسم هاي تثبيت كننده ازت در مناطق گرمسير مي باشد. اين باكتري با گياهان تك لپه اي مختلفي از جمله غلات مهم زراعي مانند گندم، برنج، ذرت و گياهان ديگر مانند سورگوم، نيشكر، ارزن، چاودار و گراسهاي علفي مانند ديجيتاريا و كالار گراس و همچنين با تعدادي از گياهان دو لپه اي بصورت همياري زيست مي كند. پراكنش جغرافيايي ازوسپيريلوم بسيار گسترده مي باشد، بطوريكه وجود اين باكتري در خاك و ريشه گياهان مناطق معتدل، سرد و گرمسير دنيا گزارش شده است ولي فراواني آن در مناطق گرمسير بيشتر است.

طبقه بندي

باكتريهاي جنس ازوسپيريلوم از خانواده اسپيريلاسه مي باشد. جنسهاي ديگر اين خانواده آكواسپيريلوم ، هرباسپيريلوم و كامپيلوباكتر هستند. در مورد تاريخچه بايد گفت كه در سال 1922 بيجرينك باكتري جديدي كشف كرد و ابتدا آن را ازتوباكتر اسپيريلوم ناميد ولي در سال 1925 نام آن را به اسپيريلوم ليپوفروم تغيير داد. توانايي تثبيت ازت توسط اين باكتري در سال 1963 بوسيله بكينگ با روش ايزوتوپي 15N مشخص گرديد. در سال 1978 تاراند و همكاران با تعيين درصد مولي گوانين و سيتوزين DNA باكتري ، نام ازوسپيريلوم را براي اين جنس پيشنهاد كردند زيرا درصد مولي گوانين و سيتوزين DNA اين باكتري برابر 71-69 بدست آمد كه بسيار بيشتر از درصد مربوط به جنس اسپيريلوم بود.
تاكنون بر اساس خصوصيات ظاهري و قرابت ژنتيكي، پنج گونه ازباكتريهاي اين جنس به نامهاي برازيلنس، ليپوفروم، آمازوننس، هالوپريفرنس و ايراكنس شناسايي شده و مورد تاييد قرار گرفته است.

منابع مورد استفاده

1- روستا، محمدجواد .1375. پايان نامه كارشناسي ارشد دانشكده كشاورزي دانشگاه تهران تحت عنوان بررسي فراواني و فعاليت ازوسپيريلوم در برخي از خاكهاي ايران.

2- Skinner,F.A.,R.M.Boddey and I.Fendrik (eds.).1989 . Nitrogen Fixation with Non-Legumes.Klumer Academic Publisher , Netherlands , 336PP.
3- Vose ,P.B.,and A.P.Ruschel(eds.) . 1981.Assosiative N2-Fixation , Vol1. CRC Press, Florida,215PP

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:50
مهندسی تولید متابولیت های ثانویه

بعضی از موجودات زنده خصوصاً گیاهان، طیف وسیعی از ترکیباتی موسوم به متابولیتهای ثانویه را تولید میکنند. در مفهوم کلی، متابولیتهای ثانویه ترکیباتی آلی هستند که نقش ضروری در رشد و نمو موجود زنده ندارند.
گیاهان برای بیوسنتز این مواد انرژی زیادی را به کار میبرند. زمانی که این ترکیبات اثری بر رشد و تمایز گیاه نداشته باشند، قاعدتاً باید منافع دیگری داشته باشند. مطالعه در زمینه وظایف این ترکیبات در گیاهان، یک موضوع جذاب و مهم برای بسیاری از پروژههای تحقیقاتی شده است و نقشهای اکولوژیکی تعدادی از این ترکیبات مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. با مطالعاتی که تاکنون صورت گرفته است، به نظر میرسد که متابولیتهای ثانویه، به عنوان موادی طبیعی، نقشهای اکولوژیکی مهمی در واکنشهای دفاعی گیاهان و همچنین گردهافشانی و انتشار دانههای گیاهان به وسیله حشرات و حیوانات دارند.
بعضی از این ترکیبات به عنوان علفکش و حشرهکش در صنعت استفاده میشوند در حالیکه برخی دیگر کاربرد صنعتی ندارند. دسته بزرگی از متابولیتهای ثانویه کاربرد دارویی و پزشکی دارند. ترکیباتی دیگری از این گروه نیز نقش مهمی در تغذیه انسان و دام دارند.

● تفاوتهای متابولیتهای ثانویه با متابولیتهای اولیه
سلولها خصوصاً سلولهای گیاهی دو دسته از ترکیبات را تولید میکنند؛ متابولیتهای اولیه و متابولیتهای ثانویه.

▪ متابولیتهای اولیه

متابولیتهای اولیه مستقیماً در رشد و متابولیسم درگیر هستند و شامل کربوهیدراتها، لیپیدها، پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک میشوند.
در گیاهان متابولیتهای اولیه طی فرآیند فتوسنتز تولید شده و سپس در ساخت ترکیبات سلول نقشآفرینی میکنند. این ترکیبات در حجم زیاد و با ارزش اقتصادی پایین تولید میشوند و عمدتاً به عنوان ماده خام صنعت، مواد غذایی و افزودنیها کاربرد دارند. روغنهای گیاهی، اسیدهای چرب (برای ساخت صابون و شویندهها) و کربوهیدراتهایی مانند ساکاروز، نشاسته، پکتین و سلولز مثالهایی از متابولیتهای اولیه هستند. قیمت این قبیل ترکیبات به طور میانگین دو دلار در هر کیلو بوده و تولید آنها در حجم انبوه امکانپذیر است. البته برخی از متابولیتهای اولیه مانند میواینوزیتول و بتاکاروتن گران هستند که علت قیمت بالای آنها، سختی استخراج و تخلیص آنها میباشد.

▪ متابولیتهای ثانویه

متابولیتهای ثانویه از بیوسنتز متابولیتهای اولیه به دست میآیند و به عنوان ترکیبات فرعی و انتهایی متابولیسم اولیه در نظر گرفته میشوند. همچنین این ترکیبات در فرآیندهای متابولیسمی وارد نمیشوند. مهمترین متابولیتهای ثانویه آلکالوئیدها، فنولیکها، روغنهای ضروری، استروئیدها، لیگنینها، تاننها، فلاوونوئیدها میباشند.
متابولیتهای ثانویه عمدتاً در گونهها و خانوادههای خاصی از سلسله گیاهان تولید میشوند. این ترکیبات به مقدار کمی در سلول ذخیره شده و عمدتاً در سلولهای تخصصی و در مرحله خاصی از چرخه زندگی گیاه تولید میشوند و همین امر استخراج و تلخیص آنها را در مقایسه با متابولیتهای اولیه که در تمام سلولها تولید میشوند، دشوار میکند.
گیاهان دارویی از لحاظ میزان متابولیتهای ثانویه بسیار غنی میباشند و ترکیبات آنها را در انگلیسی Medicinal یا Officinal مینامند. این ترکیبات که از گروه متابولیتهای ثانویه میباشند، اثرات فیزیولوژیکی عمیقی بر پستانداران دارند و از مهمترین ترکیبات دارویی هستند.
از این گیاهان و اثرات فیزیولوژیک ترکیبات موثره آنها به عنوان داروی خوراکی استفاده شده و در نتیجه این ترکیبات، داروهای گیاهی یا داروهای طبیعی نام گرفتهاند.
استفاده از داروهای با منشا گیاهی بدون انجام فرآوری خاصی، یعنی استفاده از پودر گیاه یا مواد موثره آن بدون خالصسازی عصاره گیاهی، از قدیم رواج داشته و حتی در حال حاضر و در پزشکی مدرن از طیف وسیعی از داروهای با منشا گیاهی استفاده میشود. گرچه تعدادی از این داروها به طور مصنوعی برای مصارف ساخته میشوند ولی هنوز بسیاری از آنها از منابع طبیعی به دست میآیند.
به محض اینکه اثر فیزیولوژیک یک گیاه دارویی خاص کشف شود، تلاشها برای یافتن خصوصیات دقیق شیمیایی ماده موثره آن (داروی گیاهی) و در پی آن، یافتن روش تولید شیمیایی این ترکیبات به طور تجارتی صورت میگیرد.
برای تعیین خصوصیات شیمیایی و شناسایی یک متابولیت ثانویه، جداسازی آن به صورت کاملاً خالص الزامی و اولین قدم است. روشهای جداسازی گوناگون و مراحل آن اکثراً طولانی است.


متابولیتهای ثانویه به صورت خالص و با نسبتهای مشخص در پزشکی استفاده میشوند. البته در کنار خالص سازی مواد موثره گیاهان دارویی، آنها بدون تغییر نیز در سامانههای مختلف تهیه دارو استفاده میشوند. >
این نکته را نباید فراموش کرد که در کنار متابولیتهای ثانویه، تعدادی از متابولیتهای اولیه نیز اثرات فیزیولوژیکی قوی دارند. اکثر این ترکیبات پروتئینی بوده و عملکردهای مختلفی دارند. هورمونها و زهر مارها مثالهایی از پروتئینهای با اثرات فیزیولوژیکی قوی هستند. آنتیبیوتیکها، واکسنها و تعدادی از پلیساکاریدها که نقش هورمونی دارند، از جمله متابولیتهای اولیه با اثر فیزیولوژیکی قابل ملاحظه میباشند.

● مسیرهای تولید متابولیتهای ثانویه

اسکلت کربنی متابولیتهای ثانویه از کربوهیدراتها تامین شده و طی فرآیند فتوسنتز ایجاد میشود. متابولیتهای اولیه دیگری که در تولید متابولیتهای ثانویه نقش دارند، اسیدهای آمینه میباشند. استیل کوآنزیم و اسید مِوالونیک نیز نقش مهمی در تولید انواع ترپنوئیدها دارند. مسیر اسید شیکیمیک نیز در تولید لیگنینها و ایندول آلکالوئیدها نقشآفرینی میکند. در شکل ۱ مسیر تولید چند گروه عمده از متابولیتهای ثانویه از متابولیتهای اولیه نشان داده شده است.

● مهندسی تولید متابولیتهای ثانویه در گیاهان

در حال حاضر دستاوردهای زیاد و گوناگونی در مهندسی متابولیک متابولیتهای ثانویه به دست آمده است. مسیرهای بیوشیمیایی مختلفی با استفاده از ژنهای رمزکننده آنزیمهای مهندسیشده و پروتئینهای تنظیمی بررسی شدهاند. در عین حال از ژنهای آنتیسنس نیز برای مسدود کردن مسیرهای بیوشیمیایی و افزایش تولید متابولیت ثانویه خاصی استفاده میشود.

متابولیتهای ثانویه وظایف مختلفی در طول چرخه زندگی گیاه دارند. از جمله این وظایف انجام نقش ترکیبات واسطه در برهمکنش گیاه و محیط اطرافش و برهمکنش گیاه با حشرات، ریزسازوارهها و حتی گیاهان اطراف میباشد.
تولید متابولیتهای ثانویه همچنین ممکن است بخشی از سامانه دفاعی گیاه باشد. این ترکیبات در تولیدمثل گیاهان نیز نقش دارند که از طریق جذب حشرات گردهافشان این کار را انجام میدهند.
متابولیتهای ثانویه گیاهی نقش مهمی در ایجاد کیفیت مواد غذایی (رنگ، طعم و بو) مختلف دارند. همچنین رنگ گیاهان زینتی و گلبرگ گلها که مهمترین خاصیت این گیاهان دسته از گیاهان است، توسط متابولیتهای ثانویه ایجاد میشود. بسیاری از متابولیتهای ثانویه نیز برای تولید دارو، رنگ، حشرهکشها، طعمدهندههای غذایی و عطر استفاده میشوند. به دلیل کاربردهای فراوان، متابولیتهای ثانویه موضوع جالبی برای تحقیقات اصلاح نباتات از طریق فنون ملکولی و مهندسی ژنتیک محسوب میشوند.

در ده سال گذشته تحقیقات چندانی در ارتباط با متابولیتهای ثانویه انجام نشدهاست. مانع بزرگ در انجام این تحقیقات، اطلاعات اندک از مسیرهای تولید زیستی متابولیتهای ثانویه و برهمکنش آنزیمهای درگیر در این مسیر میباشد. همچنین تعداد معدودی از ژنهای مربوط به متابولیتهای ثانویه در دسترس میباشد.
یکی از مسیرهایی که مطالعات بیشتری در سطح ژنهای دستاندرکار آن نسبت به دیگرمتابولیتهای ثانویه انجام شده است، مسیر تولید فلاوونوئیدها و آنتوسیانینها میباشد. اکثر ژنهای درگیر در مسیر تولید آنتوسیانینها همسانهسازی شده و مطالعات فراوانی در سطح بیوشیمیایی، ملکولی و ژنتیک این دسته از متابولیتهای ثانویه صورت گرفته است. یکی از مهمترین دلایل مطالعات بیشتر در این زمینه، آسانی بررسی این مواد از روی رنگ گلها به فنوتیپ قابل غربالگری میباشد.

دیگر مسیر تولید متابولیتهای ثانویه که در سطح آنزیمهای درگیر و مواد واسط مورد مطالعه قرار گرفته است و اهمیت زیادی در داروسازی دارند، ایندول آلکالوئیدها هستند. اما در این مسیر هم ژنهای محدودی مشخص شدهاند.
هدف از مهندسی ژنتیک مسیر یک متابولیت ثانویه، افزایش مقدار یک ماده خاص یا گروهی از ترکیبات و یا حتی کاهش مقدار این ترکیبات میباشد.
برای دستیابی به هدف دوم که کاهش میزان تولید یک ماده خاص یا گروهی از مواد ناخواسته میباشد، راههای مختلفی وجود دارد. ]این مواد ممکن است ترکیبات سمی در یک محصول گیاهی، مواد مانع خالصسازی یک فرآورده صنعتی یا موادی از این دست باشد.

یکی از این راهها، مسدود کردن یک مرحله از مسیر تولید متابولیت ثانویه و مختل کردن تولید یا فعالیت آنزیم مربوط به ان مرحله میباشد. این هدف میتواند با کاهش میزان mRNA مسئول تولید این آنزیم، با استفاده از فناوری آنتیسنس، RNAi یا ابراز بالای یک آنتیبادی علیه آنزیم مسئول محقق شود. فناوری آنتیسنس به خوبی برای تغییر رنگ گلها استفاده شده است.
راههای دیگر دستیابی به این هدف، تغییر مسیر به سوی مسیرهای موازی یا افزایش کاتابولیسم ماده نهایی میباشد.


اما ممکن است هدف از انجام تحقیقات، افزایش تولید یک ترکیب خاص در گیاه بوده یا انتقال ژنهای مربوط به مسیر تولید یک متابولیت ثانویه به یک گیاه یا یک ریزسازواره مورد نظر باشد. همچنین ممکن است تولید یک ماده جدید که به صورت طبیعی در گیاهان تولید نشود، هدف یک پروژه تولیدی-پژوهشی باشد.
در برخی روشها با تغییر میزان ابراز یک یا چند ژن، بر موانع تولید یک ماده غلبه میکنند و در روشهای دیگر، با حذف مسیرهای موازی (رقابتی) یا کاهش کاتابولیسم ماده مورد نظر، مقدار آن ماده را در گیاه میافزایند.
ایجاد تغییراتی در ابراز ژنهای تنظیمی که کنترل مسیر تولید زیستی متابولیتهای ثانویه را بر عهده دارند نیز از جمله روشهای افزایش یا کاهش تولید ترکیب مورد نظر میباشد.

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:51
درحضور گیاهان مراقب رفتارتان باشید!

در حضور گیاهان مراقب رفتار و افكارتان باشید، چون آنها می‌توانند شما را ببینند، افكارتان را بخوانند و از تصمیمات شما آگاه شوند.
گیاهان می توانند احساسات خود را بیان كنند، عكس‌العمل نشان دهند، بترسند و خوشحال شوند.
در سال ۱۹۹۶ میلادی کلیو باکستر (۱)دست به آزمایشی زد. او می‌خواست بفهمد وقتی به گیاهی آب می‌دهیم چه اتفاقی می افتد. او در محل کارش یک دستگاه دروغ سنج(۲) داشت. کلیو یقین داشت كه آب دادن به گلدان باعث جذب تدریجی آب به ساقه و برگ گیاه و پائین آمدن تدریجی مقاومت الكتریكی آن خواهد شد.
باكستر الكترودهای دستگاه دروغ‌سنج را به برگ‌ها وصل و تعادل جریان الكتریك را برقرار كرد. بر خلاف تصور باكستر به محض رسیدن رطوبت به برگ، دستگاه عبور جریان كمتری را نشان داد یعنی عكس‌العمل گیاه شبیه انسانی بود كه در یك لحظه دچار هیجان شدید شده باشد. گیاه با دریافت رطوبت حیات‌بخش آب دچار هیجان شده بود و آن را بروز می‌داد. او نتیجه گرفت: «گیاهان احساسات خود را بیان می‌كنند».
او به آزمایشاتش در مورد گیاهان ادامه داد، در قدم بعد تصمیم گرفت گیاه را در واكنش شدیدتری قرار دهد. تصمیم گرفت برگ متصل به الكترودهای دستگاه دروغ‌سنج را با آتش بسوزاند. به‌محض این‌كه این فكر از ذهن او گذشت و قبل از این‌كه حركتی برای برداشتن كبریت یا فندك بكند، عقربه گالوانومتر با یك جهش، واكنش شدید گیاه را نشان داد. بله: « گیاهان می‌توانند فكر ما را بخوانند ».
باكستر با بی‌میلی و اكراه تداركات سوزاندن برگ را آماده می‌كرد. این بار منحنی صعودی كوچكتری مشاهده شد. او متعاقباً وانمود كرد كه قصد سوزاندن برگ را دارد، ولی هیچ‌گونه واكنشی از طرف گیاه نشان داده نشد به نظر می‌رسید كه: «گیاه قادر به تشخیص تصمیم در مقابل تظاهر به تصمیم است».
باكستر ابتدا تصور می‌كرد كه چون گیاه فاقد اعضاء حسی شبیه انسان است، بنابراین باید حس دیگری در این ارتباط دخالت داشته باشد. او به تدریج به این عقیده رسید كه سیستم ارتباطی گیاه یك سیستم كلی تر و فراگیرتر است. سیستم ارتباطی‌ كاملتری كه در گیاهان و همه موجودات وجود داشته و دارد. آزمایشات آشكارا و به‌طور غیرقابل انكار نشان می‌داد كه: «گیاهان فاقد چشم هستند ولی بهتر از ما می‌بینند».
باكستر تصمیم گرفت كه آزمایشگاه خود را تبدیل به یك آزمایشگاه علمیِ مناسب كند. آزمایشات با برگ جدا شده از گیاه و حتی با قطعه‌ای كوچك از یك برگ عیناً به نتیجه رسید. علاوه بر عكس‌العمل ناشی از تحریكات اعمال شده به وسیله انسان و گیاه، نسبت به هر نوع حادثه غیرمترقبه مانند ورود ناگهانی سگ واكنش نشان می‌دادند.
چنانچه گیاه در مقابلِ تهدیدِ بسیار شدید قرار بگیرد یا صدمه شدید به آن وارد شود، سیستم دفاعی حیات او عیناً مشابه سیستم دفاعی انسان عمل می‌كند، یعنی ممكن است پس از مدتی واكنش و مقاومت، دچار بیهوشی شود یا اصلاً بمیرد. چنین حادثه‌ای وقتی اتفاق افتاد كه یك روان‌شناس كانادایی برای مشاهده دستاوردهای باكستر به آزمایشگاه او رفت. اولین گیاه مورد آزمایش هیچ واكنشی نشان نداد و همین طور گیاه دوم تا پنجم، و تنها گیاه ششم واكنش بسیار ضعیفی از خود نشان داد.
باكستر وسایل آزمایش را بررسی كرد، ولی هیچ نقصی در آنها مشاهده نشد. در جستجوی علت شكست آزمایشات باكستر از روانشناس كانادایی در مورد كار و فعالیت او سؤالاتی كرد و معلوم شد كه این شخص یك كشنده گیاه، و كارش این است كه گیاهان مختلف را در كوره برقی آزمایشگاه می‌سوزاند تا وزن خشك و مواد آنها را برای آزمایش تعیین كند. حدود چهل و پنج دقیقه پس از خروج روان‌شناس كانادایی از آزمایشگاه، گیاهان مورد آزمایش به هوش آمدند و مجدداً در مقابل آزمایشات واكنش نشان دادند.
در یك سری آزمایش دیگر، باكستر متوجه نوعی ارتباط ظریف و ناگسستنی بین گیاه و پرورنده آن شد. در یك سخنرانی علمی در فاصله‌ای دور باكستر با نمایش اسلاید رفتار اولین گیاهِ خون سیاوشان خود را می‌كرد. در مراجعت مشاهده كرد كه هم‌زمان با نمایش اسلاید در آن سخنرانی، همان گیاه در آزمایشگاه روی نوار پلی‌گراف، نوعی واكنش نشان داده است. به نظر می‌رسد كه وقتی یك گیاه با انسان مرتبط و وابسته شد، این ارتباط و وابستگی را فارغ از فاصله و حتی در میان هزاران فرد دیگر حفظ می‌كند.
در پرفروش‌ترین كتاب سال ۱۹۷۳ تحت عنوان «راز زندگی گیاهان» نوشته «پیتر تامپكینز» و «كریستوفر بردز» بخش وسیعی از تحقیقات كلیو باكستر ارائه شده است. باكستر تحقیقات خود را با بیش از بیست و پنج نوع گیاه و میوه، مانند كاهو، پیاز، پرتقال و موز انجام داد. حاصل این آزمایشات، همگی شبیه یكدیگر بود.
باكستر اعتقاد دارد كه میوه‌ها و سبزیجات ممكن است علاقمند باشند كه خورده شوند و جزو انسان یا حیوان بشوند، مشروط بر اینكه این عمل با نوعی انگیزه ایجاد ارتباط همراه باشد. این اظهار نظر البته با بعضی عقاید سنتی و مذهبی تطبیق دارد. باكستر می‌گوید كه محتمل است میوه و سبزی خشنودتر باشند كه با خورده شدن، جزئی از یك موجود زنده و فعال بشوند تا این كه پس از رسیدن به زمین بیفتند و بپوسند. همان‌طور كه انسان ترجیح می‌دهد پس از مرگ به عالم بالاتری برود.

ی‌نوشت:
۱- cleve Bakster
۲-دستگاه دروغ سنج یك وسیله الكترونیكی‌ست كه با ثبت تغییر مقاومت یا رطوبت پوست بدن انسان، تغییر حالات او را نشان می‌دهد. دو الكترود دستگاه به پوست دست بدن انسان وصل و مقاومت آن را تعیین می‌كند. وقتی شخص مورد آزمایش به دلیل اظهار دروغ یا موضوع خلاف واقع، تغییر حالت بدهد، دستگاه فوراً تغییر مقاومت پوست را نشان می‌دهد، به‌طوری كه هر آزمایش‌كننده با تجربه‌ای مثل یك بازپرس می‌توان این تغییر حالت و علت آن را درك و از آن نتیجه‌گیری كند.
ترجمه و تآلیف: تینا پورشاهید
فصلنامه علوم باطنی
aftab.ir

CASSIATORA
2008-Jul-07, 14:53
گياهان يكديگر را از وجود دشمن با خبر مي‌كنند

تازه ‌ترين نتايج يك تحقيق نشان مي‌دهد كه گياهان اين قابليت و توانايي را دارند كه يكديگر را از وجود دشمن با خبر كنند.


اين تحقيق در گروه گياه‌پزشكي دانشگاه كشاورزي و منابع طبيعي "پرديس" كرج انجام گرفته و نتايج آن در معتبرترين مجله‌هاي علمي، پژوهشي جهان از جمله "‪ "Biological control‬و "‪ "Appl.Entomology‬به چاپ رسيده است.

سرپرست تيمي كه اين تحقيق را انجام داده است، گفت: بر اساس اين تحقيق گياهان هنگامي كه از طرف حشرات گياه‌خوار از جمله كنه يا شته مورد حمله قرار مي‌گيرند، يكديگر را از وجود دشمن مشترك آگاه مي‌سازند.

دكتر "احمد عاشوري" روز شنبه در گفت و گو با خبرنگار ايرنا افزود: زبان مشترك گياهان، ساطع كردن بو و برجاي گذاشتن مواد شيميايي هنگام مواجهه با دشمن است.

به گفته او گياهان همچنين قادرند بويي از خود منتشر كنند كه باعث جلب شكارگر- هاي حشرات گياه‌خوار شود. به طور مثال، هنگامي كه آفتهايي نظير شته يا كنه بر روي گياه لوبياي سبز قرار مي‌گيرد، گياه از طريق بزاق دهان آنها، متوجه حضورشان شده و از خود بويي متصاعد مي‌كند كه ضمن اطلاع به ديگر گياهان هم نوع، "سن اوريوس" را كه از صيادان اين حشرات هستند به طرف خود جلب مي‌كند.

عاشوري گفت اين تحقيق بيانگر آن است كه گياهان خود داراي شعور هستند و مي‌توانند با يكديگر ارتباط برقرار كنند.

وي افزود از نتايج اين تحقيق مي‌توان در برنامه‌هاي كنترل آفات استفاده كرد و به عنوان مثال با پخش اين بو قبل از هجوم آفات به گياهان، ضمن كاهش مصرف سموم شيميايي، زمينه رشد هرچه بيشتر حشرات مفيد را فراهم ساخت.

عاشوري كه رياست اداره پژوهش دانشگاه كشاورزي و منابع طبيعي "پرديس" كرج را نيز به عهده دارد يادآور شد: تحقيقات اين گروه برروي جنبه‌هاي مختلف "رايحه‌هاي القايي گياهان" ادامه دارد.

اين طرح تحقيقاتي توسط يك تيم هشت نفره به مدت دو سال در گروه گياه پزشكي آزمايشگاه اكولوژي و رفتارشناسي حشرات دانشگاه تهران كه در پرديس كرج واقع است به نتيجه رسيده است.

CASSIATORA
2008-Jul-08, 15:49
دلیل استفاده از رنگدانه سبز در گیاهان

نخستین گام در تلاش برای درک چگونگی عملکرد فتوسنتز روی سیاره های دیگر، توصیف آن روی زمین است. طیف انرژی نور خورشید در سطح زمین در آبی- سبز به اوج می رسد، به همین خاطر دانشمندان مدت ها سرشان را می خارانند که چرا گیاهان رنگ سبز را بازتاب می کنند و با این کار آنچه را که به نظر می رسد بهترین نور موجود باشد، به هدر می دهند. پاسخ آن است که فتوسنتز نه به کل مقدار انرژی نور که به انرژی هر فوتون و تعداد فوتون هایی که نور را می سازند، بستگی دارد. درحالی که فوتون های آبی نسبت به فوتون های قرمز انرژی بیشتری حمل می کنند، اما خورشید بیشتر نوع قرمز را می تاباند. گیاهان برای کیفیت از فوتون های آبی و برای کمیت از فوتون های قرمز استفاده می کنند. فوتون های سبز که بین این دو قرار می گیرند، نه انرژی دارند و نه تعداد. بنابراین گیاهان این گونه سازش یافته اند که میزان کمتری از آنها را جذب کنند. فرآیند فتوسنتزی مبنا، که یک اتم کربن را (که از دی اکسیدکربن به دست آمده) وارد یک مولکول ساده قند می کند، حداقل به هشت فوتون نیاز دارد. یک فوتون لازم است تا پیوند اکسیژن-هیدروژن در آب شکسته شود و بدین وسیله یک الکترون برای واکنش های زیست شیمیایی به دست آید. کلاً چهار پیوند این چنینی باید شکسته شود تا یک مولکول اکسیژن ایجاد شود. هر کدام از آن فوتون ها برای یک واکنش نوع دوم و تشکیل قند، حداقل با یک فوتون دیگر همراه می شود. هر فوتون باید یک حداقل مقدار انرژی داشته باشد تا واکنش ها را به راه بیندازد.


راهی که گیاهان از آن طریق نور خورشید را درو می کنند، خود یک اعجاب طبیعت است. رنگدانه های فتوسنتزی (مثل کلروفیل) مولکول هایی منزوی نیستند. هر کدام از آنها در شبکه یی مثل یک آنتن چندشاخه به نحوی تنظیم شده اند که فوتون های یک طول موج خاص را بگیرند. کلروفیل اختصاصاً نور آبی و سرخ را جذب می کند و رنگدانه های کاروتنوئید ته رنگ نسبتاً متفاوتی از آبی را می گیرد. کل این انرژی به یک مولکول کلروفیل خاص در مرکز یک واکنش شیمیایی سرازیر می شود که در آن آب می شکند و اکسیژن آزاد می شود.

این فرآیند سرازیر شدن، کلید آن است که رنگدانه ها چه رنگی را انتخاب می کنند. مجموعه مولکول ها در مرکز واکنش، تنها در صورتی می تواند واکنش های شیمیایی انجام دهد که یک فوتون قرمز یا یک مقدار معادل انرژی به شکلی دیگر دریافت کند. برای بهره بردن از فوتون های آبی، رنگدانه های این آنتن به اتفاق هم، انرژی بیشتر (از فوتون های آبی) را به انرژی کمتر (سرخ تر) تبدیل می کنند. این فرآیند زمانی آغاز می شود که یک فوتون آبی به یک رنگدانه جاذب آبی برمی خورد و به یکی از الکترون های مولکول انرژی می دهد. وقتی آن الکترون دوباره به حالت اصلی اش برمی گردد، این انرژی را آزاد می کند، اما به خاطر افت انرژی در اثر گرما و ارتعاش ها، نسبت به انرژی جذب شده انرژی کمتری را آزاد می کند.

مولکول رنگدانه انرژی خود را نه به شکل یک فوتون دیگر که به صورت یک برهم کنش الکتریکی آزاد می کند که یک مولکول رنگدانه دیگر می تواند آن انرژی را در سطح پایین تر جذب کند. این رنگدانه هم به نوبه خود مقدار انرژی کمتری را آزاد می کند و به همین ترتیب فرآیند ادامه می یابد تا اینکه انرژی فوتون آبی ابتدایی به قرمز فروکاسته شود. آرایش رنگدانه ها می تواند سبز-آبی، سبز یا زرد را هم به قرمز تبدیل کند. مرکز واکنش، به عنوان انتهای دریافت کننده این آبشار، برای جذب کم انرژی ترین فوتون های موجود سازش می یابد. روی سطح سیاره ما، فوتون های قرمز فراوان ترین و کم انرژی ترین فوتون در طیف مرئی هستند.

برای فتوسنتزکنندگان زیر آب، فوتون های قرمز الزاماً فراوان ترین نیستند. آشیان های نوری به خاطر ----- شدن نور توسط آب (با مواد معلق و خود ارگانیسم های سطح آب) با عمق تغییر می کند. نتیجه، لایه بندی آشکار اشکال حیاتی بنابر آمیزه رنگدانه های آنهاست. ارگانیسم های لایه های پایین تر آب رنگدانه هایی دارند که برای جذب رنگ های نور باقیمانده از لایه های بالاتر سازش یافته اند. برای مثال جلبک ها و ساینوباکتری ها (باکتری های سبز-آبی) رنگدانه هایی دارند به نام فیکوبیلین ها که فوتون های سبز و زرد را درو می کنند. باکتری های مولد غیراکسیژنی، کلروفیل هایی دارند که نور انتهای سرخ و نزدیک فروسرخ را جذب می کنند؛ که این تمام آن چیزی است که تا آن اعماق تاریک نفوذ می کند.

ارگانیسم هایی که با شرایط کم نور سازش یافته اند، به رشد کندتر تمایل دارند، چون باید برای دروی آن مقدار نوری که برایشان موجود است، بیشتر تلاش کنند. در سطح سیاره ما که نور فراوان است تولید رنگدانه های اضافی برای گیاهان مضر است، بنابراین آنها در استفاده از نورشان انتخابی عمل می کنند. اصول تکاملی مشابهی هم در دنیاهای دیگر برقرار است.

درست همان طور که موجودات آبزی با نور فیلترشده آب سازش یافته اند، ساکنان خشکی هم با نور فیلترشده توسط مولکول های گازهای جو سازش یافته اند. در بالای اتمسفر زمین، فوتون های زرد (در طول موج ۵۶۰ تا ۵۹۰ نانومتر) فراوان ترین نوع هستند. تعداد فوتون ها در طول موج های بلندتر به تدریج و در طول موج های کوتاه تر به تندی کاهش می یابد. با عبور نور خورشید از لایه های بالایی جو، بخار آب نور فروسرخ را در چندین طول موج و فرای ۷۰۰ نانومتر جذب می کند. اکسیژن در ۶۸۷ و ۷۶۱ نانومتر خطوط جذبی ایجاد می کند . همه می دانیم که ازن، امواج فرابنفش (uv) را در استراتوسفر به شدت جذب می کند، اما کمتر کسی می داند که اندکی از گستره نور مرئی را هم جذب می کند.

برای جمع بندی، اتمسفر ما حد و مرز دریچه هایی را تعیین می کند که پرتوها از آن راه می توانند به سطح سیاره برسند. دریچه پرتو مرئی در حاشیه آبی، با افت شدت فوتون های طول موج کوتاه تابشی خورشید و جذب Uv توسط ازن و در حاشیه سرخ با خطوط جذبی اکسیژن تعریف می شود. اوج فراوانی فوتون، با جذب کنندگی وسیع نور مرئی توسط ازن، از زرد به قرمز تغییر می یابد (حدود ۶۸۵ نانومتر). گیاهان با این طیف که عمدتاً توسط اکسیژن تعیین شده سازش یافته اند، در عین حال گیاهان همانی هستند که اکسیژن را به اتمسفر فرستادند تا کار را آغاز کنند. وقتی ارگانیسم های فتوسنتزی ابتدایی برای نخستین بار روی زمین نمایان شدند، اتمسفر فاقد اکسیژن بود؛ بنابراین آنها باید از رنگدانه هایی متفاوت از کلروفیل استفاده کرده باشند. تنها با گذشت زمان و تغییر ترکیب اتمسفر توسط فتوسنتز، کلروفیل به عنوان بهترین گزینه پدیدار شد.

شواهد فسیلی قاطع فتوسنتز به ۴/۳ میلیارد سال پیش برمی گردد، اما فسیل های قدیمی تر نشانه هایی را در خود دارند که می تواند بیانگر فتوسنتز باشد. فتوسنتزکنندگان ابتدایی مجبور بودند کار خود را زیر آب آغاز کنند، تا حدی به خاطر اینکه آب محلول خوبی برای واکنش های زیست شیمیایی است و تا حدی به این دلیل که حفاظی در برابر پرتو Uv خورشید فراهم می کند. این فتوسنتزکنندگان نخستین باکتری های زیرآبی بودند که فوتون های فروسرخ را جذب می کردند. واکنش های شیمیایی آنها به جای آب شامل هیدروژن، سولفیدهیدروژن یا آهن می شد، بنابراین آنها گاز اکسیژن تولید نمی کردند. فتوسنتز مولد اکسیژن (اکسیژنی)


۷/۲ میلیارد سال پیش توسط ساینوباکتری ها در اقیانوس آغاز شد. سطوح اکسیژن و لایه ازن به تدریج ساخته شدند و امکان پدید آمدن جلبک های سرخ و قهوه یی میسر شد. با امن شدن آب های کم عمق از شر Uv، جلبک های سبز تکامل یافتند. آنها فاقد فیکوبیلین بودند و با نور روشن آب های سطحی بهتر سازش یافتند. گیاهان خشکی هم در نهایت از جلبک های سبز نشأت گرفتند و آنگاه انفجار پیچیدگی در حیات گیاهی پیش آمد، از خزه ها و گیاهان جگری در خشکی گرفته تا گیاهان آوندی با چترهایی بلند که نور بیشتری را می گرفتند و برای اقلیم های خاص سازش های خاصی داشتند مثل تکامل درختان مخروطی با تاج هایی مخروطی شکل که باعث می شود در عرض های جغرافیایی بالا با زاویه تابش کم خورشید، نور کافی بگیرند. گیاهان سازگار با سایه، دارای آنتساینین به عنوان کرم ضدآفتاب در برابر نور بیش از حد است. کلروفیل سبز نه تنها با ترکیب فعلی اتمسفر مناسبت خوبی دارد که به حفظ این ترکیب هم یاری می رساند . شاید تکامل در گام دیگر از ارگانیسمی حمایت کند که با استفاده از فیکوبیلین هایی که نور سبز و زرد را جذب می کنند، از سایه زیر چتر درختان بهره می برند. اما ارگانیسم های آن بالا احتمالاً هنوز سبز باقی می مانند.

امروزه عمل آوردن گلدان هاي گل در منزل يکي از بهترين سرگرمي هاست. گياهان زينتي قسمت عمده تزئينات داخلي منزل را تشکيل مي دهند، به علاوه پرورش نباتات در منزل براي کساني که باغي در اختيار ندارند و مي خواهند گلکاري کنند حائز اهميت است. حتي براي کساني هم که باغي در اختيار دارند و علاقمند به پرورش گل هستند اين موضوع قابل توجه است. با وجودي که منزل براي پرورش و نگهداري گل ها محل مناسبي نيست، معهذا مردم به نگهداري گل در منزل علاقمندند. براي پرورش گياهان زينتي در منزل بايد احتياجات اصلي آنها را بدانيم. محيط داخلي بافت هاي تشکيل دهنده هر گياه، مخصوصا در قسمت هاي گل و برگ مدام بوسيله محيط اطرافشان متاثر مي شوند. عوامل فيزيکي خارجي، يعني نور، حرارت، رطوبت، هوا و... ميزان واکنش هاي سلولي را تنظيم مي کنند، البته به شرطي که اين عوامل بصورت متناسب و در حد قابل تحمل و مورد نياز به گياه برسند. گياهان فقط تا موقعي رشد طبيعي و معمولي دارند که هر يک از عوامل محيطي در حد متناسب و به اصطلاح اپتيمم باقي بمانند. هر وقت، هوا، حرارت، نور، رطوبت و آب و مواد غذايي از اين حد تجاوز کنند و محدوديتي در رشد طبيعي گياه ايجاد شود، گياه حساسيت نشان مي دهد که نمايش دهنده رشد غير طبيعي آن است. درمطلب زير درباره بعضي عوامل مهم و موثر که در رشد گياهان خانگي موثر هستند به طور جداگانه به بحث و گفتگو مي پردازيم.

نور

1 ) نور: گياهان براي تهيه غذا به روشنايي احتياج دارند. نور ممکن است بوسيله اشعه مستقيم خورشيد، يا اينکه به طور غير مستقيم بتابد. شدت نور غير مستقيم ممکن است کم يا زياد باشد. معمولا در گوشه هاي اتاق نور به طور غير مستقيم و به مقدار کم به گياهان مي رسد. اغلب گياهان گلدار حداقل نصف روز نور مستقيم خورشيد را لازم دارند تا جوانه هاي گلشان رشد کنند و باز شوند، مثل گل شب بو. کاکتوس ها و انواع ديگر گياهان گوشتي نيز به نور مستقيم خورشيد نيازمندند. براي اينکه رنگ زيباي کروتون تغيير نکند، بايد آن را در نور مستقيم قرار داد. به طور کلي نور شديد آفتاب بدليل اينکه از عمل کربن گيري جلوگيري مي کند و تعريق را در گياه افزايش ميدهد زيان آور و در نتيجه رشد گياه به تعويق مي افتد. عشقه، فيلودندرون، بگونياي برگي، پيروميا و دراسنا، که داراي برگ هاي زينتي هستند و به همين منظور هم کاشته مي شوند بايد در نور غير مستقيم خورشيد با شدت زياد قرار بگيرند. همچنين گياهان لطيف مثل، بنفشه آفريقايي نيز نور غير مستقيم به مقدار زياد لازم دارند. در گوشه هاي کم نور اتاق نبايد گياهان گلدار را قرار داد. گياهان برگي را اگر يک يا دو هفته براي تزئينات در محل کم نور قرار دهند، بايد بعد از اين مدت جايشان را عوض کنند و آنها را در محل روشنتري قرار دهند و يا اينکه بايد دو دسته گلدان آماده کرد و هر هفته جاي آنها را عوض کرد. يعني يک سري را براي دکوراسيون در محلي که نور کم است و سري ديگري را در محل روشن قرار داد. گياهان سايه پسند يعني آنهايي که به نور کم احتياج دارند مثل، عبايي و بعضي از سرخس ها و فوتوس را مي توان در نور کم يعني در گوشه هاي اتاق قرار داد.

هوا و درجه حرارت


2 ) هوا و حرارت: هواي خنک به آن اندازه اي که براي زندگي انسان ضروري است براي گياهان ضرورت ندارد. معذالک گياه هم احتياج به هوا دارد بخصوص که هوا اغلب همراه رطوبت است. حرارت زياد که هواي مرطوب را از بين ميبرد باعث اکثر ناراحتي هاي گياه مي گردد. لذا تهويه براي گياهان مورد احتياج است و بهتر است پنجره ها در قسمت بالاي اتاق باشد. بايد توجه داشت که هر اندازه گياه به سقف اتاق نزديک تر باشد بيشتر متحمل گرما و خشکي مي شود. در خانه هايي که خيلي گرم مي شود و از بخاري براي گرما استفاده مي شود، بهتر است گلدان ها را در کف اتاق بچينند. به طور معمول حرارت اتاق در روز بايد معادل 20 درجه سانتيگراد باشد و در شب 15 درجه مناسب است. حرارت هاي زياد براي گياهان مضرند. اختلاف حرارت شب با روز نبايد بيشتر از 5 درجه سانتيگراد باشد. اگر حرارت روز مثلا 25 درجه باشد و در شب يخبندان شود گياه از بين مي رود. مخصوصا گياهاني که رطوبت دارند صدمه بيشتري خواهند ديد. معمولا گياهاني از قبيل آويز، کاغذي درختي و شاه پسند درختي را در زمستان در اتاقي که حرارت 7 تا 10 درجه سانتيگراد دارد، نگهداري مي کنند. به اين ترتيب اين گياهان در زمستان استراحت مختصري مي کنند و چون حرارت کم است به آب کمتري احتياج دارند و ريشه هايشان سالم مي ماند و نمي پوسد. در بهار و تابستان بعد اين گياهان بيشتر و بهتر گل خواهند داد. گلدان هاي مرکبات را که در منزل نگهداري مي کنند، بهتر است در تمام طول مدت زمستان در زير زمين خنکي که حدود 7 تا 8 درجه سانتيگراد حرارت دارد نگهداري کنند و به آنها کم آب بدهند. باين ترتيب موقع بهار گل هايشان نمي ريزد و ميوه روي درخت ظاهر مي شود. همچنين براي مثال در اتاق هاي غير مسکوني که بخاري يا شوفاژ ندارد و يا اينکه گرما کمتر از 10 درجه سانتيگراد است، عده کمي از گياهان که در حال استراحت و خواب هستند بهتر و سالم تر مي مانند: مثل عبايي، نخل زينتي و فيکوس و.... حرارت هاي مناسب براي گياهان مختلف که در منزل نگهداري مي کنند يکنواخت نيستند و باهم تفاوت دارند. مثلا، آنتوريوم و بنفشه آفريقايي، گرماي زيادتري نسبت به فيلودندرون لازم دارند. اصولا گياهان برگي که مبداشان از مناطق گرمسيري است حرارت روز بايد بالاتر از 25 درجه سانتيگراد و در شب در حدود 20 درجه باشد. اتاق هاي ما اغلب در زمستان براي نگهداري گلدان هاي گل مناسب نيستند. زيرا زياد گرم مي شوند. زيان اين گرما از سرما زيادتر است. بهتر است گياهان گل دار را مثل، سيکلامن يا ميخک را در اتاق نسبتا خنک نگهداري کنند. باين ترتيب دوام گل زيادتر مي شود. در اتاق هايي که اغلب درزهاي پنجره باز هستند و محکم بسته نمي شوند، گلدان هايي که نزديک پنجره قرار گرفته اند در شب هاي زمستان صدمه مي بينند. به همين دليل بايد گلدان ها را در شب از کنار پنجره ها دور کرد و يا بوسيله پرده يا کرکره گلدان ها را از سرما محفوظ داشت. حتي الامکان بايد سعي کرد که گياهان در تماس با سرما نباشند. اگر گياه سرما ديد و برگ هايش خشن و سفت شد بايد آنرا با آب سرد شست تا بتدريج به حالت اوليه برگردد. ولي نبايد گياه را نزديک بخاري قرار داد. با وجود اين ممکن است گياهي که سرما ديده دوباره به حالت اولي برنگردد. ولي شما کوشش خود را کرده ايد.

رطوبت

3 ) رطوبت: رطوبت هوا مثل نور و حرارت مورد احتياج گياه است. البته فراهم کردن رطوبت در اتاق کار مشکلي است. اکثر گياهان به غير از کاکتوس ها و گياهان به اصطلاح گوشتي در هواي گرم و خشک ناراحت مي شوند. گاز بخاري، هواي اتاق را خشک مي کند. نبايد انتظار داشت که در اتاق رطوبتي معادل گلخانه تهيه کنيم با اين وجود با وسائلي مي توان تا حدي رطوبت را تامين کرد. مثلا با گذاشتن کوزه هاي گلي روي رادياتور شوفاژ و قرار دادن ظرفي محتوي تورب يا خزه بين گلدان ها بشزطي که دائما مرطوب باشد. بايد به خاطر داشت که براي گياهان گرمسيري رطوبت بهتر از حرارت زياد است. رطوبت دادن به برگ گياهان خيلي موثراست براي اين کار مي توان در يک روز گرم تمام گلدان ها را از اتاق خارج کرد و با يک دستگاه آب پخش کن برگ ها را شستشو داد يا در منزل اگر روي مبل ها را با پلاستيک بپوشانند مي توانند به همان ترتيب با تلمبه هاي دستي روي برگ ها را خيس کنند. ممکن است گلدان گل را داخل گلدان بزرگتري قرار دهند و ميان جدار دو گلدان را با تورب يا خزه مرطوب پر کنند و مجددا در فواصلي تورب يا خزه را مرطوب نمايند، يا اينکه يک طشت آهني که شش گلدان يا بيشتر در آن جا مي گيرد تهيه کرده و گلدان ها را در آن بچينند، بين گلدان ها را با خزه يا تورب مرطوب پر کنند و دائما تورب يا خزه را مرطوب نگهدارند. طريق ساده تر اينکه روي خاک هر گلداني تورب يا خزه مرطوب قرار دهند. اگر تعدادي از گلدان ها به طور مجتمع در گوشه اي قرار گيرند رطوبتشان بهتر حفظ مي شود. گلدان هاي رطوبت دوست مثل، سيکلامن و بنفشه آفريقايي يا آزاله را در موقعي که حمام مي رويد در آنجا بگذاريد. گلدان هاي مذکور را در تمام مدت شب از حمام بيرون نياوريد به اين وسيله گل ها شاداب خواهند شد. بعضي از گياهان در شرايط خشکي هوا مي توانند زندگي کنند و حتي بهتر رشد مي کنند مانند: عبايي، سانسوريا و سجافي. به طور کلي گياهان را نبايد نزديک شوفاژ، بخاري يا مقابل دهانه کولر و در و پنجره هاي باز قرار داد. گياهاني را که رطوبت زياد لازم دارند در محفظه شيشه اي به نام تراريوم طبق شکل شماره يک مي کارند. از اين وسيله علاوه بر نگهداري گياهان گرمسيري به غير از کاکتوس ها و ساير گياهان گوشتي مي توان براي تکثير گياهان ديگر استفاده کرد. همانطوريکه گفته شد گياهان رطوبت دوست را مستقيما در تراريوم مي کارند.

تراريوم چيست
تراريوم، از يک جعبه چوبي با لبه اي به ارتفاع 15 سانتيمتر تشکيل شده است. در بالاي اين جعبه قطعه اي شيشه نصب مي کنند که به وسيله نوار چسب بهم متصل شده اند و يک شيشه متحرک در روي آن قرار مي دهند. اين شيشه براي تهويه گياهان داخل جعبه بکار مي رود و هر وقت رطوبت داخل تراريوم، زياد شود شيشه بالايي را برمي دارند تا رطوبت تقليل يابد. ته جعبه 2 تا 3 سانتيمتر شن درشت يا تيله خرده مي ريزند. روي شن يک ورقه نازک زغال خرد شده و روي زغال خرده ها را مخلوطي از سه پنجم تورب و دو پنجم ماسه پر مي کنند (ماسه شسته بدون خاک). البته اين مخلوط را قبل مرطوب کرده و روي آن خزه مرطوب پهن مي کنند. در تراريوم گل هايي نظير: کروتون، مارنتا، حسن يوسف، عشقه و انواع سرخس هاي پا کوتاه و بنفشه آفريقايي را مي کارند. علاوه بر تراريوم، در خانه هاي جديد اغلب پاسيو موجود است که در آنجا هم گياهان رطوبت دوست را مي کارند. بيشتر اوقات چون ارتفاع پاسيو، زياد است و حرارت بطرف بالاي آن مي رود هم محيط پاسيو خشک مي گردد، هم رطوبت محيطي کم مي شود و هم حرارت نزديک خاک کم است. در اين مورد يعني در موقع کاشت گياهان در پاسيو، ممکن است شيشه هاي سقف را دوجداره کرد و يا پلاستيکي بالاي گياهان کشيد و يا اينکه با شيلنگ رطوبت محيطي را بيشتر کرد يعني روزي يک مرتبه در صبح روي برگ هاي گياهان را مرطوب نمود.