بهبود شاخص‏های رشدی گیاه ذرّت (Zea mays L.) تحت آبیاری با آب مغناطیده

نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم گیاهی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شاهد

10.22041/ijbme.2014.13048

چکیده

بیش­از 75% حجم سلول­های گیاهی را آب تشکیل می­دهد، لذا می­تواند بخش عمده­ی تأثیر میدان‏های مغناطیسی بر گیاهان به واسطه­ی مغناطیده شدن آب باشد. درین تحقیق، نمونه آب لوله کشی با عبور از یک دستگاه هم­زن یون مغناطیسی110 میلی‏تسلایی مغناطیده شد. ازین آب برای آبیاری بذرهای ذرّت به کار رفت. نمونه‏های شاهد نیز با آب لوله کشی (غیر مغناطیده) آبیاری شد. درصد جوانه‏زنی بذرهای خیسانده در آب مغناطیده، افزایش معناداری را در مقایسه با گروه شاهد نشان داد. تمامی شاخص‏های رشد، شامل طول اندام هوایی، طول ریشه، وزن‏‏تر و خشک دانه رست‏های ذرّت پس­از آبیاری با آب مغناطیده در مقایسه با گروه کنترل به ترتیب افزایش 30%، 19%، 22% و 22% را نشان داد. امّا در محتوای رنگیزه‏های فتوسنتزی، قند و پروتیین کلّ، تفاوت معناداری بین دو گروه مشاهده نشد. هم­چنین بیشینه­ی بازده کوانتومی فتوسیستم II در گروه آبیاری شده با آب مغناطیده افزایش معناداری را نسبت به گروه کنترل نشان داد. تأثیر مثبت آب مغناطیده بر شاخص‏های رشدی و متابولیسمی دانه رست‏های ذرّت در نسل دوم تایید شد. نتایج نشان داد که آب عامل مهمّی در دریافت اثر میدان  مغناطیسی و انتقال آن به درون سلول‏های گیاهی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Magnetically treated water Application for Improving Maize (Zea mays L.) Growth

نویسندگان [English]

  • Somayye Mohamadalikhani 1
  • Faeze Ghanati 1
  • Maryam Soleimani 1
  • Hasan Zare Maivan 1
  • Abazar Hajnorouzi 2
1 Department of Plant Biology, Faculty of Biological Science, Tarbiat Modares University (TMU), Tehran, Iran
2 Department of Physics, Faculty of Basic Science, Shahed University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Water molecules can be affected by magnetic fields due to their bipolar characteristics. In the present study an experimental maize field was irrigated with magnetically treated water. Tap water was passed through a locally designed alternative magnetic field generating apparatus (110 mT). The maize plants were irrigated by the magnetically treated water from sowing to the seedling stage. Treatment with magnetically treated waterincreased the shoot and root lengths, fresh and dry weight of seedling (30%, 19.1%, 22% and 22%, respectively), compared with the control groups. The contents of photosynthetic pigments, total sugar and total protein of the leaves did not show significant differences between the treated plants and the control group. The ratio of Fv/Fm of seedling and growth parameters of second family were increased, compared to those of non-treated ones. The combined results suggested that the treatment of water a magnetic field with represents a plausible candidate for the mediation of MF effects on plant cells.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Growth parameters
  • Magnetic field
  • magnetically treated water
  • Maize
[1]     N. A. Belyavskaya, “Biological effects due to weak magnetic field on plants” Adv Space Res pp 1566-1574, 2004.

[2]     R. F. Liboff, B. R. McLeod, S. D. Smith, “Ion Cyclotron Resonance Effects of ELF Fields in Biological Systems: Extremely Low Frequency Electromagnetic Fields: The Question of Cancer” Columbus OH: Batelle Press, pp 251-289, 1989.

[3]     ب. ناهیدیان، ف. قناتی، م. واعظ­زاده، ا. حاج­نوروزی، ع. پایز، "بررسی طیفFT-IR  و Raman آب در حضور میدان مغناطیسی و تأثیر آن بر جوانه­زنی گروهی از بذرهای غلات و حبوبات" فصل نامه علمی پژوهشی زیست شناسی تکوینی، شماره 10، بهار، 14-7، 1390.

[4]     L. Montagnier,  J. Aissa, E. Del Giudice, C. Lavallee, A. Tedeschi, G. Vitiello, “DNA waves and water” J. Phys. Conf Ser 306, 2011.

[5]     L. Montagnier, J. Aïssa, S. Ferris, J. L. Montagnier, C. Lavallée, “Electromagnetic signals are produced by aqueous nanostructures derived from bacterial DNA sequences” Interdiscip Sci Comput Life Sci 1: 81-90, 2009.

[6]     N. Su, Y. H. Wu, C. Y. Mar, “Effect of magnetic water on the engineering properties of concrete containing granulated blast-furnace slag” Cement and Concrete Res 30: 599-605, 2000.

[7]     E. J. L. Toledo, T. C. Ramalho, Z. M. Magriotis, “Influence of magnetic field on physical–chemical properties of the liquid water: insights from experimental and theoretical models” J. Mol. Struct. 888: 409-425, 2008.

[8]     K. T. Chang, C. I. Weng, “The effect of an external magnetic field on the structure of liquid water using molecular dynamics simulation” J. Appl. Phys. 100: 43917-43922, 2006.

[9]     Z. D. Li, Q. Y .Li, L. Li, “Soliton solution for the spin current in ferromagnetic nanowire” Phys Rev E. 76: 26605-26610, 2007.

[10] X. F. Pang, B. Deng, “Infrared absorption spectra of pure and magnetized water at elevated temperatures” Europhys Lett, 92: 0295-5075, 2010.

[11] J. M. D. Coey, S. Cass, “Magnetic water treatment” Magn Magn Mater 209: 71-74, 2000.

[12] B. L. Maheshwari, H. S. Grewal, “Magnetic treatment of irrigation water: Its effects on vegetable crop yield and water productivity” Agr. Water Manage. 96: 1229-1236, 2009.

[13] M. Hozayn, A. M. S. Abdul Qados, “Magnetic water application for improving wheat (Triticum aestivum L.) crop production” Agric. Biol. J. N. Am. 1 (4): 677-682, 2010.

[14] M. Hozayn, A. M. S. Abdul Qados, “Irrigation with magnetized water enhances growth, chemical constituent and yield of chickpea (Cicer arietinum L.)” Agric. Biol. J. N. Am. 1 (4): 671-676, 2010.

[15] M. El-Murtada, H. Amin, “Effect of different nitrogen sources on growth, yield and quality of fodder maize (Zea mays L.)” Saudi Soc. Agric. Sci. 10: 17-23, 2011.

[16] H. K. Lichtenthaler, A. R. Wellburn, “Determination of Total Carotenoids and Chlorophylls A and B of Leaf in Different Solvents” Biol. Soc Trans; 11: 591-592, 1985.

[17] S. Nogues, N. R. Baker, “Effects of drought on photosynthesis in Mediterranean plant grown under enhanced UV-B radiation” J. Exp Bot 348: 1309-1317, 2000.

[18] Analytical mechanics,7th ed, c2005, G. R. Flowers, G. L.Cassiday, Belmont, CA.

[19] M. Dubois, D. K. Mirick, R. G. Stevens, “Residential magnetic fields and the risk of breast cancer” Am J Epidemiol 155: 446-54, 1956.

[20] M. Bradford, “A rapid and sensitive method for quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding” Anal Biochem 72: 248-254, 1976.

[21] J. A. Shercliff, “A Textbook of Magneto hydynamics” Pergamon Press New York, 1965.

[22] J. Bogatin, N. P. H. Bondarenko, Z. Gake, E. E. Rokhinson, I. P. Ananyev, “Magnetic treatment of irrigation water: experimental results and application conditions” Environ Sci Technol 33: 1280-1285, 1999.

[23] C. McMahon, “Investigation of the quality of water treated by magnetic fields, University of Southern Queensland Faculty of Engineering and Surveying” Undergraduate thesis 35-39, 2009.

[24] M. H. Hilal, M. M. Hilal, “Application of magnetic technologies in desert agriculture” Egypt J Soil Sci 40: 423-435, 2000.

[25] W. X. Tian, Y. L. Kuang, Z. p. Mei, “Effect of magnetic water on seed germination, seedling growth and grain yeild of rice” Field Crop Abstracts, 1991.

[26] V. M. Formicheva, R. D. Govorun, V. T. Danilov, “Proliferative activity and cell reproduction in the root meristem of pea, lentil and flax in the conditions of screening the geomagnetic field” Biophysics 37: 645-648, 1992.

[27] N. A. Belyavskaya, “Ultrastructure and calcium balance in meristem cells of pea roots exposed to extremely low magnetic fields” Adv. Space Res. 28: 645–650, 2001.

[28] A. Aladjadjiyan, “Study of the influence of magnetic field on some Biological Characteristics of Zea mais” J. Central Eur Agric 3 (2): 89-94, 2002.

[29] M. H. N. Hilal, S. M. Shata, A. A. Abdel-Dayem, M. M. Hilal, “Application of magnetic technologies in desert agriculture. III. Effect of magnetized water on yield and uptake of certain elements by citrus in relation to nutrients mobilization in soil” Egypt J Soil Sci 42: 43–55, 2002.