مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش

برخلاف اغلب ضدعفونی کننده‌ها، تشعشع اشعه ماورای بنفش ، میکروارگانیسمها را به وسیله اثر متقابل شیمیایی غیر فعال نمی‌کند بلکه آنها را به وسیله جذب نور توسط خودشان غیر فعال می نماید که باعث واکنش فتوشیمیایی می‌شود.

نگاه کلی

انسان از قرنها پیش اعتقاد داشت که نور خورشید می‌تواند از اشاعه عفونتها جلوگیری کند در سال ۱۸۷۷ دو محقق انگلیسی به نامهای دانز و بلونت دریافتند که تکثیر میکروارگانیسمها زمانی که تحت تابش نورآفتاب قرار می‌گیرد متوقف می‌گردد. تحقیقات بعدی نشان داد که عامل این پدیده طیف غیر قابل رؤیت اشعه خورشید با طول موج ۲۵۴ نانومتر است. در پی این کشف ، امکان طراحی و ساخت دستگاههای مولد اشعه باکتری کش میسر گردید. امروزه این نوع اشعه که باعث جلوگیری از فعالیت باکتریها می‌گردد به عنوان اشعه ماورای بنفش"UV" شناخته شده است. تحقیقات جدید در مورد تاثیر این پرتو بر روی میکروارگانیسمها منتج به ساخت سیستمهای جدید ضدعفونی برای مایعات ، هوا و همچنین سطح اجسام گردید. بدین ترتیب ، ضدعفونی بدون استفاده از مواد شیمیایی و یه به کارگیری حرارتهای بالات میسر شد و ضدعفونی در مواردی که قبلا مشکل و یا غیر ممکن بود نیز امکان پذیر گردید. امروزه ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش ، نه فقط به عنوان یک روش با ارزش و موثر شناخته شده، بلکه در خیلی از موارد به عنوان مکمل سایر روشهای ضدعفونی بکار گرفته می‌شود.

 

مکانیسم ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش

برخلاف اغلب ضدعفونی کننده‌ها، تشعشع اشعه ماورای بنفش ، میکروارگانیسمها را به وسیله اثر متقابل شیمیایی غیر فعال نمی‌کند بلکه آنها را به وسیله جذب نور توسط خودشان غیر فعال می نماید که باعث واکنش فتوشیمیایی می‌شود. اشعه مذکور ، مواد مولکولی ضروری برای عامل سلولی را تغییر می دهد. چون اشعه uv در دیواره سلول میکروارگانیسمها نفوذ می‌کند، اسیدهای نوکلئیک و دیگر مواد سلولی حیاتی به وسیله آن اثر، تحت تاثیر قرار می‌گیرند. در نتیجه ، سلولهایی که در معرض این اشعه قرار گرفته اند ضدمه دیده و یا نابود می‌شوند. مدارک کافی وجود دارد که اگر انرژی uv به مقدار کافی به ارگانیسمها تابیده شود، اشعه uv می تواند آب را به اندازه‌ای که نیاز است ضدعفونی کند. برای از بین بردن میکروارگانیسمهای کوچک مانند باکتریها و ویروسها مقداری اشعه uv لازم است اما برای از بین بردن و غیر فعال کردن پروتوزآ مانند ژیاردیا و کریپتواسپوریدیوم انرژی uv مورد نیاز ، چندین برابر انرژی لازم برای غیر فعال کردن باکتریها و ویروسها خواهد بود. در نتیجه اشعه uv برای ضدعفونی کردن و یا برای آبهای زیرزمینی که در آنها ژیاردیا و کریپتواسپوریدیوم وجود ندارد موثر است.

محدوده طول موج اشعه uv برای ضدعفونی

انرژی موجی اشعه uv در محدوده طول موج اشعه الکترومغناطیسیnm) ۱۰۰-۴۰۰) بین اشعه ایکس و طیف نور مرئی است. منطقه بهینه برای میکروب‌کشی توسط اشعه uv در محدوده nm) ۲۴۵-۲۸۵) است. ضدعفونی توسط اشعه uv، هم به وسیله لامپهای با فشار کم که حداکثر انرژی خروجی آنها در طول موج ۷. ۲۵۳ است و هم با لامپهای فشار متوسط که انرژی آنها در طول موجnm) ۱۸۰-۳۷۰) است و یا لامپهایی که انرژی آنها در دیگر طول موج ها با شدتهای زیاد نوسانی منتشر می‌شود، انجام می‌گیرد.

موارد بکارگیری روش ضدعفونی با اشعه uv

سه مورد اصلی استفاده از روش ضدعفونی با اشعه uv وجود دارد:

ـ ضدعفونی مایعات

ـ ضدعفونی فضاها

ـ ضدعفونی سطوح اجسام

▪ ضدعفونی مایعات

روش ضدعفونی با اشعه uv می‌تواند برای آب آشامیدنی ، آبهای فرایندی و فاضلاب یعنی تمامی مواردی که آب بدون آلودگی یا با آلودگی تقلیل یافته مورد نظر است، استفاده شود. امروزه کلرزنی بیش از هر روش دیگری برای ضدعفونی کردن آب ، مورد استفاده قرار می‌گیرد ولی متاسفانه کلر "هالوفرم" هایی نظیر کلروفرم ایجاد می‌کند که احتمال تاثیر سرطان زایی آنها شناخته شده است. این امر باعث گردید که محققان به طور جدی در صدد جایگزینی و یا محدودکردن به کارگیری این ماده شیمیایی برآیند. تنها روش شناخته شده امروزی که هیچ تغییری در خواص شیمیایی و فیزیکی آب ایجاد نکرده و ماده ای به آب اضافه نمی‌نماید، ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش است.

ـ موارد کاربرد اشعه uv برای ضدعفونی مایعات :

۱) صنایع غذایی

۲) آبهای فرایندی و آب آشامیدنی

۳) پرورش ماهی ، میگو ، دام و طیور

۴) فاضلابهای شهری و صنعتی

۵) صنایع آرایشی و بهداشتی ، شیمیایی ، دارویی و الکترونیک (آب فوق العاده تمیز)

۶) استخرهای شنا ، آب‌نماها و جکوزیها

۷) سیستمهای آب خنک کننده مدار بسته و سیستمهای تهویه مطبوع

ضدعفونی فضاها و سطوح

ضدعفونی فضا و سطوح بعد از ضدعفونی آب یکی از مهمترین و موفق‌ترین موارد استفاده از اشعه ماورای بنفش به شمار می‌آید. در حالی که ضدعفونی هوا با وسایل متداول ضدعفونی به سختی ممکن بوده و یا عملی نباشند، اشعه ماورای بنفش به عنوان وسیله‌ای موثر برای از بین بردن میکروارگانیسمهای معلق در هوا به کار می‌رود. در این روش کل هوای موجود در فضا به کمک جریان طبیعی از مجاورت لامپها عبور نموده و تراکم میکروبی موجود در فضا به میزان بسیار زیادی تقلیل می‌یابد. بدین ترتیب از انتقال بیماریها و عفونتهایی که از راه تنفسی سرایت می‌کنند جلوگیری می‌گردد.

ـ موارد کاربرد اشعه uv برای ضدعفونی فضاها :

۱) بیمارستانها (اتاق عمل ، اتاق انتظار ، بخشها و لباسشوییها)

۲) داروسازی ، آزمایشگاهها و آشپزخانه ها

۳) صنایع غذایی ، کشتارگاهها ، صنایع لبنی ، پرورش دام و طیور ، تولید خشکبار

۴) تهویه مطبوع

ـ موارد کاربرد اشعه uv برای ضدعفونی سطوح اجسام

۱) ضدعفونی مواد بسته در صنایع غذایی مانند فویل ، قوطی و بطری

۲) جلوگیری از آلودگی مواد در فرآیند تولید و بسته بندی

۳) مخازن ، ظروف و بطری و همچنین دستگاههای پرکن

عوامل موثر بر بازده ضدعفونی توسط اشعه uv

برخلاف بسیاری از ضدعفونی کننده ها، اشعه uv یک فرایند فیزیکی است که به زمان تماس جهت غیر فعال سازی مواد بیماری زا ، بستگی دارد. برای رسیدن به غیرفعال‌سازی ، اشعه uv باید توسط میکروارگانیسم جذب شود بنابراین هر عاملی که از رسیدن اشعه uv به میکروارگانیسمهای جلوگیری کند باعث کاهش تاثیر ضدعفونی کردن می‌شود. گزارش داده‌اند که pH روی خاصیت ضدعفونی توسط اشعه uv موثر نیست، عواملی که روی بازده ضدعفونی توسط اشعه uv موثرند عبارتند از:

فیلمهای شیمیایی و مواد آلی و غیر آلی حل شده: رسوب جامدات روی سطح لامپ uv می‌تواند شدت اشعه uv را کاهش داده، در نتیجه باعث کاهش بازده ضدعفونی گردد. به علاوه فیلمهای تشکیل شده، ناشی از تاثیر مواد آلی ، منیزیم ، کلسیم و رسوبات آهن هستند که گزارش شده است. آب که غلظت آهن ، سختی ، سولفید هیدروژن و مواد آلی در آن زیاد باشد بسیار مستعد تشکیل رسوب است، که به تدریج شدت کارایی اشعه uv را کاهش می‌دهد. تنوع مواد شیمیایی می‌تواند عبوردهی اشعه uv را کاهش دهد، که آنها شامل اسیدهای هیومیک ، مواد فنولیک و سولفونات لیگنین ، کروم ، کبالت ، مس و نیکل هستند. همچنین عوامل رنگی مانند چای و مواد استخراج شده برگ گیاهان باعث کاهش شدت uv می‌شود.

اجتماع میکروارگانیسمها و کدورت: سطح ذرات ، محل پرورش و نگهداری باکتریها و دیگر باکتریهای بیماریزا است. لذا وجود ذرات روی بازده ضدعفونی به دلیل اینکه باکتریها را از پرتو اشعه uv محافظت و نیز نور اشعه uv را متفرق می‌کند موثر است به هر حال کدورت زیاد باعث تاثیر ، روی ضدعفونی می‌شود. همانند ذرات که باعث کدورت می‌شوند، اجتماع میکروارگانیسمها نیز می تواند روی بازده ضدعفونی موثر باشد و آن به این دلیل است که باعث می‌شود با کتریهای بیماریزا در آنها جایگزین شده، عملا در پناه قرار گیرند.

مزایای کاربرد اشعه uv

رفع موثر آلودگی میکروبی بدون آلودگی شیمیایی

ضدعفونی فوری بدون نیاز به مخزن تماس

ضدعفونی موثر میکروارگانیسمهای مقاوم در برابر کلر و اوزون

عدم ایجاد ترکیبات جانبی مضر و بیماری‌زای شیمیایی

عدم ایجاد طعم و بوی شیمیایی

عدم تغییر در کیفیت فیزیکی و شیمیایی

عدم ایجاد عوارض فوری و حساسیت

عدم تخریب محیط زیست

تاثیر زیست محیطی استفاده از اشعه ماورای بنفش

به سبب آنکه اشعه ماورای بنفش یک عامل شیمیایی نیست ، هیچ باقی مانده سمی تولید نمی‌کند اما ممکن است ترکیبات شیمیایی مخصوصی به وسیله اشعه ماورای بنفش دچار تغییر گردند. عموما تصور می‌شود که این ترکیبات به شکل بی‌ضررتری تجزیه می‌شوند، اما هنوز به پژوهشهای بیشتری در این زمینه نیاز است. در حال حاضر باید باور داشت که ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش هیچ گونه تاثیر زیست محیطی مطلوب یا نامطلوب ندارد.

اثرات توام ( ترکیبی) تغییر در دی اکسید کربن – دما-اشعه ماورای بنفش و اوزون بر روی رشد محصول

شناخت ما و روابط میان رشد محصول و محیط جوی در سالهای گذشته پیشرفت قابل توجهی کرده است. پیشرفت در فناوری ما را توانا می سازد که در مورد فتوسنتز و بررسی فرایند هایی از قبیل تعرق و تبادل دی اکسید کربن در مزرعه بر روی محصول بپردازیم. شناخت مکانیزم های عوامل کنترل کننده فتوسنتز و تنفس به میزان فراوانی توسعه یافت .اما ما هنوز نداریم شناخت مکانیزمی مشخصی در مورد راه های عمل تنش های غیر زنده در این فرایند ها . شناخت راجع به عواملی که کنترل کننده نمو محصول و تقسیم موا د فتو سنتزی میان اندام ها است هنوز به عنوان مرحله توصیفی است و ایجاد یک محدودیت عمده (مهم) بر روی توانایی ما و توسعه مکانیزمی کامل مدل های ریاضی و رشد محصول راموجب میشود . با این حال علوم(شناخت) محصول رسیده است به یک مرحله ای که اطمینان نیمه تجربی مدل های برخی از محصولات جهان ایجاد و با به کار بردن بررسی پتانسیل برای رشد محصول و عمل کرد در محیط های گوناگون . برای دلایل بحث های بالا این مدل ها هستند مخصوص درکاربرد آنها به موقعیت هایی که که روابط تجربی در آنها هستند به خوبی تعریف شده است اما آنها اغلب هستند سودمند در طراحی آزمایشات مخصوص به بررسی محیط های جدید برای نمونه : به کار بردن آنها برای توضیح اقلیمی .آن باید باشد تاکید شده که اگر چه که ما داریم یک شناخت و توسعه فراوان رشد وپتانسیل عملکرد محصولات عمده محصولات کشاورزی این دانش نیاز دارد که باشد توسعه داده شده نسبت به سایر محصولات به خصوص آنهایی که مهم برای کشورها هستند . به هر حال هدف ما بی وقفه توسعه شناخت و چگونگی عملکرد محصول است . تاثیرات به وسیله محیط جوی تغییر میکند و همیشه به شکل یک دلیل برای فعالیت های انسانی وچالش های امروز است و به پیش بینی چگونگی محصولات و به تغییر انداختن محیط های فردا پاسخ خواهد داد . دانشمندان محصولاتی را به کار می برند که در مورد کنترل کردن محیط ها وتسهیل اصولی مزرعه به بررسی پاسخ های محصول به عواملی از قبیل : اشعه (رادیواکتیو) – دما- رطوبت- وآب قابل دسترس بپردازد و در مورد ارزیابی کیفیت هوا به بررسی پاسخ های محصول و ناخالصی های هوا از قبیل :2SO-NOxو اوزون و کاربرد موفقیت آمیز در مورد بررسی پاسخ به افزایش دی اکسید کربن می پردازد . اگر جه این پیشنهاد جز منفردی است ولی یک راه موثر فراتر از کشف کردن اینکه چگونه یک عامل جوی بر محصول اثر می گذارد است . در تغییر جو در آینده خواهیم داشت تغییر در راههای متعدد به صورت همزمان را. برخی از تغییرات نسبت به دیگرتغییرات احتمال وقوعشان بیشتر است . بدون تردید تمرکز دی اکسید کربن در سطح زمین رو به افزایش است در سطح زمین در حدود 8/1 مول/ مول در هر سال با افزایش روبه رو خواهد بود واین افزایش باعث بالا رفتن اثر گلخانه ای می شود و دانشمندان عقیده دارند که این اثر باعث گرم شدن جهان وتغییرات اجزا آب و هوایی مثل : پراکنش بارندگی وتغییرات اقلیمی میگردد. به هر حال برای یکنواختی نمی توانیم مدل های مصنوعی کامپیوتری را استوار بدانیم زیرا در آینده عواملی از قبیل : ارتباط جوی اقیانوس ها و پس خورهای مشترک با تغییرات در فضای اتمسفرو یا مقدار ابر و پراکنش در جهان به وقوع خواهند پیوست.در حال حاضر عقیده دانشمندان این است که زمانی که مقدار دی اکسید کربن در جهان 2 برابر شود مقدار دمای هوا در حدود 350 مول/ مول از دمای جهانی میشود و در حدود 2.5 برابر درجه حرارت بالا رفته و هوا گرم میشود اما در این ارتباط نمودارهای جهانی با در نظر گرفتن مقدار بارندگی و پراکنش غیر استوار خواهند بود. درمقایسه با نمودارهای کامپیوتری – نشانه های واضحی که از طریق ماهواره ها و از سطح نمایش گرها از اوزون ولایه استراتوسفرگرفته شده است وجود خالی شدن احتمالی اوزون و احتمالا به دلیل پخش کلرین وبرومینی که از مواد به داخل جو اتمسفر دنیا وارد میشود و اوزون مانند پوششی در سطح اتمسفر دنیا است و این لایه در هر دهه در حدود سه درصد در حال نازک شدن است واین روند افزایشی نیز است . شیمیدانها بر این عقیده دارند که تا زمانی که مرحله تولید این مواد شیمیایی ادامه دارد به طور یکنواخت لایه استراتوسفرنازک خواهد شد. نتیجه این نازک شدن استراتوسفر این است که مقداراشعه ماورای بنفشی که به سمت زمین می آید زیاد خواهد شد . تصاویری که به وسیله یک نمایشگر گرفته شده است نشان از افزایش ابر و غبار وخاک و... درسطح زمین می دهد که نشان دهنده افزایش معنی دار اشعه ماورای بنفش می دهد. نمایشگرها نمایانگر این موضوعند که در طول سال اشعه ماورای بنفش حالتش تغییر چندانی نداشته است و در قطب جنوب نازک شدن لایه اوزون مشابه اما کمتر به شدت مشاهده شده است که می تواند رخ دهد چند بخشی ودر عرضهاو حرارت های مختلف. کیفیت هوا در تروپوسفرنیز همچنین متغیر است به خصوص در نواحی که دارای جمعیت بالایی است . پخش گازها ی خارج شده وهیدروکربن هایی که از موتور وسایل نقلیه خارج می شود باعث فراهم شدن مقدمات برای تولیدات فتوشیمیای تروپوسفریک اوزون می گردد . وجود نشانه هایی که از نمایشگرها گرفته شده است نمایانگر افزایش در حدود 10 درصد در هر دهه در اروپا می باشدکه فراتر از 20سال گذشته بوده است که در دوره های زمانی در اروپا حدود 2برابر افزایش داشته است اگر چه وجود دارد یک نا برابری رکوردها در دوره های طولانی وآن اوزون تروپوسفری مجتمع در ایالت متحده و جنوب آسیا است و همچنین افزایش – شاید بیشتر دارای اهمیتی نسبت به 0.1 از حالت دورنمایی تمرکز اوزون است رخ دهد به صورت منظم بر روی یک درجه از یک ناحیه و تجمع بالای اوزون تروپوسفری (نمونه – مخصوص-5 به 10 زمانهای دور نما ) همکاری با سیستم راکد ( غیر متحرک و هوا در تابستان –این تمرکزات ثابت میباشد) به کاهش رشد و عملکرد محصولات زیاد کشاورزی بینجامد .

دی اکسید کربن : بررسی های گوناگون اخیر نگاهی به پاسخ محصولات به دی اکسید کربن دارد و در اینجا مزیتهایی در مورد تکرار جزعیات وجود دارد . در مورد سطح برگ – دوعامل شناخته شده درمورد افزایش دی اکسید کربن وجود دارد که : افزایش در مقدار خالص فتوسنتزی –pn- و کاهش در هدایت روزنه ای . افزایش در مقدار دی اکسید کربن بیشتر در گونه های 3 کربنه ( 50% به 100% وقتی تجمع دی اکسید کربن 2 برابر میشود ) نسبت به گونه های 4 کربنی (10%). اما یک کاهش حقیقی در هدایت ( 30% به 40% ) در هر دو گونه دیده شده هست . برخی غذا سازی های فتوسنتزی نشانه ای بر افزایش دی اکسید کربن است . این افزایش به اندازه فتوسنتز خالص نیست . بررسی ایستادگی در مورد صورت سطح برگ در مورد برخی گونه ها در دوره های طولانی و علامتی در غذا سازی نبود و واضح اینکه افزایش دی اکسید کربن به طور غیر مستقیم بر رشد گیاه موثر است بوسیله تغییر در مقادیر اولیه برگ – توسعه یا عمر طولانی واثر بزرگ بر روی تولید محصول از قبیل اثرات توانا در اینجا است . بیشتر شناخت ما بدست آمده از اثرات دی اکسید کربن بر روی برگ های مجزای گیاهان مورد بررسی . بررسی های ایجاد شده دارای تغییرات زیادی با افزایش میزان دی اکسید کربن بر روی فتوسنتز دارد .

تعریق : اکثر گزارشات دراتاق های در بسته یا باز انجام شده – اگر چه یک گزارش اندک نیزدرمورد مزرعه اکنون فراهم شده است . خلاصه ای ازفراهم آوری اطلاعات مطابق با زمان و نتیجه : 1: فتوسنتز کانوپی افزایش یافت درافزایش دی اکسید کربن زمانی که یک سینک مبدا فراهم برای کربن وجود داشت . 2: اثر نسبی دی اکسید کربن بزرگتر به صورت حرارت بالاتر مشاهده میشود . 3: بالا رفتن دی اکسید کربن باعث تغییرات زیادی در فاکتورها از قبیل : پوشش گیاهی و... می شود . مواد فتوسنتزی متوسط که مورد تبادل گاز قرار گرفته بودند بوسیله کانوپی واکوسیستم ها تقسیم شدند . به عنوان یک نتیجه : افزایش فتوسنتز خالص باعث تولید ماده خشک و عملکرد مناسب می گردد . افزایش حقیقی به وسیله بالا رفتن دی اکسید کربن انجام می گیرد . بررسی مقالات ونتیجه گیری که صورت گرفت نشان می دهد که آب کافی – مواد غذایی و کنترل آفات عملکرد رشد محصولات 3 کربنه و 4 کربنه در رشد آنها در حدود 700 مول/ مول دی اکسید کربن باید باشد . اگر بررسی خود را در محدوده 30 % به 40 % و 9% به ترتیب بزرگ به کوچک ( 350 مول / مول دی اکسید کربن ) در عملکرد سایر فاکتور های اقلیمی در نظر بگیریم غیر متغییر خواهد بود .

بررسی ها و عملکرد هایی که در مورد مقاومت بادام زمینی ( 3 کربنه ) و سورگوم ( 4 کربنه ) در سیستم گلخانه ای وکنترل کامپیوتری طراحی شده انجام شد. کنترل حرارت- رطوبت و رطوبت خاک در محیط مصنوعی وشرایط رشد حارهای مورد بررسی قرار گرفت . اگر چه شاخص برداشت ( بذر یا عملکرد غلاف در هر گیاه ) در سایر گزارشات برای محصولات 3 کربنه و 4 کربنه که تحت استرس نبودند تغییر نیافته بود به وسیله دی اکسید کربن افزایش عملکرد در محصول دیده شد .

دی اکسید کربن و حرارت : بحث آغازین در مورد همبستکی با افزایش غلظت دی اکسید کربن جوی و حرارت در محیط جوی آینده است . لانگ بررسی کرد مکانیسم هایی را – مانند: گرما و دی اکسید کربن که موثراند بر فتوسنتز در گونه های 3 کربنه ومدل هایی را که در مورد تبادل کربن بر پوشش گیاهی برگ که در محیط با تغییرات متنوع توسعه یافته بودند . او نشان داد ( نمودار 1-8) اثر متقابل غلظت دی اکسید کربن وگرما وعواملی که در حد مطلوب گرما و نور بوسیله دی اکسید کربن جذب شده و افزایش آن به سمت افزایش دی اکسید کربن است . بدون این اثر متقابل افزایش در حرارت جهانی تا 2.5 درجه افزایش خواهد یافت . در نتیجه حرارت درنواحی گرمسیری بیشتر مطلوب است برای اشباع نور فتوسنتز . به هرحال اگر افزایش حرارت در این مقیاس انجام گرفت . افزایش غلظت دی اکسید کربن به بالای 500 مول / مول با یک گرمای مطلوب افزایش می یابد و ممانعت اتفاق نخواهد افتاد . لانگ ادامه داد به بررسی ساده یک پوشش گیاهی جزب دی اکسید کربن AC در پاسخ به گرما انجام محاسبه حقیقی سطح برگ کانوپی که سایه اندازی می تواند باشد و به صورت عدم فتوسنتز و به مقدار اشباع دیده می شود . نمودار 802 حساسیت روزانه جذب کربن کانوپی بوسیله گرما را نشان می دهد . کاربرد یک مدل ساده روزمره تفاوت اشعه ( رادیواکتیو ) و دامنه های مختلف گرما . لانگ مشاهده کرد هدف نمودار 2-8 است که که کربن خالص روزانه فتوسنتز افزایش یافته – تعداد زیادی واکنش بیشتر به افزایش دی اکسید کربن به مقدار دامنه پایین نسبت به دامنه بالا . این محاسبات هستند در سازگاری کامل با گزارشات حاصل از بررسی های طولانی به وسیله اوچل و استراین و دراک و لیدلی وکیمبال .

جدول 1-8 : شاخص های برداشت ( بذر یا عملکرد غلاف در هر گیاه / مجموع مواد خشک در هر گیاه ) و بذر ویاعملکرد های غلاف برای ایستادن بادام زمینی و سورگوم ورشد در محیط کنترل شده – گل خانه ای به مقدار350مول / مول یا 700مول / مول ( از کلیفورد و ازمعلی- کام

ایدسو رشد داد محصولات را در اتاق های مزرعه ای در فونیکس – آریزونا – به مقدار 300 و 600 مول / مول دی اکسید کربن . نمودار 3-8 نشان می دهد نسبت فتوسنتز خالص به صورت دی اکسید کربن و غلظت های تعیین شده در برابر حرارت برگ که شامل مقدار محاسبه شده ازروابط تئوریکی لانگ بود که نشان داد سازگاری خوب را در سطوح برگ . برای رشد محصولات در یک شماره دراتاقک های باز فونیکس – آریزونا نمودار 4-8 ( از کیمبال ) . بیان خلاصه افزایش روابط در رشد ( تولید هفتگی ماده خشک در مقایسه 650 مول / مول دی اکسید کربن با 350 مول / مول ) که با حالت حرارت هوا به صورت گرمای کم بیان می شود- بالا رفتن دی اکسید کربن واقعا کاهش می دهد رشد را . ( یک پدیده پیش بینی شده توسط مدل لانگ ) .

اثرات متقابل بین حرارت و دی اکسید کربن برای اثر گرما بر روی نمو گیاه به محاسبه احتیاج دارد . اسکویر و آنسورث ( خلاصه درگودریان و آنسورث 1990 ) بیان کردند که تعیین محصولات با عناصر مجزا در دماهای بالا با نمو سریع رو به رو است وهمچنین مرحله پرشدن بذر کوتاه است . محدودیت سودمندی های بالا رفتن دی اکسید کربن در یک مدل گندم پاییزه که بود متعادل برای عکس العمل به دی اکسید کربن در نمودار 5-8 بیان شد . ( اگر چه در یک روش با آگاهی کم از لانگ – 1991 ) زمانی که دی اکسید کربن 2 برابر می شود . اطلاعات آب و هوایی از یک سال مخصوص ( نمونه ) بود . پتانسیل عملکرد بود 27%بزرگتر در کنترل بارندگی به مقدار 340 مول / مول دی اکسید کربن (5/11 و 0/9 تن در هکتار – به ترتیب ) اطلاعات وبررسی کاملا ثابت بود . زمانی که گرمای روزانه به مقدار 3 درجه و میزان دی اکسید کربن به مقدار 2 برابرافزایش یافت .

بیشترسرعت توسعه محصول و کوتاه شدن فصل رشد و پتانسیل عملکرد دانه ( 4/10تن در هکتار ) فقط 15% بیشتر بود در 30 روز اولین که بلوغ اتفاق افتاده بود . مدل گندم به کار رفته در این محتواهای بدل – بودند عناصری که حساس به گرمایند. اخیرا کوکوباس (1993 ) جزئیات بررسی حساسیت مدل ها به تغییرات گرما به صورت مراحل مختلف رشد را کامل کرد و به خصوص عملکرد بر روی گیاه در مرحله ای از سبز شدن در گندم با فواصل پشته ای 2 برابر را بررسی کرد .اما پیشنهاد کرد که تغییرات در مقادیر گرما %20 نداشت هیچ اثری بر روی تنوع عملکرد گیاه . این می تواند سودمند باشد . ملحق شدن بررسی های لانگ در مدل گندم با دقت بیشتر و سالم مصنوعی واثرات متقابل گرماو دی اکسید کربن بر روی آسیمیداسیون کربن و رشد محصول . محصولات نامحدود – ازقبیل علفها وچغندر قند – رشد و تولید و عمل کردشان ادامه دارد به همان اندازه طول حرارت در یک استوانه حداقل – که فراهم می کند فاکتورهایی از قبیل خشکی و مواد غذایی را که رشد را محدود نمی کند . در نتیجه : افزایش همزمان در گرما و غلظت دی اکسید کربن افزایش می دهد پتانسیل عملکرد محصول را در محیط های گرم و جایی که دما کم است به صورت آغاز و پایان تولید را محدود می کند .

محصولات درخت چند ساله – که عملکرد میوه- مغزها و چوب – مشکلات پیچیده ایجاد و گرم شدن اقلیم می تواند مختل کند ترتیب را . برای مثال : به وسیله فراهم آوری شکافی – سرمای زمستان همزمان با بهار ( شکستن جوانه ) می تواند رخ دهد و یا به وسیله پیشرفت رشد اوول و هدایت میوه نحیف در بهار(1989 کانلیتال ) . کانل و اسمیت بیان کردند (1986 ) که گرم شدن اقلیم می تواند ترقی دهد و یا به تاخیر اندازد شکفتن جوانه را در ارتباط با شیب های وسیع که نیازمند سرما بودند . برخوردطولانی تاثیر دی اکسید کربن بر روی رشد درخت دارد اثر متقابل با عکس العمل های گرما و آن به صورت غیرمطمئن در محیط مورد بررسی .

( ارزیابی اثرات دی اکسید کربن وگرمای متقابل – برای اینکه وابستگی عملکرد بر روی یک مرحله از توالی رشدفراتر است درپایان 2 سال )

نمودار:محاسبات کاربردی مدل ارکویت(پورتر:1984)به بیان متوسط عکس العملهای گاز کربنیک به پتانسیل تولید در گندم زمستانه می پردازد"طبق اطلاعات آب وهوایی ازروتامستدانگلیس.خطوط مجموع تولید ماده خشک را نشان میدهندوعملکرد دانه را به میزان 340 مول/مول گاز کربنیک پیش بینی کردند.

اثر تنش اشعه ماوراء بنفش بر برخی پارامترهای فيزيولوژيکی گياه فلفل (Capsicum annuum L. )

چکيده

اشعه ماوراء بنفش اثرات مورفولوژيک و فيزيولوژيک مهمی بر گياهان وحشی و زراعی دارد. لايه اوزون موجود در استراتوسفر بالای سطح زمين از رسيدن آن به سطح زمين جلوگيری می کند. امروزه مصرف بی رويه ترکيبات هالوژن دار باعث کاهش لايه اوزون شده که منجر به افزايش تابش اين اشعه به سطح زمين گرديده است و موجودات زنده به خصوص گياهان را تحت تاثير قرار داده است. در اين تحقيق اثرات باندهای مختلف اشعه ماوراء بنفش بر روی برخی از پارامترهای فيزيولوژيکی و القاء تنش در گياه فلفل مورد مطالعه قرار گرفت. روش کار به اين طريق بود که بذرهای تهيه شده در ورميکوليت رشد داده شدندو سپس در اتاق رشد تحت شرايط دمايیCO 23/27 روز و شب و پريود نورانی h8/h16 شب/روز قرار داده شدند. بعد از گذشت 4 هفته از رشد طبيعی گياهان، تحت تيمارهای UV-A ( nm 400-320 )، (nm 320-280 ) UV-B، (nm 280-254 ) UV-C قرار گرفتند. بعد از گذشت مدت زمان ، گياهان تيمار شده با گياهان شاهد مقايسه شدند. آناليز داده ها از طريق نرم افزار کامپيوتری SPSS و مقايسه ميانگين ها با آزمون چند دامنه ای دانکن انجام شد.

محتوی قند محلول کاهش معنی داری را در برگها و ريشه های گياهان تحت تيمار با گياهان شاهد نشان داد. محتوای پروتئين نيز در ريشه و برگهای گياهان تحت استرس کاهش نشان داد.

مقدار آنتی اکسيدان آسکوربيک اسيد در ريشه و برگهای گياه فلفل نيز اندازه گيری شد. در اين آزمايش مشاهده شد که تحت اشعه UV مقدار آسکوربيک اسيد در گياه افزايش می يابد، و اين افزايش نشانگر نقش فعال اين آنتی اکسيدان در کم کردن تنش اکسيداتيو ناشی از اشعه UV است. با بررسی مطالب فوق نتيجه گيری می شود که اشعه UV-A نقش زيانباری بر رشد گياه ندارد و بيشتر آسيب اشعه UV مربوط به باندهای UV-B و UV-C می باشد.

مقدمه

تخريب لايه اوزون استراتوسفر باعث افزايش تابش اشعه ماورای بنفش در لايه تروپوسفر می شود (5). گياهان نيز مانند ساير موجودات زنده تحت تاثير اين اشعه قرار می گيرند، و هر گونه گياهی پاسخی متفاوت به اين اشعه می دهد. اثرات مضر اين اشعه بر گياهان شامل کاهش فرايند فتوسنتز، تجزيه پروتئينها و اسيدهای نوکلئيک تنش اکسيداتيو و کاهش مقدار رنگيزه های فتوسنتزی می باشد (2). مصرف بی رويه ترکيبات هالوژن دار و در نتيجه کاهش ضخامت لايه اوزون باعث افزايش تابش طيف UV-B ماورای بنفش در سطح زمين می شود که بالطبع با تاثير گذاری بر موجودات مخصوصا فتوسنتز کننده ها می تواند نظم اکوسيستمها را مختل نمايد. در اين تحقيق اثرات تابش UV-A ، UV-B و UV-C بر مقدار قندهای محلول، پروتئين و آسکوربيک اسيد مورد مطالعه قرار گرفت.

مواد و روشها

کشت گياه: بذرها با هيپو کلريت سديم 1/0 درصد ضدعفونی شد و پس از شستشو با آب مقطر به مدت 20 دقيقه در آب مقطر قرار گرفت. بذور در گلدانها به قطر 15 سانتيمتر در بستری از ورميکوليت کاشته شد. گلدتنها در اتاق های رشد با دوره نوری 16 ساعت نور و دمای 27 درجه سانتيگراد و 8 ساعت تاريکی و دمای 25 درجه سانتيگراد قرار گرفت و 3 بار در هفته از محلول غذايی استفاده شد. گياهان به مدت 15 روز و هر روز به مدت 25 دقيقه تحت تيمار با UV-A ، UV-B و UV-C قرار گرفتند.

سنجش مقدار قندهای احياء کننده )(Somogyi-Nelson 195212

05/0 گرم از بافت تر برگ و ريشه توزين شد و هر نمونه جداگانه با 10 ميلی ليتر آب مقطر در هاون چينی سائيده شد. شپش محتوای هاون به بشر کوچکی منتقل گرديد و روی اجاق برقی قرار داده شد تا حرارت ببيند. به محض اينکه به نقطه جوش رسيد، حرارت قطع شد و محتوای بشر به کمک کاغذ صافی واتمن شماره 1 صاف گرديد و عصاره گياهی به دست آمد. مقدار 2 ميلی ليتر از عصاره های تهيه شده به لوله آزمايش منتقل شد و پس از افزودن 2 ميلی ليتر محلول سولفات مس به آنها ، سر لوله ها با پنبه مسدود گرديد. هر يک از لوله ها به مدت 8 دقيقه در حمام آبگرم با حرارت 100 درجه سانتيگراد حرارت ديدند. پس از آنکه لوله ها سرد شدند، 2 ميلی ليتر محلول فسفو موليبديک اسيد به آنها افزوده شد و پس از چند لحظه رنگ آبی پديدار گرديد. لوله های آزمايش به شدت تکان داده شدند تا اين رنگ به طور يکنواخت درون لوله آزمايش منتشر گردد. شدت جذب محلولها در طول موج 600 نانومتر توسط دستگاه اسپکتروفتومتر تعيين شد و با استفاده از منحنی استاندارد ، غلظت قندهای احياء کننده محاسبه گرديد.

سنجش مقدار کل پروتئين ها 1951 Lowry) 9(

ميزان پروتئينها در برگها و ريشه ها با استاده از روش لوری (1951) اندازه گيری شد. مقدار 1/0 گرم از بافت تر ريشه و برگ توزين شد و هر نمونه به طور جداگانه با 4 ميلی ليتر بافر فسفات نمکی (7=PH) در هاون چينی که درون ظرف يخ قرار داده شده بود سائيده و توسط کاغذ صافی واتمن شماره 1 صاف گرديد. عصاره گياهی تهيه شده به مدت 30 دقيقه در g 5000 سانتريفيوژ شد و 1 ميلی ليتر از محلول شفاف رويی برداشته شد. سپس 4 ميلی ليتر از معرف C به لوله آزمايش حاوی عصاره اضافه گرديد و به مدت 15 دقيقه در درجه حرارت آزمايشگاه نگهداری شد. پس از آن 5/1 ميلی ليتر محلول رقيق شده فولين فنل (معرف D )اضافه شد و محلول حاصل به شدت به هم زده شد. لوله ها به مدت 45 دقيقه در تاريکی در درجه حرارت آزمايشگاه نگهداری شدند. با استفاده از اسپکتروفتومتر شدت جذب در طول موج 660 نانومتر تعيين شد.

سنجش مقدار آسکوربيک اسيد 1999 Mc de Pinto et al) 10(

برای اندازه گيری آسکوربيک اسيد 5/0 گرم بافت برگ و ريشه وزن شد و در 10 ميلی ليتر متافسفريک اسيد 5 درصد سائيده شد و به مدت 15 دقيقه در g 10000 سانتريفيوژ گرديد. 3/0 ميلی ليتر از عصاره سانتريفيوژ شده در لوله آزمايش ريخته شد و محلولهای زير به آن اضافه شد:

در ابتدا 750 ميکروليتر بافر فسفات پتاسيم به آن افزوده شد. سپس 300 ميکروليتر آب مقطر افزوده گرديد. مخلوط حاصل با ورتکس مخلوط شد و به مدت 10 دقيقه در درجه حرارت اتاق قرار داده شد . 600 ميکروليتر TCA ، ارتو فسفريک اسيد و آلفا-آلفا دی پيريديل افزوده گرديد. 10 ميکروليتر Fecl3 اضافه شد و به مدت 20 دقيقه در حمام آبگرم با دمای 40 درجه سانتيگراد قرار گرفت. لوله از حمام آبگرم خارج شد و با ورتکس مخلوط شد و به مدت 20 دقيقه ديگر در حمام آبگرم با دمای 40 درجه سانتيگراد قرار گرفت. شدت جذب در طول موج 525 نانومتر خوانده شد.

عمليات آماری : آناليز آماری در اين پژوهش بر اساس طرح کاملا تصادفی انجام و برای هر تيمار 4 تکرار در نظر گرفته شد. مقايسه ميانگينها با استفاده از نرم افزار SPSS و آزمون دانکن با ضريب اطمينان 95 درصد انجام گرديد.

نتايج و بحث:

در گياهان تحت تاثير اشعه قند در برگ و ريشه کاهش يافت (شکل1). کاهش ميزان فتوسنتز می تواند علت کاهش قند باشد زيرا اشعه UV با تاثير بر PSII، غشاء تيلاکوئيدی، آنزيم روبيسکو و برخی از آنزيمهای چرخه کلوين سنتز قند را کاهش می دهد (4، 8، 11 ). علاوه بر اين گزارش شده که تنش اکسيداتيو القاء شده توسط اشعه UV منجر به تخريب ماکرومولکولهای حياتی مثل پروتئينها ، اسيدهای نوکلئيک و کربوهيدراتها می گردد (3).

Takauchi و همکاران مدارکی مبنی بر کاهش قندهای محلول و اسيدهای آلی در گياه تحت تيمار با UV-B ارائه داده اند (7). مقدار پروتئينهای برگ و ريشه گياه فلفل تحت تيمار با باندهای مختلف UV کاهش نشان داد. در تيمار با UV-A کاهش جزئی ولی در تيمار با UV-B و UV-C کاهش معنی دار بود (شکل 2 ). در گياهانی مثل کدو، سويا و نخود گزارش شده که کاهش محتوای پروتئينی برگ به دليل افزايش راديکالهای اکسيژن فعال تحت تاثير اشعه UV است (6،1).

نتايج نشان می دهد که هم در برگ و هم در ريشه گياه ، آسکوربيک اسيد تحت تيمار UV-B و UV-C به طور معنی داری افزايش می يابد (شکل3). افزايش ASA، نشان دهنده نقش آنتی اکسيدانی اين مواد در برابر تنش اکسيداتيو ناشی از تيمار با اشعه UV است.