روش­های کنترلی مشکل درختان سالم را بطور کامل حل نمی­کنند و در حقیقت بخشی از مدیریت بیماری هستند که به منظور کاهش عامل بیماری تا به­ صورت بی خطر بودن اعمال می­شوند اصولی که برای مدیریت بیماری به کار می­روند می­توانند به دو صورت اجرا شوند، یا مدیریت یک بیماری روی یک گونه­ درختی صورت می­گیرد یا اینکه برای سلامتی کامل گونه­ مورد نظر برنامه­ ریزی می­ شود. با وجود این، روش مرسوم این است که برای بیماری خاصی مدیریت صورت می­گیرد و نکته­ی قابل توجه این است که توجه به سلامتی همه جانبه یک درخت مفیدتر است.

طبیعت پیچیده­ بیماری­های درختی در اکوسیستم­های شهری ایجاب می­نماید روش­های اصولی و مبتنی بر مبانی علمی برای کنترل این گونه بیماری­ها مورد استفاده قرار بگیرد. شناخت عوامل بیماری­زا و درک قدرت تطابق این عوامل با محیط زندگی­شان، واکنش­های مختلف عامل بیماری­زا در مقابل محیط­های خاص شهری، کنش­های متقابل میزبان و عامل بیماری­زا و چگونگی انتقال صفت مقاومت در برابری یک بیماری خاص در یک نسل مسائل بسیار متنوع و پیچیده­ای هستند که در کنترل بیماری­ها در اکوسیستم­های شهری مورد نظر قرار بگیرند.
روش متداول در مدیریت بیماری در فضای سبز شهری شامل ایمن­سازی و پیشگیری می­باشد و این روش براساس این واقعیت است که نجات اندام­های آسیب دیده درخت در اثر بیماری امکان­پذیز نیست و بنابراین روش­های جلوگیری مهم­تر هستند. این روش­ها شامل ایجاد مقاومت در درخت و حفاظت از آن بوسیله­ی پیشگیری است. مدیریت عامل بیماری شامل جلوگیری، اجتناب، نابود سازی و حمایت از میزبان است اولین اصل مدیریت بیماری جلوگیری از حمله­ی عامل بیماری است که شامل اعمالی است که مستقیما مانع ورود مایه­ی تلقیح در یک منطقه­ عاری از عامل بیماری را می­گردد و شامل روش­های تنظیمی مانند دفع حشراتی که عوامل بیماری زا ویژه­ای را انتقال می­ دهند، است. اجتناب از عامل بیماری ­زا ممکن است از طریق انتخاب پروونانس مناسب بذر، انتخاب گونه­ های مقاوم انجام شود. اصل بعدی در مدیریت بیماری، انهدام است که به منظور انهدام یا کاهش مایه­ی تلقیح عامل بیماری­زا که قبلا در خاک، بذر یا میزبان­های تناوبی موجود بوده، صورت می­گیرد. روش­های که به منظور انهدام عامل بیماری­زا اعمال می­شوند شامل کنترل بیولوژیکی مایه­ی تلقیح، ضدعفونی خاک، غرقابی، حرارت درمانی و درمان شیمیایی درختان بیمار می­باشند. اصل دیگری که در مدیریت عامل بیماری­زا به کار می­رود بر اساس روش­های حفاظتی است. مهم­ترین بخش حفاظت، استفاده از مواد شیمیایی برای گسترش پوششی از مواد شیمیای روی درخت است که از فعالیت عامل بیماری­زا روی سطح میزبان یا درون آن جلوگیری می­ کند. در حال حاضر استفاده از قارچ­کش­ها به صورت محلول روی درخت متداول­ترین روش برای کنترل بیماری است (الهی­نیا، ۱۳۸۲).
مدیریت میزبان، شامل اقداماتی است که مستقیما قدرت درخت را تقویت می­ کند و موجب ایجاد مقاومت از طریق تغذیه و روش­های اصلاح ژن­های مقاومت می­گردد. هم­چنین از روش­هایی که درخت را در برابر حشرات حفظ می­ کنند. راه­های شیمیایی است که در برابر عوامل بیماری­زا اعمال می­گردند (آهو­منش، ۱۳۷۹).
درمان درخت بصورت جداگانه ممکن است از طریق استفاده آنتی­بیوتیک­­ها و قارچ­کش­های سیستمیک استفاده از حرارت درمانی یا به وسیله­ جراحی بخش­های آلوده درخت و نابودسازی آنها و پوشاندن سطح بریده شده با مواد ضدعفونی­کننده مثل چسب پیوند صورت بگیرد. مقاومت یا تحمل درخت نسبت به بیماری می ­تواند از طریق استفاده از ریزی­مغذی­ها افزایش یابد.
محیط­های فیزیکی- شیمیایی نظیر خاک، هوا، رطوبت نسبی و پوشش درختی، نور و pH خاک و حرارتی که درخت تحت آن به­خوبی رشد می­ کند و مراحل مختلف زندگی عامل بیماری نظیر بقای آن، آلودگی و گسترش بیماری را تحت تاثیر قرار می­ دهند. حتی می­توانند درخت را برای حمله­ی عامل بیماری­زا. مستعد کنند بنابراین ممکن است به­منظور کمک به مدیریت بیماری شرایط محیطی نیز به تغییر داشته باشد. روش­های که برای مدیریت محیط اعمال می­شوند شامل مدیریت خاک و آب هستند که عمدتا از طریق عملیات اربری کالچر صورت می­گیرد. روش­های مدیریت بیماری شامل دو جنبه می­باشد کاهش مایه­ی آلودگی و انهدام عامل بیماری به منظور حفظ درخت است. اقدامات اربری کالچر نه تنها شامل مدیریت عامل بیماری­زا هستند بلکه شامل مدیریت میزبان و مدیریت محیط نیز می­باشد.
۴-۱ مدیریت عوامل بیماری­زا
شامل روش­های کنترلی است که برپایه­ی اصل حمله­ی مستقیم به عامل بیماری استوار است.
۴-۱-۱ جلوگیری از ورود ماده­ آلوده کننده
این اصل بر جلوگیری از ورود یا استقرار عامل بیماری زا استوار است.
۴-۱-۲ اجتناب از عامل بیماری
با انتخاب مناسب گون یا تعویض خاک می­توان از وقوع بسیاری از بیماری­های جلوگیری نمود. هدف از این روش­ها این است که از تماس میزبان با عامل بیماری جلوگیری گردد و اطمینان حاصل شود که مراحل حساس گیاه و شرایط محیطی مناسب برای عامل بیماری همزمان نباشند این روش­ها شامل:

• • تغییر عملیات پرورشی: فاصله­ی کاشت، زمان و میزان آبیاری، کمیت و کیفیت کودهای مورد استفاده از جمله عملیات پرورشی هستند که وقوع و شدت بیماری­ها را تحت تاثیر قرار می­ دهند

• • انتخاب گونه­­ی مناسب: انتخاب گونه­ های درختی متناسب با شرایط محیطی اکوسیستم­های خاص شهری می ­تواند از وقوع بیماری­های متداول جلوگیری کند.

۴-۱-۳ نابودسازی عامل بیماری زا
ممکن است علی­رغم تلاش­ های انجام شده به منظور پیش­گیری از شیوع بیماری، بیماری انتشار پیدا کند. در چنین شرایطی ضروری است عامل بیماری­زا از بین برود. اقدامات وابسته به مدیریت بیماری­های گیاهی در این دسته از مدیریت قرار می­گیرند. حذف عامل بیماری­زا از طریق روش­های بیولوژیکی، از بین بردن گیاه بیمار و تیمار فیزیکی یا شیمیایی صورت می­گیرد:

• • مبارزه­ی بیولوژیک، که هدف از آن از بین بردن یا بازداشتن عوامل بیماری­زا به وسیله­ فعالیت سایر میکروارگانیسم­ها می­باشد. که شامل اقداماتی است که میزان فعالیت آنتاگونیستی میکروارگانیسم­ها را علیه عامل بیماری­ در خاک یا در محل آلودگی افزایش می­دهد که خاصیت آنتاگونیستی این میکروارگانیسم­ها ممکن است به صورت اثرات زیست­کشی داشته باشد.

• • نابود کردن و از بین بردن اندام­های گیاهی بیمار، رعایت بهداشت و نابود کردن منابع عامل بیماری، به حذف عامل بیماری کمک می­ کند. ­

۴-۲ مدیریت میزبان
مدیریت میزبان و جمعیت شامل فعالیت­هایی است که به منظور حفظ میزبان در برابر حمله­ی عوامل بیماری­زا، افزایش منبع غذایی مناسب، تهویه و نور و افزایش توانایی میزبان به مقابله در برابر عامل بیماری­زا با بهره گرفتن از مواد شیمیایی یا به کمک تکنیک­های اصلاح ژنتیک صورت می­گیرد برخی از این روش­ها ممکن است با مدیریت محیط نیز در ارتباط باشند که منجر به کاهش احتمال تماس بین ریشه­ها یا برگ­های بیمار یا سالم می­ شود و بطور همزمان میزان تهویه و دسترسی به نور را بهبود می­بخشد. مدیریت میزبان شامل تغذیه­ی گیاه، ایجاد مقاومت و حفاظت از گونه­ میزبان بیماری با مواد شیمیایی است و درنهایت بخشی از مدیریت عامل بیماری زا در بسیاری از موارد مدیریت محیط را نیز شامل می­ شود.
درخت میزبان بیماری به عنوان جزی از سیستم بیماری است علاوه بر مدیریت شرایط محیطی از طریق عملیات پرورشی و مدیریت عامل بیماری از طریق روش­هایی که مستقیما علیه عامل بیماری اعمال می­گردد مدیریت میزبان از اهمیت بالای برخوردار است. برخی از عملیات پرورشی علیه بیماری ­ها به منظور مدیریت میزبان اعمال می­گردند. از جمله این اقدامات حفاظت القایی ناشی از تلقیح جدایه­های غیربیماری­زای عامل بیماری یا جدایه­های با قدرت بیماری­زایی کم علیه جدایه­های شدیدا بیماری­زا است. مقاومت غیر دائمی ناشی از استفاده­ی موادغذایی یا قارچکش­های سیستمیک و آنتی­بیوتیک­ها از روش­های مدیریت مستقیم میزبان است. علاوه براین، نابودسازی و هرس بخشی از مدیریت میزبان به شمار می ­آید. نقش گونه­ درختی میزبان در جلوگیری از وقوع بیماری به ویژگی­های ژنتیکی آن بستگی دارد. در این روش میزبان توانایی خود را در نپذیرفتن عامل بیماری­زا افزایش می­دهد.
استفاده از گونه­ های مقاوم به عنوان یکی از موثرترین روش­های مدیریت بیماری در اکوسیستم­های شهری است که تحت عنوان کنترل بیولوژیکی شناخته می­ شود. در این روش گونه­ درختی میزبان به عنوان ارگانیزمی که جلوی عوامل بیماری­زا را می­گیرد وارد عمل می­ شود. استفاده از گونه­ های مقاوم منجر به صرفه­جویی در زمان، انرژی و هزینه­ های مصرفی می­گردد. تنوع گونه ­ای واکنش­های مختلف در گونه­ های درختی نسبت به یک یا چند عامل بیماری­زا که سبب مقاومت طبیعی گونه­ ها نسبت به یک بیماری خاصی می­ شود، متفاوت است. از این رو استفاده از گونه­ های مختلف درختی و ایجاد تنوع در اکوسیستم­های شهری با کاهش میزبانان احتمالی باعث جلوگیری از طغیان و کاهش خسارات بیماری می­گردد.
۴-۳ کاربرد مواد شیمیای در مدیریت بیماری­
استفاده از مواد شیمیایی یک روش آشکار و موثر در مدیریت بیماری­های درختی محسوب می­ شود هر چند به کارگیری این مواد در مناطق شهری نگرانی­­های زیست­محیطی و اجتماعی زیادی را به همراه داشته است. مواد شیمیایی در کنترل بیماری­ها باعث جلوگیری از جوانه­زدن، رشد و تکثیر عامل بیماری و یا مستقیما جهت از بین بردن عامل بیماری به وسیله­ مواد سمی صورت می­گیرد مواد شیمیای بر اساس تاثیر روی نوع عامل بیماری به قارچکش، باکتری­کش، نماتدکش یا ویروس­کش طبقه بندی می­شوند. تمام سموم شیمیایی باعث از بین رفتن عامل بیماری نمی­شوند بلکه ممکن است باعث توقف رشد و توسعه عامل بیماری شوند. هدف از کاربرد مواد شیمیایی در کنترل بیماری­های درختی عبارت است از:

• • ایجاد یک لایه­ی سمی بین سطح بافت میزبان و عامل بیماری.

• • از بین بردن عامل بیماری و استقرار آن در سطح یا درون بافت میزبان.

مبارزه شیمیایی علیه بیماری­­های درختی شامل حفاظت قسمت­ های هوایی درخت، استفاده از قارچکش­های تدخینی یا غیرتدخینی خاک و نابودکننده­های موضعی به منظور ضدعفونی است. عملکرد سموم شیمیای شامل:

• • کاهش تراکم ماده­ آلوده کننده یا از بین بردن ماده­ آلوده کننده در محل رشد عامل بیماری و کاهش تکثیر و بقای آن.

• • غیرفعال کردن یا تخریب عامل بیماری در زمانی که بر روی سطح و ضدعفونی شده درخت قرار می­گیرند.

• • درمان درخت بیمار، گروهی از مواد شیمیایی باعث حفاظت قسمت­ های درونی میزبان شده و نوعی مقاومت ایجاد می­ کنند.

۴-۳-۱ سموم شیمیایی حفاظتی
مواد شیمیایی موثری که قبل از آلودگی به کار می­روند به عنوان سموم حفاظتی شناخته می­شوند. قارچکش­هایی که برای ضدعفونی علیه بوته میری و لکه برگی و سوختگی­ها بکار می­روند، در این گروه قرار دارند. گاهی مواد شیمیایی معالجه کننده هم به عنوان سموم حفاظتی به کار می­روند. سموم شیمیایی حفاظتی ممکن است قارچکش­های حفاظتی تماسی یا قارچکش­های حفاظتی نشت­کننده باشند. سموم تماسی عوامل بیماری­زا را قبل از استقرار روی سطح میزبان یا زمانی که تازه با سطح میزبان برخورد کرده است از بین می­برد. سموم نشتی به عنوان یک لایه­ی ثابت روی میزبان قرار می­گیرند و فعالیت عامل بیماری را زمانی که روی میزبان قرار می­گیرد متوقف می­ کنند.
۴-۳-۲ سموم شیمیایی نابودکننده
سموم شیمیایی عامل بیماری­زای فعال یا غیرفعال را در میزبان از بین می­برند چنین مواد شیمیایی می­توانند در سطح یا درون میزبان موثر باشند و بعضی اوقات به عنوان سم حفاظتی عمل می­ کنند.
۴-۳-۳ سموم شیمیایی معالجه کننده
این گونه سموم شیمیایی می­توانند عوامل بیماری­زا را بعد از ایجاد آلودگی بصورت اختصاصی از بین ببرند. در واقع این سموم قابلیت درمان درختان بیمار را دارند اغلب سموم معالجه کننده به طور سیستمیک عمل می­ کنند. یعنی بوسیله­ی اندام­های میزبان جذب می­شوند و بر روی عوامل بیماری زایی که در عمق بافت­ها قرار دارند اثر می­گذارند.بنابراین یک سم معالجه کننده همان­طور که حفاظتی است نابود کننده نیز است و هنگامی که بیش از آلودگی به کاربرد شود تولید مقاومت القایی موقت می­ کند.
۴-۴ مبارزه بیولوژیک در مدیریت بیماری
مبارزه­ی بیولوژیک عبارت است از روشی که باعث کاهش بقا و یا فعالیت عوامل بیماری­زا به وسیله­ هر موجود زنده می­گردد و نهایتا منجر به کاهش وقوع بیماری ناشی از عوامل بیماری­زا می­ شود. کاهش تراکم ماده­ آلودکننده یا فعالیت­های بیماری­زایی عامل بیماری یا انگل فعال و غیرفعال، به وسیله­ یک یا چند موجود زنده که بطور طبیعی یا با تغییر محیط، میزبان یا آنتاگونیست­ها یا با وارد کردن یک یا چند آنتاگونیست صورت می­گیرد. با توجه به اینکه مبارزه­ی بیولوژیک خطر کمتری برای محیط و استفاده کنندگان دارند در کنترل بیماری­ها در اکوسیستم­های شهری نقش بسیار مهمی دارند و توسعه روز افزونی داشته اند.
پیشنهادات :

• بررسی مقاومت گونه های مختلف در برابر شرایط پر استرس اکوسیستم های شهری

برای بررسی میزان ظرفیت جذب آب تکه هایی از فیلم (۲×۲ cm) بریده و در دسیکاتور که زیر آن کلرید کلسیم (برای صفر شدن رطوبت) قرار داشت به مدت ۲ روز قرار داشت. نمونه ها با ترازویی با دقت ۰۰۰۱/۰ توزین گردید، درون دسیکاتوری که زیر آن آب قرار دارد، قرار داده می­ شود. و بعد از ۲۴ ساعت نمونه­ها توزین شدند، و از طریق فرمول زیر میزان جذب آب بدست آمد:

وزن خشک فیلم/وزن آب جذب شده =WAC
۳-۴-۶- نفوذ پذیری به اکسیژن
اندازه ­گیری نفوذپذیری فیلم­ها به وسیله MoconOxtran 2/21 انجام شد و با بهره گرفتن از نرم­افزار نفوذپذیری WinPermTM و با کمک روش استاندارد ASTM-D3985-05 نفوذ پذیری به اکسیژن به دست آمد. فیلم­ها در پوشش ­های فویل آلومینیوم با یک فضای باز cm²5 قرار داده شدند و روی یک سل دیفوزیون قرار داده شدند. آزمون در دمای ۲۵، فشار اتمسفری و رطوبت نسبی %۵۰ (RH)، %۲۱ گاز اکسیژن به عنوان تست گاز انجام شد. اکسیژن منتقل شده از میان فیلم­ها با بهره گرفتن از حمل کننده گاز (N₂/H₂)­­ به سنسورهای کالمتریک عبور داده می­ شود. حمل کننده خارجی هر ۱ ساعت ۱ بار برای رسیدن به حالت پایدار انتقال اکسیژن به صورت همگرا اندازه گیری شد.
ضریب نفوذپذیری cc-μm/(m² day atm) بر اساس نرخ انتقال اکسیژن در حالت ثابت با در نظر گرفتن ضخامت فیلم محاسبه شد ]۱۵[.
۳-۴-۷- خاصیت ضد میکروبی
کارآیی ضد میکروبی فیلم آماده با بهره گرفتن از ارزیابی روش لرزش فلاسک توسط Appendini and Hotchkiss (2002) مورد بررسی قرار گرفت. برای روش لرزش فلاسک هشت نمونه ( cm 5 /1 2) از فیلم­های نانو کامپوزیت در ml 100 از محیط کشت استریل نوترینت براث برای باکتری ۱۵۰ دور در دقیقه غوطه ور شد و سپس در انکوباتور دمای ۳۷ درجه سانتی ­گراد قرار داده شدند. مدارک و شواهد حاکی از رشد میکروبی بود. مدارک و شواهد از رشد میکروبی با خواندن تغییرات جذب در ۶۰۰ نانومتر با بهره گرفتن از دستگاه اسپکتروفتومتر در فواصل منظم (۲ ساعت) به دست آمد ( هان و همکاران، ۲۰۰۷). جذب داده ­ها با بهره گرفتن از معادله گامپرتز که تغییر افت­هاست توسط ۱۹۹۰ Zwietering et al ارائه شده، مدل شد.
برای تخمین پارامتر­های سنتیک رشد میکروبی
X = غلظت سلولی میکروارگانیسم در محیط کشت
۰X= مقدار اولیه جذب t= زمان = فاز تاخیر
A= حداکثر غلظت باکتریایی بدست آمده در فاز ثابت و مقدار اولیه آن است
µ_max= حداکثر سرعت رشد ویژه (h-1).
۳-۵- تجزیه و تحلیل آماری
از آزمون های آنووا دو طرفه و توکی (یا دانکن) برای ویژگی های فیزیکی و مکانیکی، و پارامترهای مختلف در میان انواع مختلف فیلم در سطح معنی دار %۵ به کار برده شد. تجزیه و تحلیل با بهره گرفتن از گراف پد پریزم ۶، انجام شد. برای انجام مدل سازی از تکنیک کمینه کردن مجموع مربعات اختلاف داده های تئوری و عملی به کمک افزونه Solver در نرم افزار اکسل ۲۰۱۰ استفاده شد.
فصل چهارم
نتایج و بحث
۴-۱- ارزیابی کیفی فیلم زیست­تخریب­پذیر خوراکی
۴-۱- ۱- بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص ظاهری فیلم­های نشاسته تاپیوکا
فیلم­های تهیه شده ، فیلم­های کاملاً یکنواخت بودند که نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم به طور یکدست در آن پخش شده بودند. سطح روی فیلم ها براق بودند، فیلم­ها به راحتی و بدون هیچ ابزاری از سطح پلیت کاستینگ جدا شدند. ضخامت در نقاط مختلف تقریبا یکسان بوده و با افزایش درصد نانو ذرات تأثیری روی ضخامت فیلم ها مشاهده نشد در حالی که بر روی رنگ فیلم ها تأثیر واضحی داشت به طوری که فیلم شاهد بی رنگ و تقریبا شفاف بوده و با افزایش غلظت نانو ذرات تا ۵% غلطت فیلم کاملاً شیری رنگ بود.

شکل ۴- ۱: رنگ فیلم­های نشاسته تاپیوکا با غلظت های متفاوت ( %۰ و ۵%) نانو دی اکسید تیتانیوم.
۴-۱-۲- بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر ضخامت فیلم­های نشاسته تاپیوکا
برای اندازه ­گیری ضخامت فیلم­ها از ریزسنج دستی استفاده شد که ضخامت کلی فیلم­های نانو کامپوزیتی بدست آمده، بدون تغییر با اضافه کردن نانو ذرات باقیماند. مقادیر میانگین ضخامت کلی فیلم­ها ۱۲/۰-۱۳/۰ میلی متر می­باشد و در (جدول۴-۱) نشان داده شده است.
جدول ۴- ۱: میانگین ضخامت فیلم­های شاهد نشاسته تاپیوکا و نمونه­های حاوی نانو دی اکسید تیتانیوم.

داده ها بیانگر میانگین ± انحراف معیار می باشد. مشابه بودن حروف لاتین بیانگر عدم وجود اختلاف معنی دار بین میانگین ها در سطح احتمال ۵% می باشد.
۴-۲- بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص مکانیکی فیلم­های نشاسته تاپیوکا
نتایج خواص مکانیکی بدست آمده از دستگاه آنالیز بافت در شکل­های (۴-۲ ،۴-۳ و ۴-۴ )، نشان داده شده است. نتایج نشان داد هنگامی که غلظت نانو دی اکسید تیتانیوم در فیلم از صفر تا ۵% افزایش می یابد، مقاومت به کشش مربوط به این فیلم ها از ۸۶/۱۶ تا ۷۹/۲۴ مگاپاسکال به صورت معنی داری افزایش یافت (۰۵/۰>p) که با توجه به نتایج حاصل از تحقیقات جییوآگو ^[۲۸]و همکاران در سال ۲۰۰۹، نتایج مشابهی به دست آمد این محققین نشان دادند هر چه میزان نانو ذرات ترکیبی ZnO _ CMC از صفر تا ۵ درصد وزنی افزایش پیدا کند قدرت کششی(TS) هم افزایش می­یابد، افزایش در مقاومت کششی یک معیار اساسی و واجب برای کاربرد های بسته بندی غذاست چون مقاومت کششی بالا به فیلم های بسته بندی اجازه می دهد که در برابر فشار­های نرمالی که در طی جابجایی غذا، بارگیری و حمل و نقل مواجه می­شوند مقاومت کنند ]۴۵ و ۸۲ [.
میزان درصد کشیدگی با افزایش غلظت نانو دی اکسید تیتانیوم از حدود ۷۰/۲۳ تا ۶۳/۱۵ درصد، کاهش معنی داری (۰۵/۰>p) می­یابد. محققین دیگری نانو ذرات اکسید روی را در سه شکل (P-N-W) به پلیمر پلی پروپیلن (PP) اضافه کردند. که نتایج نشان داد ساختار شش ضلعی یا چند وجهیrod اجازه می دهد، استرس به طور موثرتری نسبت به دیگر نانو ذراتZnO به ماتریکس پلیمری منتقل شود که سبب افزایش قدرت و سفتی کامپوزیت می شود. پر کننده نانو اکسید روی کمترین میزان کشیدگی (E%) را دارد که بدین علت است که بطور متوسط سایز کریستال کوچکتر است و تمایل دارد به آگلومیریزه شدن (بهم پیوستن) در هنگام مخلوط شدن با پلی پروپیلن، در نتیجه ماتریکس حاصل خواص کششی پایئن تری دارد ]۶۰[. در تحقیقی دیگر که اثر افزودن نانو ذرات اکسید روی بر سطح فیلم های پلی ونیل کلراید بررسی کردند، به این نتیجه رسیدند که پوشش ذرات اکسید روی بر روی سطح فیلم های PVCاثر ناچیزی بر روی درصد کشیدگی(E%) دارد که علت آن این بود که در این تحقیق نانو ذرات اکسید روی بر شکاف های زنجیرهPVC پر نشده بلکه روی سطح فیلم پوشیده شدند. بنابراین تعامل بین نانو ذرات و زنجیره هایPVC ممکن است ایجاد نشود. این مطلب گویای این است که چگونگی قرار گرفتن ذرات نانو در زنجیره های پلیمر بر اثر بخشی آن ها بر خواص مکانیکی بسیار حائز اهمیت است ]۵۷[.
مدول یانگ (نسبت تنش به کرنش در ناحیه خطی) نیز با افزایش غلظت نانو دی اکسید تیتانیوم از ۷۶/۰ تا ۱۶/۱ مگاپاسکال، افزایش معنی داری (۰۵/۰>p) داشت. این نتایج با نتایج بدست آمده از تحقیقات جییوآگو ^[۲۹]و همکاران در سال ۲۰۰۹ مطابقت داشت ]۴۵[.
شکل ۴- ۲: نمودار مقاومت به کشش فیلم­های نشاسته تاپیوکا با غلظت­های مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم.

عدالت رویه ای واکنش های شناختی را نسبت به سازمان پیش بینی کرده است ه بر واکنش های نگرشی نسبت به مدیران و تصمیماتشان موثر است برای مثال فرض شده است اعتماد به سرپرست بیشتر با عدالت تعاملی تا عدالت رویه ای مرتبط است.

اهمیت و تاثیرات رعایت عدالت در سازمان ها
افراد با عضویت در سازمان ها، برون دادهایی را از نظر زمان، تلاش و … به سازمان ارائه نموده و سازمان نیز در قبال آن برون دادها یا مزایایی گوناگون در دو گروه اقتصادی و احساسی اجتماعی به افراد ارائه می نماید. (رضاییان، ۴۱، ۱۳۸۴) .
چگونگی توزیع این مزایا، از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است، تحقیقات صورت گرفته بر روی مبحث عدالت نشان دهنده این موضوع است، افراد روشهایی که این مزایا توزیع گردیده، ماهیت مزایای توزیع شده و همچنین چگونگی رفتارهایی که با آن ها صورت می گیرد را مورد ارزیابی قرار داده و ادراکاتی از عادلانه یا ناعادلانه بودن آن ها به دست می آورند، که این خود زمینه ای می شود برای پیش بینی عادلانه یا ناعادلانه بودن برخورد سازمان با افراد در آینده. (رضاییان، ۴۲، ۱۳۸۴) .
به اعتقاد گرین برگ درک عدالت در سازمان یک اصل و الزام اساسی برای اثر بخشی و کارکرد موثر سازمان ها رضایت شغلی افراد سازمانی است. بدون ایجاد زمینه هایی برای درک این عامل مهم در سازمان ها، انگیزش و هدایت افراد سازمانی امری مشکل برای مدیران است. (لمبرت^[۷۲]، ۲۰۰۳، ۷۹).
تحقیقات بیانگر این موضوع است، هنگامی که افراد درک نا عدالتی در توزیع برون دادهای سازمان داشته باشند، واکنشی منفی نسبت به آن پیامدها از خود نشان داده درک بی عدالتی از رفتار مدیران و سرپرستان باعث می شود تا افراد به طور منفی نسبت به مسئولان و سرپرستان که موجب درک
نا عدالتی در فرد گردیده اند واکنش نشان داده و تعهد کمتری نسبت به آنان از خود ارائه نمایند. (چاراش و اسپکتور، ۲۰۰۱، ۲۷۹).
این موارد می تواند به منزله یکی از فاکتورهای اساسی در بروز رفتارهای پرخاشگرانه در افراد به صورت احساسی (تعهد کمتر) و هم به صورت رفتاری (افزایش ترک خدمت و رفتارهای تبعی) از خود واکنش نشان می دهند.(آمبروس، ۲۰۰۲، ۸۰۷).
درک عدالت در سازمان ها موجب دستیابی به سطح بالایی از اعتماد سازمانی می گردد، هنگامی که ارزیابی های سازمانی به شیوه ای منصفانه صورت گیرد میزان اعتماد افراد در سازمان افزایش می یابد، به طور کلی قضاوت های حاکی از وجود انصاف، به عنوان جایگزین اعتماد در روابط میان فردی به کار می رود. (رضاییان، ۴۲، ۱۳۸۲) .
عدالت از جمله لزوم حیاتی هر نوع مشارکت اجتماعی است، استمرار حضور داوطلبانه افراد در
گروه ها به نحوه ادراک آنان از نحوه و میزان رعایت انصاف و عدالت بستگی دارد، هرچه اعضای یک گروه با یک سیستم ادراکی قضاوتی عادلانه از رفتار آن سیستم داشته باشد تعهد بیشتری برای مشارکت و حفظ توسعه آن دارند. (پورعزت، ۵، ۱۳۸۲) .
رفتارهای عادلانه با افراد تعهد آنان را افزایش داده و تلاش های داوطلبانه آنان برای نیل به اهداف اجتماعی دو چندان می کند به طور کلی عدالت موجب انسجام افراد و بی عدالتی عاملی است جهت جدایی و تفرقه میان افراد. (فولگر و کروپانزانو^[۷۳]، ۱۹۹۸، ۲۹)., در پایان و با توجه به موارد ذکر شده
می توان چنین گفت: بی عدالتی موجب خدشه بر کرامت انسانی و خروج سرمایه های اجتماعی و کاهش عزم ملی برای فعالیت و تهدید سلامت جامعه می شود. (پورعزت، ۱۳۸۲، ۵) .
جایگاه عدالت در اسلام
عدل صفتی است که هم نزد خالق محبوب است و هم نزد مخلوق و خدا خود را با این صفت ستوده است. (نهج البلاغه، حکمت ۴۳۷)
در نگاهی به همه ی ادیان، اعم از آسمانی و غیر آسمانی، ما شاهد هستیم که همگی به عنصر مهم عدالت توجه کرده اند از آن یا به عنوان اصلی ترین هدف و یا یکی از اهداف مهم نام برده اند.
در دین اسلام هم این بحث از نظر دور نمانده و تعداد ۲۹ آیه از آیات قران یا به طور مستقیم و یا به طور غیر مستقیم به این بحث اشاره دارند و این امر نشان دهنده ی اهمیت ان در دین اسلام میباشد.
البته عدالت امری است که اگر دین اسلام هم به ان اشاره نمی نمود، حقیقت بودن آن صدمه ای
نمی دید. (مطهری، بیست گفتار، ص ۴۰)
عدل در اسلام ریشه در قرآن دارد و قرآن است که بذر عدل را در دل جامعه اسلامی پراکنده است و این مسئله به حدی برای دین حق دارای اهمیت است که گاهی خدا از مقام فاعلیت و تدبیر الهی به مقام اقامه ی عدل یاد می کند.بر همین مبنا، در نگاه قرآن، عدالت ذاتاً و فی نفسه دارای ارزش است و به عبارت دیگر ارزش ذاتی دارد و سلامتی و امنیت همه امور به آن وابسته است و به همین جهت است که خداوند به تمامی انسانها به ویژه اهل ایمان موکداً دستور می دهد که برپا دارنده عدالت و قسط باشند.^[۷۴]
به دلیل اعتقاد به اصل عدل و تبعیت احکام از مصالح و مفاسد نفس الامری و اصل حسن و قبح عقلی و حجیت عقل، عدل زیربنای فقه شیعی به شمار می رود و در بسیاری از احکام، عدالت شرط انجام دهنده ی آن عمل می باشد همانند نماز جماعت و جمعه و قضاوت و …
در اسلام ما قادریم که اگر در احکام دینی حکم مسئله ای بیان نشده باشد بر مبنای اصل عدل، آن را استنباط کنیم و حتی آن را به اسلام نسبت دهیم «زیرا که شرع اسلام طبق اصلی که خود، ان را تعلیم داده، هرگز از محور عدالت و حقوق فطری و طبیعی و عقلی خارج نمی شود» (مطهری، عدل الهی، ص ۴۸) .
از آنجا که عدالت از یک طرف امری حقیقی و عقلی است و از طرف دیگر امری است فطری، باید در دین اسلام دارای جایگاهی باشد بس رفیع. از سه مقدمه زیر می توان این نتیجه را گرفت که هدف دین اسلام چیزی غیر از عدالت نمی تواند باشد و همه دستورات دین اسلام فقط برای ایجاد عدالت است عدالت در همه ی انواع روابط انسان برای استدلال این مطلب باید بیان کرد که:
در کلام حضرت (لقد ارسلنا رسلنا بالبینات و انزلنا معهم الکتاب و المیزان لیقوم الناس بالقسط»^[۷۵] از این آیه فهمیده می شود که پیامبران الهی برای اصلاح رابطه انسان ها با یکدیگر آمده اند و این اصلاح یکی از اهداف اساسی آن ها می باشد در این هدف رابطه انسان با انسان های دیگر اصلاح می شود.
پیامبر اسلام می فرماید: «انی بعثت لاتمم مکارم الاخلاق» بر همین اساس می توان بیان کرد که یکی از اهداف ارسال حضرت رسول، اصلاح رابطه انسان با خود می باشد و حضرت رسول آمده است تا اینکه رفتار انسان با خود را به مرحله ی عدالت داخل نماید.
خداوند در سوره ی ذاریات، آیه ی ۵۶ می فرماید: «ما خلقت الجن و الانس الا لیعبدون» این آیه بیان می کند که هدف خلقت انسان فقط به دلیل عبادت الهی می باشد هدف خلقت نمی تواند جیزی غیر از هدف ارسال پیامبران باشد، و از طرف دیگر یکی از انواع عبادت الهی هم شریک قائل نشدن برای ذات احدیت است شرک، خود هم نوعی ظلم محسوب می شود «ان الشرک لظلم عظیم»^[۷۶]
پس باز هم خدا بیان می دارد که هدف خلقت، برقراری عدالت در رابطه انسان با خدا است زیرا که عدل در اعتقاد هم ملاک و معیار است (مطهری، عدل الهی، ص ۳۷) و اصلا عدالت در عمل ریشه در عدالت در نظر دارد اگر انسان به اصلاح رابطه خود با خدا بپردازد و این رابطه را در کمال عدالت انجام دهد، همانا از عبادت خدا پیروز و سربلند شده است.
عموما انسان در حیات و وجود خود غیر از این سه رابطه را نمی تواند با جهان اطراف خود برقرار نماید که طبق دستورات اسلام همه ی این روابط هم باید بر اساس عدل باشند.
هدف اسلام پرداختن به یک قسم از عدالت نمی باشد و از نظر اسلام کمال انسانی و سعادت آدمی و وظیفه انسان، برقراری و روابط کاملا اصولی . مبتنی بر عدالت می باشد هم در روابط انسان با خود هم با غیر خود. پس می توان ادعا کرد که هدف اصلی اسلام و غایتی که اسلام به دنبال آن می باشد، همان برقراری سراسری عدل است. (دانش پژوهان، ۱۳۸۵)
در پایان به حدیثی از رسول گرامی اسلام اشاره می نماییم که در نگاه آن حضرت عدل میزان و معیار خداوند در زمین بوده و تمسک به آن عامل نجات آدمیان خواهد بود. «العدل میزان الله فی الارض…» و هر انسانی موظف است در هر وضعیتی عدالت را پیشه کند زیرا عدالت از منجیان و عوامل رهایی بخش و سعادت انسان و جامعه است و اما المنجیات فالعدل فی الرضا…»
بخش دوم: مبانی نظری حمایت سازمانی ادراک شده
تعریف حمایت سازمانی ادراک شده
حمایت سازمانی ادراک شده، اعتقاد و ادراکی است که یک فرد دارد، مبنی بر این که رفاه و آسایش او و میزان مشارکت او در موفقیت سازمان، برای سازمان حائز اهمیت می باشد(بل و منگوک^[۷۷]، ۲۰۰۲: ۱۳۷). باید گفت که سطح بالای این پدیده (درک حمایت سازمانی) باعث ایجاد تعهد در کارکنان به منظور جبران این امتیازات و منافع خواهد شد که ممکن است در قالب رفتارهای مشارکتی و رفتارهای شهروندی سازمانی بروز پیدا کند(آئویاگی، کاگس، مک گوییر^[۷۸]، ۲۰۰۸: ۳۱). صاحب نظران رفتار سازمانی علت تأثیر درک حمایت های سازمانی بر رفتارهای شهروندی سازمانی را در قالب نظریه‏ی تبادل اجتماعی مطرح کرده اند. به اعتقاد صاحب نظران، رفتار شهروندی سازمان مظهری است از تئوری تبادل اجتماعی که برای اولین بار توسط بلاو^[۷۹] در سال ۱۹۶۴ ارائه و سپس توسط کونووسکی و پاگ^[۸۰] در سال ۱۹۹۴ تکمیل گردید (دکاپ، سیرکاوآندرسون^[۸۱]، ۲۰۰۳: ۱۰۹). این تئوری بیان می دارد، افراد هنگامی که از فعالیتها و اقدامات هر موجودیتی سود و منفعتی کسب می کنند، خود را متعهد به ادای دین می‏دانند و سعی در جبران و واکنش متقابل دارند (هوآنگ، جین و یانگ، ۲۰۰۴). به عبارتی، انسان به دلیل ماهیت اجتماعی خود، تمایل دارد که رفتارهای شهروندی سازمانی را در قبال حمایت های به عمل آمده از سوی سازمان، از خود نشان دهد. این تبادل اجتماعی به عنوان یک تبادل و تعامل بین دو گروه تعریف شده است که در آن به طور صریح و مشخص معلوم نیست که چه چیزی مبادله خواهد شد. یک طرف مبادله با ارائه ی چیزی با ارزش به طرف مقابل که از روی تمایل و طیب خاطر می باشد، مانند ارائه یک خدمت، ارائه یک کالای باارزش، ادای احترام و تحسین طرف مقابل و …، شروع به اجرای فرایند تبادل اجتماعی می کند. در ادامه، طرف مقابل نیز برای جبران این خدمات، شروع به عکس‏العمل نشان دادن می کند که این عکسالعمل ها
می تواند در قالب رفتارهای شهروندی سازمانی بروز پیدا کند. اما ریشه تئوری تبادل اجتماعی نیز در مفهوم معامله ی متقابل^[۸۲]قرار دارد (کیم و آندرو^[۸۳]، ۲۰۰۷: ۸).
اهمیت حمایت سازمانی ادراک شده
انسان ها دوست دارند که همان طور که آن ها با سایرین رفتار می کنند، دیگران نیز در قبال آنان همان گونه رفتار کنند. اگر رفتار سرپرستی با کارمندش منصفانه باشد، کارمند نیز برای جبران این رفتار، سعی در ارتقای عملکرد خود دارد. باید توجه داشت که مفهوم معامله ی متقابل قادر به بهبود طرز تفکر کارکنان، رفتار آنان و عملکرد شغلی آن هاست و بدین ترتیب بر روی اثربخشی سازمانی نیز اثرگذار می‏باشد. این امر، اهمیت مفهوم معامله متقابل را که باعث شکل گیری پدیده ی تبادل اجتماعی شده است، می‏رساند(دکاپ، سیرکا و آندرسون^[۸۴]، ۲۰۰۳: ۱۱۰). از سویی دیگر، صاحب نظران رشته‏ی بازاریابی نیز با مطرح کردن تئوری بازاریابی داخلی کمک فراوانی به درک بهتر اهمیت درک حمایت سازمانی و تأثیر آن بر رفتارهای شهروندی سازمانی کردند. این مفهوم در ابتدا توسط گرونروز در سال ۱۹۸۳ مطرح و در ادامه توسط جورج^[۸۵] در سال۱۹۹۰ تکمیل شد(روشا^[۸۶]، ۲۰۰۸: ۹ و پاگ^[۸۷]، ۲۰۰۵: ۴۱). گرونروز معتقد است که پیش شرط لازم و ضروری برای ایجادیک بازاریابی رابطه مدار موفق، ایجادیک بازاریابی داخلی با کارکنان است. وی معتقد است که تأکید بازاریابی داخلی بر این است که یک سازمان چگونه می‏تواند کارکنانی آگاه به نیازهای مشتریان را جذب و نگهداری کند. این مفهوم بیان می دارد، پیامدهای مثبتی هم چون رضایت مندی، وفاداری، تکرار خرید و… که متعلق به مشتریان است، وابسته به وجود کارکنانی است که اهداف سازمانی را موردحمایت خود قرار دهند که در این میان، ارائه‏ حمایت‏های سازمانی مطلوب در قبال کارکنان به وابستگی و تعلق خاطر افراد به سازمان هایشان منجر خواهد شد (بیناستاک^[۸۸]، دموران ویل و اسمیت^[۸۹]، ۲۰۰۳: ۳۶۱). در این میان، رینوسو، مورس، اسلگ و آیزنبرگر در تحقیقات خود بر روی کیفیت خدمات داخلی خاطرنشان کردند که فعالیت‏های حمایتی داخلی سازمان در قبال کارکنان و نتایج و رفتارهای حاصل از این حمایت‏ها، رابطه‏ی تنگاتنگی با رضایت مشتریان بیرونی سازمان دارد در این زمینه، مطالعات متعددی به بحث درباره ی تأثیر درک حمایت سازمانی بر رفتار شهروندی سازمانی پرداخته اند که در تمامی آن ها این تأثیر مورد تأیید قرار گرفته است. پیرسی و همکاران^[۹۰] (۲۰۰۶: ۲۵۳) در مطالعه ی خود بر روی هزار نفر از کارکنان بخش فروش یک شرکت بازرگانی در زمینه ی انتشارات در کشور سوئیس، تأثیر مثبت درک حمایت سازمانی بر چهار نوع از رفتارهای شهروندی سازمانی را تأیید کردند. بل و منگوک^[۹۱] (۲۰۰۲: ۱۳۹). نیز در مطالعه ی خود بر روی شرکت های بیمه در آمریکا به وجود رابطه مثبت بین درک حمایت سازمانی و پنج نوع رفتار شهروندی سازمانی پی بردند. ون دین، گراهام و دینش^[۹۲]اثر مثبت درک حمایت‏های سازمانی را بر دو نوع رفتار شهروندی تأیید کردند. چین، آزنبرگر، جانسون، سوچارسکی و آسلگ چین و همکاران نیز رابطه‏ی مثبت این پدیده و رفتار شهروندی سازمانی را اثبات نمودند. در سایر تحقیقات انجام شده نیز اثر درک حمایتهای سازمانی بر انواع مختلف رفتارهای شهروندی سازمانی کارکنان به تأیید رسیده است.
رابطه بین حمایت سازمانی ادراک شده و تعهد سازمانی
از میان پیامدهای حمایت سازمانی ادراک شده، تعهد سازمانی در مطالعات بسیاری مورد توجه قرار گرفته است که برخی از آنها در جدول زیر ارائه شده است و همگی رابطه مثبت بین این دو متغیر را مورد تأیید قرار داده اند (آلکساندرو و همکاران^[۹۳]، ۲۰۰۷، ۳۵۶-۳۷۱).
در بیشتر مطالعات مذکور، بعد تعهد عاطفی از میان ابعاد سه گانه تعهد سازمانی برای سنجش تعهد سازمانی مورد استفاده قرار گرفته است چرا که اکثر پژوهشگران جنبه عاطفی تعهد سازمانی را با احساس کارکنان در داشتن ارزشهای مشترک با سازمان، شناسایی می‏کنند (ریلی و چتمن^[۹۴]، ۱۹۸۶، ۴۷۵-۴۸۰). مطالعات بسیاری رابطه مثبت میان حمایت سازمانی ادراک شده و تعهد عاطفی را حمایت کرده است که همبستگی معنادار بین ۳۸/۰=r تا ۸/۰=r را نشان می دهد.
رابطه حمایت سازمانی ادراک شده و قصد ترک خدمت کارکنان
بیشاپ و همکاران (۲۰۰۰) همبستگی منفی بین حمایت سازمانی ادراک شده و قصد ترک خدمت کارکنان را نتیجه گرفتند (بیشاپ و همکاران^[۹۵]، ۲۰۰۰، ۱۱۱۳-۱۱۳۲). در مدل آنها تعهد سازمانی، تعدیل گر این رابطه بود. نتایج فرا تحلیل رودز و آیزنبرگر^[۹۶] (۲۰۰۲) همبستگی منفی بین حمایت سازمانی ادراک شده و قصد ترک خدمت را نشان داد (ایزنبرگر و هودرس^[۹۷]، ۲۰۰۰۲، ۶۹۷-۷۱۴).
بخش سوم: مبانی نظری انگیزش شغلی کارکنان
نظریه انگیزش شغلی
نظریه انگیزش شغلی توسط ریچارد ارائه گردید. این پژوهش نشان دهنده میزانهای عینی ویژگیهای شغل
باخشنودی وتوجه کارکنان میباشد نظرپیشنهادی آنان این بود که ویژگیهای معین میتواند در رفتار ونگرشهای مربوط به کارتأثیر بگذارد اما این ویژگیها همه کارکنان را تحت تأثیرقرار نمیدهد.
ویژگیهای اصلی شغل به وسیله هاکمنواولدهام به شرح زیرتعریف شده است:

۱/۰

MgCl2

۶/۰

آب مقطر

۳/۵

حجم نهایی

۱۰

۲-۹ آزمون کارآیی پرایمرهای طراحی شده برای نشان دادن تنوع تک نوکلئوتیدی

برای آزمون قابلیت پرایمرهای طراحی شده برای نشان دادن پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی (SNP) در ژن های مورد مطالعه، قطعات ژنی مورد نظر در تعداد محدودی ژنوتیپ­ (۴ ژنوتیپ) تکثیر شده و سپس وجود تنوع تک نوکلئوتیدی در این قطعات از طریق توالی­یابی مورد بررسی قرار گرفت. برای اطمینان کامل از نتایج توالی­یابی، هر دو پرایمر فوروارد و ریورس در واکنش­های جداگانه برای تکثیر یک قطعه مورد نظر و سپس توالی یابی آن قطعه استفاده شدند. در نهایت، نتایج این توالی ها با توالی اصلی ژن که در GeneBank گزارش شده (توالی هایی که پرایمرها از روی آنها طراحی شدند)، مقایسه گردیدند. توالی یابی به کمک دستگاه ABI 3100 انجام گرفته است. قطعات ژنی تکثیر شده توسط پرایمرها، روی ژل آگارز ۲/۱ درصد تست گردیدند. شکل ۲-۱۰ محصول PCR چهار ژنوتیپ که هر یک با ۵ پرایمر روی ژل آگارز مورد آزمایش قرار گرفته­اند را نشان می­دهد.
پرایمر ۱
M
پرایمر۲
پرایمر۳
۲۲۶ /۲۱ جفت باز
۱۴۸/۵ جفت باز
۰۲۷/۲ جفت
۵۶۴جفت باز
پرایمر ۵
پرایمر۴
۲۲۶ /۲۱ جفت باز
۱۴۸/۵ جفت باز
۰۲۷/۲ جفت باز
۵۶۴ جفت باز
شکل ۲-۱۰ محصول PCR پنج پرایمر که هر یک در چهار ژنوتیپ تست شدند، روی ژل آگارز ۲/۱ %
۲-۱۰ واکنش توالی­یابی
برای انجام توالی­یابی، محصولات PCR با کیفیت بسیار بالا و فاقد قطعات غیر اختصاصی ژن مورد نظر نیاز می­باشد. این واکنش شامل مراحل زیر بوده است:
در مرحله اول، واکنش PCR برای نمونه­های گیاهی انجام گرفته و محصولات حاصل روی ژل آگارز تست شدند. بعد از اطمینان از تکثیر قطعات ژنومی مورد نظر و فقدان هر گونه باند اضافی روی ژل، این محصولات برای مرحله بعدی آماده شدند.
در مرحله دوم، برای هر محصول PCR که در مرحله قبل تهیه شده بود دو واکنش زنجیره­ای پلیمراز انجام گرفت. یک واکنش PCR با پرایمر فوروارد و دیگری با پرایمر ریورس. زیرا در این مرحله هدف از انجام این واکنش تولید تعداد زیادی محصول PCR تک رشته­ای است. مواد مورد نیاز برای این واکنش PCR در جدول ۲-۳ آمده است. شرایط PCR در این مرحله شامل یک چرخه دمائی ۹۶ درجه سانتی ­گراد به مدت یک دقیقه، سپس ۲۵ چرخه دمایی شامل دمای ۹۶ درجه سانتی ­گراد به مدت ۱۰ ثانیه، دمای ۵۰ درجه سانتی ­گراد به مدت ۵ ثانیه و دمای ۶۰ درجه سانتی ­گراد به مدت ۴ دقیقه و یک چرخه انتهائی با دمای ۴ درجه سانتی ­گراد بوده است.
مرحله سوم خالص سازی محصولات PCR است. مراحل خالص سازی به شرح زیر می­باشد.
ابتدا ۱۰ میکرولیتر محصول PCR با ۴۰ میکرولیتر آب مقطر، ۱۵۰ میکرولیتر الکل مطلق و ۵ میکرولیتر استات سدیم ۳ مولار مخلوط شده و به مدت ۶-۵ دقیقه تکان داده شده، سپس به مدت ۱۵ دقیقه در فریزر قرار داده شدند. پس از آن، به مدت ۱۵ دقیقه در سانتریفیوژ با دور ۸۰۰۰ دور در دقیقه قرار گرفتند. بعد از آن، محلول موجود در داخل تیوب­ها خارج شده و تیوب­ها به حالت معکوس روی یک سطح تمیز قرار داده شدند تا کاملاً خشک شوند. سپس ۲۰۰- ۱۵۰ میکرولیتر الکل ۷۵% به هر تیوب اضافه گردید تا شستشو انجام گیرد. تیوب­ها برای مدت کوتاهی با دست تکان داده شده و مجدداً به مدت ۱۰ دقیق در سانتریفیوژ ۱۰۰۰۰ دور در دقیقه قرار داده شدند. پس از آن، محلول موجود در تیوب­ها خارج شده و در دستگاه خشک کن قرار داده شدند. پس از خشک شدن کامل تیوب­ها، به هر یک از آن­ها ۵/۶ میکرولیتر فرمامید به عنوان بافر اضافه گردید و تیوب­ ­ها با دور ۶۰۰-۵۰۰ دور اسپین شدند تا رسوب موجود در ته ظرف با بافر کاملاً مخلوط گردد.
در مرحله چهارم محصولات PCR خالص سازی شده برای دِنیچره شدن به مدت ۵-۴ دقیقه در دستگاه ترموسایکلر با دمای ۹۴ درجه سانتی ­گراد قرار داده شده و بلافاصله پس از خارج کردن از دستگاه روی یخ قرار گرفتند تا از رِنیچره شدن آن­ها جلوگیری شود.
در مرحله آخر، محصولات PCR دِنیچره شده برای توالی­یابی در دستگاه ABI3100 (شکل ۲- ۱۱) قرار داده شدند. شکل ۲- ۱۲ نمونه ­ای از کروماتوگرام نمونه­های توالی یابی شده در دستگاه AB3100 را نشان می­دهد.
جدول ۲-۳ مواد مورد نیاز برای انجام دومین واکنش PCR در توالی­یابی

مواد مورد نیاز

میزان مواد مورد نیاز (میکرولیتر)

کیت^* توالی­یابی

۲-۶-۳- اثر مالچ بر آب خاک
در مناطق خشک ،عموما مقدار نزولات آسمانی جهت تولید موفقیت آمیز گیاهان زراعی کافی نیست. بعلاوه قسمت عمده نزولات آسمانی دریافتی ،توسط روانآب و تبخیر تلف میشود . همچنین مقدار آبی که وارد خاک می شود . ممکن است قبل از کشت کیاه تبخیر شود . در منطقه گریت پلینز آمریکا راندمان ذخیره نزولات آسمانی در فاصله بین دو کشت معمولا بین ۱۵ تا ۲۵ درصد است .در حالیکه نزولات آسمانی در مناطق خشک محدود و غیر منظم است و تبخیر مطلق در این مناطق زیاد است اگر قسمت عمده این نزولات به طور موثری صرفه جویی شود وبه مصرف تولیدات گیاهی برسد ،عملکرد خوبی به دست خواهد آمد،به عنوان مثال ،عملکرد ذرت خوشه ای در ایالت اکلاهما امریکا با بهره گرفتن از ۸/۱۷ سانتیمتر آب خاک ، معادل ۶۲۷۰ کیلو گرم دانه در هکتار بود. خاک توسط یک لایه پلی اتیلن سفید که از تبخیر و نفوذ بارندگی در طول فصل رشد ممانعت می کرد،پوشیده شده بود.تحقیقات متعددی جهت تعیین اثر مالچ ها بر ذخیره آب ،محتوای آب خاک و تبخیر از آن انجام شده است.در این تحقیقات از مواد بسیاری استفاده شده است .ولی یکی از این مواد که بسار مورد تحقیق قرار گرفته است،پلاستیک (شامل:پلی اتیلن،کلروپل ونیل و ورقه های مشابه ،کع از آن به بعد به آن ها پلاستیک اطلاق می شوند) می باشد. در اروپا،لیندل (۱۹۶۳)منسکیووسیفو (۱۹۷۰)و پوزتای(۱۹۶۳) گزارش کردند کهمحتوای آب خاک تا ۳۲درصد افزایش یافت . در امریکای شمالی، ورقه های پلاستیکی افزایش یافت. در این افزایش محتوای آب در خاک در مقایسه با خاک بدون پوشش شدند . اما شالز (۱۹۶۴)محتوای خاک را کمتر گزارش کرده است که ظاهرابه دلیل ممانعت ورقه پلاستیک از نفوذآب به خاک میباشد . گزارشات دیگر مبنی بر افزایش آب خاک به علت استفاده از ورقه پلاستیک موجودی می باشند. محتوای بیشتر آب در خاک به علت کاهش تبخیر ،نفوذ پذیری اجباری ، کاهش تعرق توسط علفهای هرز و ترکیبی از این عوامل می باشد . میزان تاثیر ورقه های پلاستیکی بستگی به مقدار سطحی که توسط پلاستیک پوشیده است دارد.گرچه در مقایسه با خاک بدون پوشش،ورقه های پلاستیکی عموما موجب افزایش محتوای آب خاک و کاهش تبخیر می شوند. ولی معمولا گران هستندوکاربرد آنها برای گیاهان کم ارزش،بخصوص در مزارع بزرگ مشکل است .در نتیجه،جستجو برای مواد ارزانتر و با کاربرد آسانتر شروع شده است .پاشیدن مالچ های نفتی و آسفالت و صنعت ها مورد توجه قابل ملاحظه ای قرار گرفته است.تاثیر این مواد بر خاک،مشابه ورقه های پلاستیکی است. میزان اثر آنها بستگی به مقدار سطحی از خاک که توسط این مواد پوشیده می شود . بیشتر تحقیقات راجع به مالچ ها،مربوط به بقایای گیاهی و سایر مواد زاید گیاهی (نظیر:کاه،کلش،برگها،چوب،بلال ذرت،خاک اره،خرده چوب و غیره)می باشد. این مواد بسیار ارزن و غالبا فراوان بوده ونفوذ آب و خاک را تسهیل می نمایند،اگر این مواد به مقدار کافی در سطح خاک نگهداری شوند ،موجب افزایش مقدار آب و کاهش تبخیر می شوند. البته مقدار بقایای گیاهی تولید شده در مناطق خشک،غالبا جهت صرفه جویی مقدار قابل توجهی آب کافی نیست ،حتی در جاهایی که اغلب یا تمام بقایای گیاهان دیم در سطح خاک با بهره گرفتن از شخم مالچ کلشی و آیش شیمیایی حفظ شده،مقدار ذخیره آب اغلب بسیار ناچیز بوده است.تولید بقایای گیاهی به میزان ناکافی،نفوذ پذیری را افزایش و تبخیر در مرحله بعد را کاهش دهدو همچنین کنترل ناقص علف های هرز با بهره گرفتن از شخم و مواد شیمیایی، از دلایل عمده ذخیره آب بوده است .گرب و همکاران (۱۹۶۷ -۱۹۷۰ )آزمایشاتی در مزرعه با بهره گرفتن از مقادیر معین بقایای گیاهی انجام دادند تا تاثیر این مواد را بر ذخیره آب در خاک در طول آیش در منطقه گریت پلینز تعیین کنند .نتایج مشابهی توسط انگر (الف-۱۹۷۸)در بوشلند تگزاس حاصل شد.اثر مقادیر مختلف مالچ کاه گندم بر مقدار ذخیره رطوبت خاک در طول ۱۰ تا ۱۱ ماه آیش ، کارایی مصرف آب و عملکرد سورگم که عملکرد دانه در حالتی که مالچ به مقدار زیاد بکار برده شد (۸ تا ۱۲ تن در هکتار )دو برابر حالتی بود که مالچ بکار برده نشد. کاربرد مالچ مالچ پوسته غوزه پنبه روی یک خاک لومی موجب افزایش قابل توجه ذخیره آب شد (کوشی و فرییر،۱۹۷۱)افزایش میزان مالچ (۶/۲ ،۵/۴ ،۱۱/۲۲ تن در هکتار )موجب بهبود راندمان ذخیره آب نسبت به تیمار شاهد شد. با بهره گرفتن از ۴/۲۲ تن پوسته غوزه پنبه در سالهای ۱۹۶۸ و ۱۹۶۹ ، راندمان ذخیره ی آب بین ۳۶ تا ۴۶ درصد برای تیمار شاهد و بین ۶۶ تا ۸۰ درصد برای تیمار مالچ بود . آب ذخیره شده اضافی ، عملکرد الیاف را به طور قابل توجهی افزایش داد . نتایج مثبتی که به علت کاربرد مقادیر بیشتر بقایای گیاهی از نظر ذخیره آب حاصل شد ، توام با تمایل به تقلیل سیستم های شخم و به بازار آمدن علف کش های جدید و بهتر موجب تجدید علاقه به استفاده از ایش شیمیای در گریت پلینز شد . راندمان ذخیره آب که در طول یک دوره ی آیش ۱۰ تا ۱۱ ماهه حاضل شد به ترتیب برابر ۳۵ تا ۴۲ درصد برای تیمار شخم و تیماری که از مواد شیمیایی استفاده شده بود در یک تناوب دو ساله گندم و آیش راندمان ذخیره آب در طول ایش به ترتیب ۲۵ و ۴۵ درصد برای تیمارهای شخم و مواد شیمیایی استفاده شده حد واسط بین راندمان تیمار های شخم با تیمار هایی که فقط یک مواد شیمیایی استفاده شده بود نتایج مشابهی از داده ای دراز مدت کسب کردند . نتایج مطلوب حاصل از کاربرد مواد شیمیایی به علت کنترل کامل علف های هرز و حفظ بهتر بقایای گیاهی بوده است . ذخیره آب در تیمارهایی که مقادیر زیادی بقایای سطحی وجود داشت حدود دو برابر مقادیری بود که در تیمار های خاک ورزی حاصل شد . در سال ۱۹۷۰ ،گندم زمستانه بعد از ذرت فاریاب دومین خاک ورزی یا با به کارگیری هرس دوار و در یک خاک که بصورت رایج آیش گذاشته شده بود کشت شد و بدین وسیله مقادیر بقایای گیاهی خاک در حد زیاد،متوسط و کم حفظ شد (انگر و پارک،۱۹۷۵). در این تیمار یک تا پنج بار آبیاری گندم منجر به تولید متفاوتی بقایای گیاهی شد. پس از برداشت گندم،کرت هایی که دارای مقادیر کمی بقایای گیاهی بودند یک بار دیسک زده شدند تا بدین ترتیب مقداری از بقایای گیاهی به زیر خاک برده شود. در کلیه کرت ها از آترازین و توفوردی استفاده شد تا علف های هرز و گندم هایی که سبز شده بودند کاملا کنترل شوند. به علت این تیمارها بقایای سطحی در زمان کاشت سورگم (۱۱ ماه پس از برداشت گندم ) از حدود ۲/۰ تا ۷/۶ تن در هکتار بود و ۱۱ تا ۴۵ درصد نزولات زمان آیش ( ۴۶۷ میلی متر) در خاک ذخیره شد. ذخیره رطوبت بیشتر به علت محتوای رطوبت زیاد اولیه و یا جذب رطوبت توسط بقایای سطحی بوده است. عملکرد سورگم دیم که بدون خاک ورزی کشت شد،از ۲۹۷۰ تا ۶۰۱۰ کیلو گرم در هکتار بود. بیشترین عملکرد دانه حدود ۲۲۴۰ کیلو گرم بیشتر از عملکرد حاصله در خاک آیش مجاور با عملیات زراعی رایج بود.انگر و ویز (۱۹۷۹) از روش های خاک ورزی بدون پنجه غازی و دیسک و برای حفظ بقایای گیاهی و کنترل علف های هرز در یک تناوب گندم فاریاب – آیش – سورگم دیم استفاده کردند رطوبت خاک را ۲/۳۵ ،۷/۲۲ و۲/۱۵ درصد نزولات و رطوبت قابل دسترس در عمق ۸/۱ متری در زمان کاشت سورگم ۲۱۷ ، ۱۷۰ ، ۱۵۲ میلیمتر و عملکرد سورگم ،۳۱۴۰ ، ۲۵۰۰ ، ۱۹۳۰ کیلو گرم در هکتار و کارایی مصرف آب برای تولید دانه ،۸۹/۰ ،۷۷/۰ و ۶۶/۰ کیلو گرم دانه به ازاء هر متر مکعب آب برای تیمار های مختلف بود . متوسط ذخیره آب در طول آیش بعد از گندم و عملکرد سورگم بعد از آن در یک تناوب گندم فاریاب – سورگم دیم- افتابگردان دیم بوده است. در مورد عملیات بدون خاک ورزی،رطوبت خاک و عملکرد دانه حداکثر بود. عملیات خاک ورزی که در طول دوره آیش و بعد از برداشت صورت گرفت اثری بر عملکرد افتاب گردان و گندم که در تناوب بعد از سورگم کشت شدند ،نداشت .درجه تاثیر کاربرد مواد مختلف به عنوان مالچ در مطالعات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است . این مواد در بسیاری موارد بر محتوای آب خاک و تبخیر از سطح خاک موثر بوده است ولی کاربرد آنها در سطوح وسیع غیر عملی است . این مواد شامل سنگریزه ، ذغال سنگ ،دانه های حبه ای آب گریز ، نوع خاصی از کاربرد مالچ ،استفاده از مالچ عمودی است ،که حفره های در خاک از بقایای گیاهی پر می شود و این حفره ها آب را به داخل خاک هدایت می کند . مالچ عمودی در حوزه های کوچک آبخیز مطالعه شده است. در شرایط آزمایشگاهی،در یک سطح صاف منابع عمودی ۳۰ تا ۴۰ درصد رطوبت بیشتری در مقایسه با حالتی که از جوی استفاده شد ،ذخیره کرد. در حالتی که خاک اطراف خیس شد ،کارایی ذخیره مالچ عمودی،به اندازه ۱۷ درصد کاهش یافت . در یک حوزه آبخیز کوچک مالچ عمودی باعث شد ۷ تا ۱۰ درصد رطوبت حاصل از آب مصرف شده را بیشتر از حوزه ای که بدون مالچ بود ذخیره کند . عمق نفوذ آب و سطح خشک خاک مجاور عواملی هستند که باعث کاهش تبخیر از خاک حاوی مالچ عمودی می شوند . در شرایط صحرایی کاربرد مالچ عمودی باعث ذخیره رطوبت در مقایسه با خاک بدئن مالچ شد از طرفی دیگر در یک خاک رسی لومی به علت اینکه روانآب حادث نشد کاربرد مالچ عمودی نتیجه مثبتی نداشت . ایجاد شیار در خاک به عمق ۶۱ تا ۱۰۲ سانتی متر باعث افزایش سرعت نفوذ آب ،کاهش وزن مخصوص خاک،افزایش عمق ریشه دهی در پنبه و کاهش شوری خاک شده است. یکی دیگر از انواع مالچ ،

مالچ خاکی است . تا اوایل دهه ۱۹۰۰ مالچ خاکی در شرایط زیر از نظر ذخیره رطوبت چندان کارا نبوده است . این موضوع توسط جیمز(۱۹۴۵) گزارش شده است . ولی مطالعات بعدی حاکی از این است که در برخی شرایط این نوع مالچ می تواند از نظر ذخیره رطوبت موثر باشد . مالچ خاکی در حقیقت نوعی شخم پاک است .این نوع مالچ متشکل از دانه هایی نرم و ریز در سطح خاک و معمولا از طریق خاک ورزی کم عمق حاصل می شود . مطالعات آزمایشگاهی توسط عبدالله و همکاران (۱۹۸۵)، نوئیت و کرکام (۱۹۶۳)،گیل و همکاران(۱۹۷۷) و هانکز و وودروف(۱۹۵۸)حاکی از آن است که مالچ خاک از طریق کاهش تبخیر ، رطوبت موجود در خاک را حفظ می کند . البته در شرایط مزرعه،حفظ رطوبت نه تنها بستگی به کاهش تبخیر دارد بلکه به نفوذ آب در خاک نیز بستگی دارد به طور کلی ،اثر مالچ خاک بسته به شرایط مختلف ،متفاوت است . به طور کلی ،در برخی آزمایشات مشاهده شده است که ذخیره رطوبت با مالچ خاکی بیشتر از خاک شخم نخورده است ، ولی در شرایطی که رطوبت اولیه خاک زیاد بوده است (قبلا در انتهای فصل بارندگی یا در حالی که آب از اعماق بیشتر به سطح خاک حرکت کرده است ) این ذخیره رطوبت لزوما بیشتر از سایر مالچ ها نبوده است در شرایطی که بارندگی ها عمدتا در تابستان که تبخیر و تعرق بالقوه زیاد است،نازل میشود . مالچ خاکی از نظر ذخیره رطوبت فاقد کارایی بوده است زیرا تا زمانی که شرایط برای ایجاد مالچ خاکی از طریق شخم ورزی مساعد شود قسمت عمده رطوبت تلف میشود. علاوه بر اینکه اصولا مالچ خاکی کارایی چندانی ندارد، لزوم خاک ورزی مکرر برای حفظ مالچ ودر نتیجه وجود خاک برهنه حساسیت به فرسایش می شود .
۲ – ۶ – ۴- اثر مالچ بر درجه حرارت خاک
اگر مالچ ها به مقدار کافی سطح خاک را بپوشانند، عموما موجب ذخیره مقدار بیشتری آب و تبخیر کمتری در مقایسه با خاک بدون پوشش می شوند ، البته اکثر آنها روی درجه حرارت خاک بسیار متغیر است. هر چند این اثرات متغیرند،ولی نتایج مطالعات مختلفی که در آنها درجه حرارت خاک را اندازه گیری کرده اند ،بیانگر آن است که این اثرات قابل پیش بینی است.رنگ مالچ های پلاستیکی تاثیر عمده ای بر درجه حرارت خاک دارد. پلاستیک سفید یا منعکس کننده نور،درجه حرارت را کاهش میدهد یا هیچ تاثیری بر درجه حرارت ندارد در حالی که پلاستیک شفاف پیوسته موجب افزایش درجه حرارت در خاک دارای مالچ نسبت به خاک بدون مالچ می شود نتایج استفاده از پلاستیک سیاه متغیر بوده است ، پلاستیک سیاه درجه حرارت را بالا می برد استین (۱۹۶۴) اثر پلاستیک سیاه بر درجه حرارت خاک را ناچیز و زاخاروف و سیمی کینا (۱۹۶۴)گزارش کرده اند که پلاستیک سیاه عموما درجه حرارت خاک را تقلیل میدهد. ادمز(۱۹۶۲)اظهار داشت که به طور کلی پلاستیک های شفاف موجب افزایش درجه حرارت می شوند،چون در اینحالت مستقیما قسمت عمده انرژی ورودی اشعه خورشید را دریافت می کند. کارایی پلاستیک های شفاف از نظر افزایش درجه حرارت خاک با افزایش سن پلاستیک زیاد می شود .در پلاستیک های سیاه ،خاک تنها قسمتی از انرژی ورودی خورشید را که توسط ورقه پلاستیک جذب می شود،دریافت می کند. ظاهرا مقدار تماس بین خاک و ورقه پلاستیک سیاه ،بر میزان افزایش درجه حرارت زیر پلاستیک تاثیر می گذارد . پلاستیک های سفید و منعکس کننده نور موجب تقلیل درجه حرارت خاک می شوند، چون انرژی ورودی خورشید را جذب نمی کنند.مالچ های نفتی افشان و صمغی پیوسته موجب افزایش درجه حرارت خاک در مقایسه با خاک بدون مالچ شده اند. حداکثر اختلاف درجه حرارت معمولا در گرمترین ساعات روز اتفاق افتاده است. در شب، مالچ ها هیچ تاثیری بر درجه حرارت نداشتند و یا اثر انها ناچیز بوده است . (تاکوتوری و همکاران ،۱۹۶۴و۱۹۷۱ ).اثر آسفالت و مواد مشابه آن ،شبیه مواد نفتی افشان و صمغ ها بوده است. این مواد (مواد نفتی ،آسفالت و غیره) تشعشع ورودی خورشید را جذب کرده و به علت تماس نزدیک آنها با خاک ، به سهولت حرارت را به خاک هدایت می کنندو بنابر این بر خلاف اثرات متغیر پلاستیک سیاه، این مالچ ها پیوسته درجه حرارت خاک را افزایش می دهد. مالچ های تشکیل شده از مواد گیاهی ( کاه،کلش،برگها،و غیره ) درجه حرارت خاک را کاهش میدهند.البته از لحاظ تاثیر این مواد بر درجه حرارت خاک در فصول مختلف ،اختلافاتی مشاهده شده است، و درجه حرارت خاک در تابستان کاهش و در زمستان افزایش می یابد .حرارت خاک در بهار و افزایش ان در تابستان کاهش ودر زمستان افزایش می یابد .تقلیل درجه حرارت خاک در بهار و افزایش ان در تابستان در مقایسه با خاک بدون مالچ را به علت استفاده از مالچ کاه گزارش کرده است. ترکیب اثرات جذب تابش خورشید و خنک شدن تبخیری، از دلایل تقلیل درجه حرارت در این نوع مالچ بوده است . البته چون هر ۲/۳ تن مالچ (در دامنه ۰ تا ۹ تن در هکتار ) در عمق ۱۰ سانتی متری موجب تقلیل درجه حرارت خاک به میزان ۳۹ درجه سانتی گرادشده است . مالچ های ضخیمتر ،تبخیر را بیشتر از مالچ های نازکتر کاهش می دهند.بنابر این خنک شدن تبخیری در مالچ های ضخیمتر کمتر خواهد بود.در برخی آزمایشات ملاحظه شده است که گروهی از مواد مالچی متفرقه تاثیر متفاوت و تقریبا غیر پیش بینی بر روی درجه حرارت خاک داشتند. مواد حبه ای سیاه (کک،بیتومن،قیر معدنی و غیره)درجه حرارت خاک را افزایش میدهند.در حالی که سنگ ریزه (با رنگ روشنتر از مواد فوق )درجه خاک را در مقایسه با خاک بدون پوشش کاهش میدهد . مالچ تشکیل شده از لاستیک سیاه نسبت به همین مالچ ولی با رنگ قهو ه ای ،درجه حرارت خاک را بیشتر افزایش می دهد . واکنش خاک در این حالت ،مشابه واکنش نسبت به مالچ های پلاستیکی بود . خرده های چوب ، کود حیوانی کاه دار موجب کاهش حرارت خاک شدند.در این حالت واکنش خاک مشابه عکس العمل آن نسبت به مالچ تشکیل شده از مواد گیاهی بود.شیشه و مالچ های آبی(کیسه های پلاستیکی محتوی آب)موجب افزایش درجه حرارت خاک شدند،ولی مالچ های آبی در تقلیل نوسانات درجه حرارت موثر بودند.
۲ – ۶ – ۵- اثر مالچ بر ساختمان خاک
در مناطق خشک،نزولات اسمانی غالبا به صورت رگبارهای شدید رخ می دهند. وقتی قطرات باران در حال ریزش با خاک برخورد می کنند.ذرات خاک پراکنده شده و منافذ سطح خاک را مسدود کرده و نفوذ پذیری را کاهش می دهد . در نتیجه ، آبی که می تواند جهت استفاده گیاه ذخیره شود توسط رواناب تلف می شود . خاکی که ذرات سطح آن پراکنده شده اند ، در موقع خشک شدن غالبا یک قشر سخت ( سله ) در سطح آن تشکیل می شود که ممکن است اثرات نامطلوبی روی خروج گیاهچه ار خاک و رشد گیاه داشته باشد . اثرات مفید مالچهای سطحی بر ساختمان خاک ، عمدتا به علت جذب انرژی قطرات باران در حال ریزش می باشد و بدین وسیله پراکندگی ذرات و انسداد منافذ سطح خاک را کاهش می دهند . بدین ترتیب میزان نفوذپذیری حفظ شده و تشکیل سله در مرحله بعدی نیز کاهش می یابد . از سایر مزایای احتمالی مالچ ، فعالیت بیشتر میکروب ها و سایر موجودات زنده در خاک ، تکثیر بیشتر ریشه و اثر بالشی مالچ ( که فشردگی ناشی از عبور و مرور تراکتور ، وسایل کشاورزی و حیوانات را کاهش می دهد ) می باشد . میزان حفاظت مالچ از سطح خاک بستگی به مقدار سطحی از خاک که توسط مالچ پوشیده شده دارد . ورقه های پلاستیک از برخورد قطرات باران با خاک جلوگیری کرده و بنابراین از پراکنده شدن ذرات خاک جلوگیری می کنند . البته تا زمانی که شرایط ویژه ای فراهم نشود آن ها همچنان از نفوذ آب به خاک جلوگیری می کنند. مقدار فشردگی مالچ های پلاستیکی کمتر است.مالچ های نفتی، قیر،کک وسنگفرش بیابانی سله بندی و تراکم خاک را کاهش میدهد . بدون تردید این مواد به جز مواد احتمالی نفتی موجب نفوذ بیستر آب در خاک می شوند . البته این موضوع تایید نشده است . هرچند این مواد در تقلیل تشکیل سله موثرند ، اما چسبندگی لازم جهت بهبود و خاکدانه ای شدن را فراهم نمی کنند . البته در خاکی که سطح آن به مقدار کافی پوشیده شده در مقایسه با خاکی که قسمتی از آن و یا تمام آن کاملا پوشیده نشده ، وجود خاکدانه های با ثبات در سطح خاک از اهمیت کمتری برخوردار است . بقایای گیاهی و مالچ های مشابه آن اگر به میزان کافی به کار برده شوند ، میزان نفوذپذیری را در حد بالایی حفظ می کنند و موجب کاهش تشکیل سله می گردند . مالچ ها از برخورد قطرات باران با خاک جلوگیری کرده و بدین وسیله انسداد سطحی منافذ خاک را کاهش داده و در نتیجه باعث افزایش میزان نفوذپذیری تا حد بالایی می شود . فرآورده های حاصل از تجزیه مالچ ها موجب بهبود خاکدانه ای شدن ، از نقطخ نظر اندازه ، تعداد و ثبات آن ها می شود . گرچه تجزیه به بقایای گیاهی موجب بهبود خاکدانه ها می شود ، ولی خاکدانه های حاصله به اندازه کافی با ثبات نیستند که بتوانند برخورد قطرات باران را بدون یک پوشش محافظ تحمل نمایند . خاک ورزی حفاظتی که بقایای گیاهی را در سطح خاک باقی می گذارد ، از نظر تاثیر بر ساختمان خاک نتایج متغیری داشته است . آرمی و همکاران کاهش سله را ناشی از شخم مالچ کلش دانسته اند . رامیک و مازوراک و همچنین تورلل و مک کالا گزارش کردند که در خاک ورزی مالچ کلش در مقایسه با شخم بدون گیاه ، خاکدانه ها بزرگتر و با ثبات در برابر آب ف و همچنین دارای وزن مخصوص ظاهری کمتر بودند . انگر گزارش کرد که در حالتی که خاک ورزی مالچ کلش با تاخیر انجام شود پس از برداشت گندم در ماه ژوئیه تا زمان رشد علف های هرز در بهار بعد خاک ورزشی به تاخیر افتاد که در مقایسه با خاک ورزشی بدون گباه ، خاکدانه ها بزرگتر و با ثبات در اب بودند . ( بدین ترتیب که در حالت اول میانگین تخلیه رطوبت ۶۴/۱ میلیمتر بود ) . در حالتی که پس از برداشت گندم و در دوره ایش از پنجه غازی استفاده شد میانگین تخلیه رطوبت ۱۳/۱میلیمتر و در موردی که از دیسک استفاده شد مقدار آن ۶۸/۰ میلیمتر بود . در مطالعه ای که در مورد روش های مختلف خاک ورزی انجام شد ، میانگین تخلیه رطوبت پس از خاک ورزی اولیه در بیشترین مقدار خود بوده و پس از آن بعد از هر عملیات مقدار ان کاهش یافت . پس از عملیات نهایی یعنی در زمان کاشت بذر، مقدار آن مشابه حالتی بود که از عملیات خاک ورزی استفاده شد.در این حالت میانگین تخلیه رطوبت در طول مدت اندازه گیری تغییر زیادی حاصل نکرد.مک کالا و همکاران گزارش کردند که خاک ورزی مالچ کلش اثری بر دانه بندی خاک نداشت .
۲ – ۶ – ۶- اثر مالچ بر شوری خاک
محتوای نمک بسیاری از خاک های مناطق خشک ،زیاد است. چون بعضی از این نمک ها به اسانی در آب قابل حل می شوند.بنابر این آنها با آب حرکت می کنند. اگر نزولات اسمانی کافی باشد،می تواند با شستشوی نمک ها انها را از خاک خارج می کند. البته به علت محدودیت نزولات اسمانی ،نمکها تنها یک عمق محدودی در خاک حرکت کرده وبه اسانی با تبخیر آب به سطح خاک بر می گردند. در چنین شرایطی گیاهان بخصوص ان عده که درمراحل جوانه زنی و سبز شدن نسبت به نمک ها حساسند،شدیدا خسارت می بینند. ذر شرایط فاریاب،از آب حاوی مقدار زیادی نمک و آبیاری مقداری که نتوان نمک را تا عمقی فراتر از محل ریشه بشوید،ممکن است مسئله شوری را تشدید کند. مدیریت خاک های شور مورد بررسی فرار گرفته است . چ.ن نمک ها به سهولت با اب خاک حرکت می کنند، هر عملی که میزان نفوذ پذیری را حفظ نموده و از تبخیر در مراحل بعدی جلوگیری کند،می تواند اثرات نامطلوب شوری خاک را کاهش دهد. در قسمت های گذشته به مطالعات متعددی اشاره شد که در اثر استفاده از مالچ ،میزان نفوذپذیری حفظ شده و تبخیر کاهش یافت. البته فقط در چند مورد راجع به اثرات مالچ ها و کنترل شوری اشاره شد .هیلمن و همکاران (۱۹۶۸)گزارش کردند که هدایت الکتریکی خاک (عمق ۰ تا ۶۱ سانتیمتر)در یک خاک شور ،که توسط مالچی از ماسه و پوسته غوزه پنبه پوشیده بود،به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت.نتایج مشابهی در مورد مالچ پوسته غوزه پنبه توسط کارتر و فانینگ ۰۱۹۶۵،فائینگ و کارتر (۱۹۶۳)گزارش شده است. این مالچ با تقلیل تبخیر موجب کاهش برگشت نمک ها به منطقه شسته شده ،در مراحل بعدی می شود. چون خسارت نمکها در مراحل جوانه زدن و سبز شدن گیاه بسیار شدید است ،هر عملی که مقدار نمکها را در عمق بذر کاهش دهد،بایستی جهت استقرار گیاه مفید باشد. در حالی که پوشش کامل خاک در مناطق وسیع بسیار گران و عملی باشد. مالچ های نواری (ورقه های پلاستیک ،مواد نفتی پاشیدنی و غیره)که مقدار زیادی آب را حفظ و تبخیر را در ناحیه بذر کاهش میدهند،می توانند خطر نمکها را کاهش داده و به استقرار گیاه کمک کنند،اگر در اثر استفاده از مالچ کاهش تبخیر ادامه یابد،مزایای دیگری حاصل خواهد شد که کنترل شوری از ان جمله است ودر نتیجه منجر به بهبود کیفیت محصول و عملکرد خواهد شد .
۲ – ۶ – ۷- اثرات مالچ ها بر فرسایش خاک
به علت کمی بقایای گیاهی تولید شده و خشکی سطح خاک،مناطق خشک نسبت به فرسایش بادی حساس هستند. همچنین مناطق خشک و به فرسایش آبی نیز بسیار حساس می باشد. نزولات اسمانی در این مناطق غالبا به صورت رگبار های شدید اتفاق می افتد و همچنین سطح خاک نیز به اندازه ای توسط گیاهان محافظت نمی شود،که به طور موثر روانآب را کنترل کند. بنابر این کاهش فرسایش آبی و بادی،از دلایل مهم استفاده از مالچ ها در مناطق خشک می باشد. سهولت انتقال ذرات خاک توسط باد و آب ،بستگی به اندازه ذرات و سرعت باد یا آب دارد. گرچه ذراتی که قطر آنها بیش از ۸۴/۰میلیمتر است.معمولا غیر قابل فرسایش توسط باد هستند،ولی آب ممکن است موجب فرسایش ذرات یا هر اندازه ای که باشند،شود.همانطور که در قسمت قبل یادآور شدیم،فرآورده های حاصل از تجزیه بعضی از مواد مالچی ممکن است موجب بهبود خاکدانه ای شدن ذرات خاک شوند،و لذا حساسیت خاک را نسبت به فرسایش کاهش دهند. البته ارزش اصلی مالچ ها از نقطه نظر کنترل فرسایش ،به علت اثر انها بر ساختمان خاک نیست،بلکه به علت تعدیل نیروی باد و آب در سطح خاک می باشند. میزان نفوذپذیری زیاد و کاهش روانآب سطحی،که در اثر استفاده از مهلچ حاصل می شود،مزایای دیگر در جهت کنترل فرسایش آبی می باشند.در معادله ای که جهت براورد فرسایش بادی ارائه شده است،مقدار خاک تلف شده توسط باد به این عوامل ربط داده شده است .(۱)شاخص فرسایش پذیری خاک که با اندازه گیری کلوخه ها با قطر بیش از ۸۴/۰میلیمتر تعیین می شود.(۲) عوامل اقلیمی که با اندازه گیری سرعت بادو رطوبت سطحی تعیین می شود،(۳)ناهمواری سطح خاک ، (۴)پهنای مزرعه بدون حفاظ و (۵) پوشش گیاهی . بر اساس این معادله و برخی شرایط انتخاب شده در ایالت کانزاس و دراف(۱۹۷۲) نشان داد که به ترتیب ۱۰۰۰ ،۲۲۰۰ ،۶۶۰۰ کیلو گرم در هکتار کاه گندم به به صورت سرپا ،کاه خرد شده و بقایای خرد شده ذرت خوشه ای جهت کنترل فرسایش بادی تا حد قابل تحمل ،یعنی تلف شدن سالانه ۲/۱۱ تن خاک در هکتار،لازم است.این نتایج حاکی از اهمیت کاه سرپا جهت کنترل فرسایش بادی است. بقایای گیاهی برای اینکه توسط باد حمل نشوند،بایستی به زمین متصل باشند.سیستم زراعت مالچ کلش ،که در سطح وسیعی در امریکای شمالی مورد استفاده است ،در ابتدا عمدتاجهت کنترل فرسایش بوجود امده و ارزش شخم مالچ کلش در کنترل فرسایش به خوبی شناخته شده است.به طور کلی فرسایش بادی با افزایش مقدار بقایای گیاهی که توسط شخم مالچ کلش حفظ می شود،کاهش می یابد.وقتی بقایای گیاهی بیشتری در نتیجه آیش شیمیایی در سطح خاک حفظ شود. فرسایش بادی به طور موثرتری کنترل می شود.فریبروارمبرست(۱۹۶۹)،از یک کارخانه فراورده زاید کارخانه پنبه پاک کنی (خاشاک کارخانه پنبه پاک کنی )به عنوان مالچ استفاده کردند. نامبردگان جهت تعیین اثر این ماده روی فرسایش بادی،ان را روی خاکی که دارای بافت لومی شنی ریز بود ازمایش کردند. در این ازمایش با افزایش مقدار مالچ مقدار فرسایش در مقایسه با تیمار بدون مالچ کاهش یافت و حدود ۲/۱۱ تن مالچ در هکتار جهت کنترل فرسایش تا حد قابل تحمل لازم بود. کاه سرپا در کنترل فرسایش بادی در مقایسه با کاه خرد شده موثر بود،اما محافظت خاک در مقابل فرسایش آبی که در حرکت است. مالچ بایستی در جهت مخالف جریان آب در حد و فاصل سطح خاک و آب قرار گرفته باشد،بنابر این حداکثر مقدار مالچ بایستی در تماس با سطح خاک باشد. مطالعات متعددی در زمینه اثر مالچ ها روی کاهش فرسایش آبی انجام شده است به طور کلی ،با افزایش مقدار مالچ فرسایش تقلیل یافت. البته اگر مالچ تماس کافی با خاک نداشته باشد،زیر مالچ فرسایش رخ خواهد داد.در سالهای اخیر سیستمهای بدون شخم مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در این سیستم بقایای گیاهی در سطح خاک حفظ شده،علف های هرز با بهره گرفتن از علف کش ها از بین برده می شود و محصول بعدی بدون اینکه خاک بیشتری از انچه جهت بذرکاری لازم است به هم زده شود،کاشته می شود .کنترل فرسایش بادی و آبی در این سیستم بسیار زیاد بوده است. نتایج زیر را در مورد یک طوفان باران زا،که هر صد سال یک بار اتفاق می افتد،گزارش کرده انددر حالی که این نتایج در یک منطقه مرطوب به دست امده است ،کاهش عمده فرسایش در مناطق خشک،که تراکم بقایای گیاهی در حد فاصل سطح خاک و آب کافی است،نیز امکان پذیر می باشد.
۲ – ۶ – ۸- اثر مالچ بر رشد گیاهان زراعی
مالچ ها بر روی گیاهان از طریق تاثیر بر آب خاک،درجه حرارت،ساختمان،شوری و فرسایش،موثر واقع می شوند. سایر عوامل که در مقدمه به انها اشاره شد ،نیز تحت تاثیر مالچ ها قرار گرفته و نیز بر روی گیاهان اثر می گذارند. البته،ان عده که در اینجا مورد بحث است،جزو مهمترین عوامل محسوب می شوند. یکی از بحرانی ترین مراحل در دوره زندگی یک گیاه،مرحله جوانه زنی ،سبز شدنو استقرار گیاهچه است. برای اینکه یک بذر جوانه بزند ،بایستی از خاک خارج شده و مستقر شود. گیاهچه به علت تردی و کوچکی اندازه آن اگر در محیط نامناسب قرار گیرد،به آسانی می تواند صدمه ببیند،مالچ ها با تعدیل یا اصلاح خاک و محیطی که بذور و گیاهچه ها با ان مواجه هستند،می توانند جوانه زدن،سبز شدن و رشد گیاهچه کمک کنند. محتوای آببیشتر در خاک و کاهش تبخیر،که توسط مالچ ها حاصل شود،از دلایل عمده افزایش جوانه زدن،سبز شدن و رشد گیاهچه هستند. کاه،مواد نفتی،سنگ ریزه،و ورقه پلاستیک جوانه زنی و رشد اولیه را افزایش میدهند،اما جهت ادامه رشد گیاه بایستی ورقه های پلاستیکی را سوراخ کرده ویاآنها را از سطح خاک برداشت.افزایش درجه حرارت خاک که به علت استفاده از مالچ حاصل می شود،جوانه زدن،سبز شدن و رشد گیاهچه را نیز افزایش میدهد.درجه حرارت بالاتر به تنهایی یا توام با محتوای آب بیشتر،نیز جهت رشد گیاه در مراحل بعدی و زودرسی ان موثر می باشند. در ازمایشی ملاحظه شده گیاهجه ذرت شیرین که در خاکی پوشیده از مالچ پلاستیک شفاف استقرار یافته بود،دو هفته زودتر از گیاهانی که در خاک بدون پوشش کاشته شده بودند اماده برداشت شدند.حصیر های سطحی که در مقایسه با مواد دیگر ،درجه حرارت خاک را پس از آبیاری پایینتر ولی ثابت تر نگه می دارند،جهت افزایش رشد اولیه سیب زمینی solanumtuberosum بسیار مناسبند. در موارد دیگر،حرارت کمتری که به علت استفاده از مالچ ها حاصل شده است ،جوانه زنی ورشد اولیه گیاه را کاهش داده است،البته بعضی اوقات رشد بعدی گیاه در خاک مالچ دار نسبت به خاک بدون مالچ،به علت افزایش رطوبت زیر مالچ بهتر بوده است،اکثر گزارشات موید این است که عملکرد گیاهان به علت استفاده از مالچ در مقایسه با خاک بدون مالچ ،افزایش یافته و غالب مواد مالچی در افزایش عملکرد موثر بودند. گرچه افزایش عملکرد در واحد سطح عموما زیاد نبوده است ،ولی برخی از محققین ان را قابل توجه گزارش کرده اند،افزایش عملکرد در این مطالعات حداقل حدود ۵۰و حداکثر ۳۰۰ درصد بوده است.گرچه واکنش محصول نسبت به مالچ ها عمدتا در ارتباط باآب و خاک و درجه حرارت می باشد،ولی ناشی از افزایش جمعیت گیاهی ،تقلیل پوسیدگی ریشه و تقلیل شوری خاک نیز می باشد. بدون تردید مالچ ها به علت تاثیر ساختمان خاک،عناصر غذایی،فعالیت میکروب ها،توزع ریشه و غیره،نقش مهمی در ازدیاد عملکرد به عهده دارند.کاهش عملکرد گیاهان زراعی در اثر استفاده از مالج ها ،به علت شرایط بخصوص و عموما درجه حرارت خاک بوده است.ذرت ظاهرا نسبت به درجه حرارت پایین زیر مالچ کاه در ابتدای فصل رشد،که معمولا مانع رشد،گیاه میشود،بسیار حساس است. اثرات نامطلوب درجه حرارت پایین،که موجب عملکرد کمتر شده است،در مناطق شمالی تر مشاهده شده است یک مالچ سیاه عملکرد ذرت در کیک (کانادا)را افزایش داد. این افزایش ظاهرا به علت افزایش درجه حرارت خاک بوده است ،البته یک مالچ کاه در ابرتا (کانادا)به علت تقلیل درجه حرارت،افزایش سایه اندازی و گاهی تولید نیترات کمتر،رسیدن محصول گندم را به تاخیر و عملکرد آن را کاهش داده است .یک مالچ سنگریزه در تگزاس (امریکا)،عملکرد ذرت خوشه ای را تقلیل داد،ولی کاهش عملکرد به علت محتوای آب خاک کمتر یا درجه حرارت پایینتر نبود. در حالتی که آب به مقدار کافی موجود بود،یک مالچ کاه درجه حرارت خاک را در مقایسه با سنگریزه بیشتر کاهش داد. اما عملکرد در مالچ کاه بیشتر از مالچ سنگریزه بود.به نظر می رسد که گیاهان کرتی که از مالچ سنگریزه پوشیده شده بودند،دارای کمبود ازت بودنداما میزان ازت خاک در این آزمایش تعیین نشد،کمبود ازت نیتراته خاک ممکن است یکی از عوامل بوده باشد،ولی کیفیت وشدت تشعشع منعکس شده توسط سنگریزه ،نیز ممکن است از جمله عواملی بوده باشد که در کاهش عملکرد موثر بوده اند،علائم ظاهری کمبودازت و در ذرت خوشه ای علوفه ای ،که در ترک های دارای پوشش مالچ سنگریزه کاشته شده بودند،نیز ملاحظه نمود این علائم پس از مصرف کود نیترات امونیم از بین رفت.در برخی ازمایشها ملاحظه شده است که سیستمهای شخصی که مقادیر زیادی بقایای گیاهی در سطح خاک باقی می گذرند،موجب واکنشهای متفاوتی از نقطه نظر عملکرد در غرب امریکا شده اند،در مناطقی مالچ کلشی عموما موجب افزایش عملکرد گندم در مقایسه با شخم با گاو اهن شده است،در حالی که در مناطق مرطوب،عموما عکس ان اتفاق افتاده است. صرفه نظر از اینکه چه روشی موجب افزایش عملکرد می شود. نتایجحاصله از شخم یکطرفه که بقایای گیاهی را زیر خاک می کند،حدواسط شخم با مالچ کلشی و شخم با گاو اهن برگرداندار بود.شخم یکطرفه و شخم مالچ کلشی به ترتیب ۶۸۵-۵۸۵ کیلوگرم در هکتار در سیستم کشت مداوم گندم و ۱۰۵۵ کیلو گرم در هکتار در سیستم آیش گندم بوده است ودر مناطق خشکتر،افزایش عملکرد گندم در شخم مالچ کلش،به علت محتوای بیشتر اب خاک در زمان بذر افشانی بوده است. در بعضی از مناطق گریت پلینز امریکا،سهم متوسط یک سانتیمتر آب ذخیره شده در زمان بذر افشانی در افزایش عملکرد گندم بهاره و پائیزه به ترتیب ۶/۴۶ و ۵/۷۲ کیلو گرم در هکتار بوده است. این ارقام بر اساس این فرض به دست امده است که عملیات مدیریت،تنها از طریق تاثیر بر اب خاک بر عملکرد موثر واقع می شوند. کاهش عملکرد در اثر استفاده از شخم مالچ کلش در مناطق مرطوبتر،ناشی از کاهش حاصلخیزی خاک،کنترل علف های هرز و مسایل مربوط به مدیریت در مورد بقایای گیاهی بوده است.در بعضی از مناطق،آیش شیمیایی پس از به بازار امدن علف کش های شیمیایی مورد ارزیابی قرار گرفته است. گرچه این سیستمها بقایای گیاهی بیشتری را نسبت به مواقعی که برای کنترل علف هرز به کار می رود ،در سطح خاک باقی می گذارندولی بنابر این از خاک در حال فرسایش بهتر محافظت می کنند،ولی عملکرد گیاهان در این سیستمها عموما افزایش نیافته و غالبا کاهش نشان میدهد،(ارمی و همکاران،۱۹۶۱،برک و پاور،۱۹۶۵ ،ویزو ارمی،۱۹۵۸ ،ویز همکاران،۱۹۶۰ و ۱۹۶۷)مقدار بقایای گیاهی در ابتدای آیش جهت افزایش نفوذ پذیری و کاهش تبخیر در مراحل بعدی به ویژه در گریت پلینز جنوبی،بسیار کم بود و بنابر این ذخیره آب افزایش نیافت. در مطالعات اولیه ذخیره آب کم توام با کنترل ناقص علفهای هرز و گیاهان ناخواسته،از عوامل عمده و عموما موثر در حصول نتایج نامطلوب از آیش شیمیایی در دیمزار ها بوده اند.با معرفی وسایل مناسب جهت بذر کاری و مواد شیمیایی موثر تر کنترل علفهای هرز و گیاهان ناخواسته، سیستمهای زراعت بدون شخم و شخم کم،در غرب امریکا طرفدار پیدا کرده است. در کریت پلینز مرکزی،استفاده از آیش شیمیایی جهت کنترل علف هرز موجب ذخیره آب بیشتر در مقایسه با شخم که به منظور فوق انجام شد ،گردید.همچنین با بهره گرفتن از آیش شیمیایی،عملکرد گندم و ذرت خوشه ای مساوییا بیشتر از عملکرد حاصله با بهره گرفتن از آیش توام با شخم بود. ظاهرا مقدار بقایای گیاهی تولید شده در گریت پلیتز مرکزی و شمالی جهت افزایش نفوذپذیری و کاهش تبخیر،کافی است. همچنین کاه سر پای گندم جهت افزایش ذخیره آب در طول آیش به علت نگهداری برف،موثر است. در گریت پلیتز جنوبی،مقدار بقایای گیاهی تولید شده در زراعت های دیم غالبا کمتر از مناطق شمالی تر است و ذخیره آب در طول آیش نیز کمتر است. البته در زراعت فاریاب (گندم،ذرت خوشه ای) که به مقیاس وسیعی در گریت پلینز جنوبی انجام می شود ،مقدار زیادی بقایای گیاهی تولید می شود. این بقایای گیاهی وقتی می توانند موجب افزایش ذخیره آب در طول آیش شوند،که در سطحی خاک به صورت مالچ حفظ شوند و علفهای هرز و گیاهان ناخواسته با علف کشها کنترل شوند. آب اضافی که بدین طریق در خاک ذخیره می شود. در کاهش مقدار آب لازم جهت آبیاری قبل از کشت یا آبیاری فصلی محصولات فاریاب بعدی موثر است و یادرافزایش عملکرد زراعت دیم بعدی موثر خواهد بود.
۲ -۶ – ۹- اثر مالچ بر عملکرد دانه لوبیا
به منظور بررسی کارآرایی مصرف آب و عملکرد لوبیا در شرایط آبیاری و مالچ کاه ، آزمایش کرت های خرد در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار در شهرستان آستانه اشرفیه در سال زراعی ۱۳۹۱ اجرا گردید . در این تحقیق مدیریت آبیاری شامل بدون آبیاری و آبیاری با دورهای ۶، ۱۲ ، ۱۸ روز و مقادیر مختلف مالچ کاه شامل ۰ ، ۱ ، ۲ ، ۳ سانتی متر در هر پلات انتخاب شد . نتایج تحقیق نشان داد که مدیریت آبیاری و سطوح مختلف مالچ بر عملکرد دانه معنی دار بود . ولی اثر متقابل آن ها بر عملکرد دانه معنی دار نشد و عملکرد دانه در سطوح مختلف مالچ با تولید ۱۵۸۵٫۶ کیلوگرم در هکتار بیتر از سایر تیمار ها بود ( خنک و همکاران ، ۱۳۹۲ ) . به منظور ارزیابی اثرات مالچ زنده لوبیا چشم بلبلی بر وزن خشک علف های هرز و عملکرد ذرت دانه ای پژوهشی مزرعه ای در سال ۱۳۸۸ به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک های تصادفی اجرا گردید . با توجه به نتایج نتیجه گیری شد که برای دستیابی به بهترین عملکرد دانه ذرت و سرکوبی رشد علف های هرز کاربرد لوبیا بلبلی با تراکم ۷۵ درصد به عنوان مالچ زنده و سرکوبی رشد آن در مرحله ۱۰ برگی ذرت توصیه شده است .
۲ – ۶ – ۱۰- اثر مالچ در کنترل علف های هرز
تحقیقات نشان می دهد که کاربرد بقایای گیاهان زراعی به عنوان مالچ بر تعدیل نوسانات دمای خاک ، کاهش رواناب ، افزایش نفوذپذیری و بهبود ساختمان خاک می توان باعث افزایش عملکرد گیاه زراعی گردند و با خواص آللوپاتی بالا می توانند باعث کاهش خسارت علف های هرز شوند ( بیلالیس و همکاران ، ۲۰۰۳ ، هیما و همکاران ف ۲۰۰۵ ، ماچادو ، ۲۰۰۷ ) گزارش شده است که استفاده از کاه و کلش به عنوان مالچ در زمین های زراعی موجب افزایش عناصر غذایی به صورت قابل استفاده برای گیاهان زراعی بوده و در نهایت باعث کاهش مصرف کودهای شیمیایی می گردد ( اوانس ف ۲۰۰۰ ) . بنا بر گزارش برخی محققین کاربرد مالچ کاه در خاکی که ذرت کشت شده باعث کاهش رشد گیاهچه های علف هرز شده که این امر عمدتا به خاطر کاهش نفوذ نور است که با تولید یک لایه خفه کننده موجب کاهش فتوسنتز می شود ( آتور رحمان و همکاران ، ۲۰۰۵ ) . مالچ سیاه به خوبی علف هرز را کنترل می کند اما پلاستیک شفاف نیاز به یک علف کش یا ضد عفونی کننده دارد .اغلب علف های هرز بین مناطق فاقد مالچ می تواند به وسیله علف کش کنترل شود . مالچ سیاه و پلاستیک وقتی با مالچ های سیاه ، سفید رو سیاه ، قرمز ، انتخاب کننده یا دیگر مالچ های مات استفاده شود کنترل می کند . خیلی کم اتفاق می افتد که علف هرزی در زیر مالچ رشد کند. مالچ ها از ورود نور جلوگیری می کنند وگیاه را از طول موج های مشخص نور که برای جوانه زنی لازم است محروم می سازد، در نتیجه علف هرز از بین می رود( هوماس و همکاران ، ۲۰۰۰ ) . یک محصول که با مالچ پلاستیکی پوشیده می شود می تواند رشد علف های هرز را کاهش دهد و بعضی از علف کش ها در زیر پلاستیک برای کاهش رشد علف های هرز می تواند به کار رود . مالچ های انتخاب کننده طول موج از رشد بیشتر علف های هرز جلوگیری می کنند . اما مقدار معدودی گونه های علف هرز می توانند در زیر ان ها رشد کنند.
۲-۷- آهن
آهن یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاهان است . در صورت کمبود آن ، سبزینه ( کلروفیل ) به مقدار کافی در سلول ها یافت نمی شود و برگ ها رنگ پریده به نظر می آیند . زردی برگ ناشی از آهک ، شکل خاصی از کمبود آهن در گیاه است که در بخش وسیعی از کشور ما را فرا گرفته است ( زرین کفش ، ۱۳۷۶ ) اولین بار در سال ۱۸۶۰ ضرورت وجو آهن برای گیاهان توسطVan Sachs و Knop کشف شد و از آن زمان تا کنون تحقیقات بی شماری در این رابطه انجام گرفته است . البته این تحقیقات در ایران از دهه ۴۰ آغاز شده و رشد کندی نیز داشته است و عمدتاً بر روی درختان میوه بوده است . بر اساس نتایج این مطالعات ، زرد برگی ناشی از آهک ( Lime induced chlorious ) بخش وسیعی از کشور ما را فرا گرفته است که علت اصلی آن کمبود آهن در گیاه است . ( سالاردینی ، ۱۳۸۲ ) آهن در خاک از طریق انتشار و حرکت توده ای و عمدتاً به صورت آهن فریک ( Fe³⁺ ) منتقل و زمانی که وارد ریزو سفر گیاهی می شود ، به فرم آهن فرو ( Fe²⁺ ) احیا و سپس توسط ریشه جذب می گردد ( محمودی و حکیمیان ، ۱۳۸۰ ) .به طور کلی از دو استراتژی مشخص برای محلول نمودن و جذب آهن از خاک استفاده می کنند : دسته ای از گیاهان شامل گیاهان دو لپه ای و تک لپه ای های غیر گرمینه ای در عکس العمل به کمبود آهن یک سری واکنش ها و تغییرات از لحاظ شکل و وظیف فیزیولوژیکی در ریشه هایشان صورت می دهند که در این تغییرات موجب افزایش توانایی گیاه برای حل و جذب نمودن آهن از محیط می گردد . گیاهان این دسته برای جبران کمبود آهن ، در داخل ریشه خود پروتون ( احیا کننده ) ایجاد کرده که این پروتون به خارج از ریشه پمپ شده و در نتیجه آهن فریک به آهن فروس تبدیل می گردد که بیشتر قابل جذب گیاه است . و یا اینکه ریشه یک مقداری مواد کلات کننده ایجاد می کند که این مواد کلات کننده هم آهن دو و هم آهن سه را می توانند کلات کرده و در اختیار گیاه قرار دهد ( سالار دینی ، ۱۳۸۲ ) . دسته دیگر از گیاهان که شامل گرامینه ها و گراس ها می باشند ، می توانند از طریق ترشح لیگاندهای آلی با وزن مولکولی کم ، به نام سیدروفور که یک آمینو اسید غیر پروتئینی است . یون های Fe³⁺را حل نموده و برای جذب آماده سازند لازم به ذکر است که این استراتژی ها در صورتی بروز می کنند که گیاه دچار کمبود باشد ( سالار دینی ، ۱۳۸۲ ) . آهن نقش تاثیر گذاری را در گیاهان دارد . دو گروه از پروتئین های حاوی آهن ، به نام های پروتئین های غیر هم در گیاهان وجود دارد . پروتئین های هم شامل سیتوکروم های مختلف هستند . علاوه بر این دیگر پروتئین های هم شامل اکسیداز سیتوکروم ، کاتالاز پراکسیداز و لگ هموگلوبین هستند که در گروه های ریشه غلات دیده می شوند . معروف ترین پروتئین آهن – گوگرد ( پروتئین غیر هم ) ، فرودکسن است . پروتئین های آهن – گوگرد در فرایند های سوخت و ساز نظیر فتوسنتز ، احیا سولفات ( So^4– ) به سولفیت ( So^3- ) ، تنفس و تثبیت N₂ دخالت دارند . آهن تعدادی از آنزیم ها را فعال ساخته و نقش مهمی در سنتز RNA دارد . در اثر کمبود آهن غلضت کلروفیل و دیگر رنگیزه های گیاهی نظیر کاروتن و گزانتوفیل کاهش می یابد . آهن در فعال ساختن حامل های الکترون هر دو فتوسیستم ( I و II ) موثر است . در اثر کمبود آهن فتوسنتز شدیداً کاهش می یابد در حالی که کمبود آن اثری بر تنفس ندارد . در اثر کمبود آهن به علت کاهش فرودکسن و در نتیجه کاهش احیاء نیتریت ، نیترات در گیاه تجمع می یابد . در لگوم های که از کمبود آهن رنج می برند ، احتمالاً به علت صدمه دیدن تکثیر باکتری ها در طی تشکیل اولیه گره بندی توسط ریزوبیوم ها مختل می گردد ( زرین کفش ، ۱۳۷۶ ). به طور کلی در برگ های تمام گونه های گیاهی علامت اصلی کمبود آهن جلوگیری از رشد کلوپلاست است ( فتحی ، ۱۳۷۸ ) . همچنین در مورد تاثیر آهن گزارش شده است که کمبود دومین کمبود مهم در بین عناصر غذایی میکرو می باشد که به وسیله خاک های آهکی و بازی ، رطوبت بالا و دمای پایین تشدید می شود ( راشید و رایان ، ۲۰۰۴ ) . لذا کلروز در ارتباط با کمبود آهن به طور معمول نتیجه مستقیم کمبود قطعی این عنصر در خاک نمی باشد . بلکه ناشی از اثرات ثانوی تداخل آهن با سایر عناصر غذایی ، خاک های مختلف و عوامل محیطی می باشد . ( اردل و همکاران ، ۲۰۰۴ ) .امروزه یکی از مهمترین خصوصیات خاک که باعث ایجاد مشکل در تغذیه آهن می شود کربنات کلسیم و منیزیم می باشد که ۳۰ درصد از زمین های زراعی جهان مسئله ساز می باشد ( تاگلیاوینی و همکاران ، ۲۰۰۱ و اردل و همکاران، ۲۰۰۴ ) . لذا کلروز ناشی از کمبود آهن عمدتاً در مناطقی با خاک های آهکی و بازی اتفاق می افتد(آلورز فرناندز و همکاران،۲۰۰۵ ).هلال و همکاران ( ۲۰۰۶ ) بیان کردند که شرایط قلیایی خاک از جذب آهن به وئسیله تداخل با ریزوسفر اسیدی اطراف ریشه ها جلوگیری می کند . علاوه بر قلیاییت بالا ، سطح بالای نیترات نیز کلروز آهن افزایش می دهد . در هرحال محققین بیان داشته اند محلول پاشی آهن نیز یک روش اقتصادی برای کلروز ناشی از کمبود آهن می باشد . البته مطالعات اخیر نشان داده است که کارایی محلول پاشی بسته به گونه گیاه و شرایط مورد آزمایش می تواند متفاوت باشد ( فرناندز و ابرت ، ۲۰۰۵ و فرناندز و همکاران ، ۲۰۰۵ ) . همچنین محققان بیان داشته اند بعضی ز اثرات کلروز القا شده در اثر زیاد بودن آهک را می توان با کاشت بذوری که دارای مقادیر زیادی آهن هستند اصلاح کرد . ( مورگان و همکاران ، ۲۰۰۲ ).طبق گزارش های چاک ماک و همکاران ( ۲۰۱۰ ) به خاطر دخالت مستقیم آهن در سنتز پروتئین ، کمبود آهن ، میزان کل پروتئین ها را کاهش می دهد . یک ارتباط مثبت و نزدیک بین غلظت پروتئین دانه ، روی و آهن در ذرت شناسایی شده است و ژن های کنترل کننده غلظت پروتئین ، روی و آهن ، احتمالاً با هم تفریق می یابند . هم مکان روی ، آهن ، پروتئین و آمینو اسیدها و ارتباط خیلی مثبت بین پروتئین ، روی و آهن نشان می دهد که پروتئین های دانه یک مخزن برای روی و آهن هستند . در جنین روی در اشکال پروتئینی به میزان کمتر یا مساوی ۶۰۰ میلی گرم در کیلوگرم تجمع پیدا می کند . طبق مطالعات فرج زاده و همکاران ( ۲۰۰۹ ) استفاده مطلوب آهن و روی در کندم باعث افزایش میزان پروتئین دانه می گردد . آهن در ساخته شدن رنگیزه های گیاهی چون کلروفیل ، کاروتن و گزانتوفیل در گیاهان ضروریست . پروتئین های آهن – گوگرد که معروف ترین آن ها فرودکسین است در فرآیندهای سوخت و ساز نظیر فتوسنتز ، احیاء سولفات به سولفیت ، تنفس و تثبیت نیتروژن دخالت دارند . افزایش فتوسنتز باعث افزایش تعداد دانه می شود ( ضیائیان ، ۱۳۸۲ )اسمیت ( ۱۹۸۴ ) گزارش داد آهن نقش مهمی در سوخت و ساز گیاهی به خصوص در سنتز کلروفیل که برای فتوسنتز گیاه ضروری است ، بازی می کند . ملکوتی و طهرانی ( ۱۳۷۸ ) بیان کردند که کمبود عنصر آهن می تواند اثرات نامطلوبی بر رشد غلات و به دنبال آن سلامت افراد جامعه داشته باشد . از این رو تامین غلظت مناسب از این عنصر در دانه گندم از اهمیت خاصی برخوردار است ( اگراوال ، ۱۹۹۲ ) . ضمن مطالعه نیاز گندم به عناصر کم مصرف و از جمله آهن ، حد بحرانی آهن در خاک را که با روش DTPA عصاره گیری شده بود ، ۵ میلی گرم بر کیلوگرم خاک تعیین نمود . در حالی که ( لیندسی و نورول ، ۱۹۷۸ ) حد بحرانی آهن در خاک را توسط این روش ۵/۲ تا ۵/۴ میلی گرم به ازای هر کیلوگرم خاک گزارش نمودند.نتایج حاصل از تحقیقات بلالی و همکاران( ۱۳۸۰ ) در مورد کاربرد آهن نشان داد که اگر هدف از کود دهی افزایش عملکرد باشد ، کاربرد خاکی و اگر هدف افزایش غلظت باشد ، روش محلولی پاشی توصیه می گردد و زمانی که هر دو فاکتور مورد نظر باشد روش توام خاکی و محلول پاشی توصیه می گردد.بلالی و ملکوتی ( ۲۰۰۲ ) در آزمایش های خود در مزارع گندم ۱۰ استان ایران ، به این نتیجه رسیدند که با مصرف سکوسترین آهن ، علاوه بر افزایش ۲۰ درصدی عملکرد ، غلظت آهن در دانه و کلش گندم ، افرایش و درصد پروتئین نیز بهبود می یابد . دمیرکیران ( ۲۰۰۹ ) در آزمایشات خود بر روی روش های مصرف آهن در گندم در یک خاک آهکی نشان داد که محلول پاشی آهن موجب ایجاد بالاترین غلظت و جذب آهن در اندام هوایی می شود و مصرف خاکی موجب ایجاد بالاترین عملکرد دانه می گردد . تاندون ( ۲۰۰۳ ) گزارش داد که در ۴۵۳۰ مزرعه تحت کشت گندم در هندوستان پس از مصرف کود محتوای آهن ف ۷۸۰ کیلوگرم در هکتار افزایش عملکرد به دست آورده اند . همانتارانجان و گراگ ( ۲۰۰۸ ) ضمن مطالعات خود نشان دادند که مصرف آهن موجب افزایش معنی داری در تعداد خوشه در متر مربع ، طول خوشه ، تعداد دانه در خوشه ، وزن هزار دانه و عملکرد دانه گندم شد . ضیائیان و ملکوتی ( ۲۰۰۱ ) اظهار داشتند که مصرف آهن موجب تغییر در تعداد دانه در خوشه از ۲/۳۳ به ۰/۳۶ دانه و وزن هزار دانه از ۷/۴۴ به ۰/۴۸ گرم رسیده است که این تغییرات از لحاظ آماری در سطح ۱ درصد معنی دار بود . توانایی ریشه گیاهان مختلف در ایجاد شرایط مناسب برای جذب آهن متفاوت است . گیاهان مقاوم به کمبود آهن ، ریشه های کارایی برای جذب آهن دارند . ریشه گیاهان حساس به کمبود آهن ، کارایی مناسبی برای جذب آهن ندارند . این خصوصیت بیشتر جنبه وراثتی دارد ( همانتارانجان و گراگ ، ۲۰۰۰ ).ماریوتی و همکاران ( ۱۹۹۶ ) در آزمایش های گلدانی روی گیاه ذرت و آفتابگردان با به کاربردن آهن در سطوح مختلف نشان دادند که کمبود آهن وزن خشک برگ ، غلظت آهن و کلروفیل آن را به طور معنی داری کاهش می دهد .
۲-۷-۱- اهمیت آهن در تغذیه گیاهان زراعی
آهن یکی از عناصر کم مصرف مهم در گیاه است . در سیستم های هوازی که pH آن ها در محدوده فیزیولوژیکی قرار دارد ، غلظت یون های Fe³⁺ و Fe²⁺کمتر از ۱۰ مولار است . بنابراین ، کلات های Fe³⁺و گاهی اوقات Fe²⁺، شکل های غالب آهن در محلول خاک یا محلول های غذایی می باشند . به طور کلی ، آهن دو ظرفیتی شکل اصلی آهن قابل جذب در بیشتر گیاهان است . آهن ، عنصری انتقالی بوده ویژگی اصلی آن شرکت در واکنش اکسایش و کاهش است . این عنصر توانایی بالایی برای تشکیل کمپلکس های هشت وجهی با لیگاندهای مختلف دارد . بسته به نوع لیگاندهای اکسایش و کاهش آهن به مقدار زیادی متغیر است . این تنوع در پتانسیل اکسایش در سیستم های زیستی اهمیت ویژه ای دارد .تمایل آهن برای تشکیل کمپلکس مختلف نظیر اسیدهای آلی یا فسفات های معدنی ، باعث می شود تا انتقال کوتاه یا طولانی مسیر Fe³⁺ و Fe²⁺اهمیت زیادی نداشته باشد . به علاوه در سیستم های هوازی یون های Fe³⁺ و Fe²⁺و بسیاری از کلات های آهن در تولید رادیکال های هیدروکسل و اکسیژن بسیار موثرند . این رادیکال ها مسئول اصلی اکسایش اسیدهای چرب غیر اشباع سلولی می باشند . برای کاهش خسارت ناشی از اکسایش ، آهن به پروتئین های (( هم )) و (( غیر هم )) متصل می شود تا امکان برگشت پذیری این واکنش ها فراهم شود ( خوش گفتار منش ، ۱۳۸۶ ) بخش زیادی از آهن موجود در گیاهان در پورفیرین قرار دارد . پورفیرین های حاوی آهن در گیاهان بیشتر به صورت سیتوکروم ها می باشد . سیتوکروم ها بخش کلیدی سیستم های فتوسنتز و تنفسی هستند . نقش اصلی آهن در گیاهان در واکنش های کاهشی در کلوپلاست و میتومندری است.آهن همچنین در بسیاری از سیستم های آنزیمی یافت می شود . به طور کلی ، وظایف آهن در گیاه را در موارد زیر می توان خلاصه کرد ( ۱۹۹۹ ، Mendo ).

• • جزء ساختاری مولکول های پورفیرین، سیتوکروم ها ، هم ، هماتیت ، فری کروم ، هموگلوبین های گیاهی موثر در واکنش های موثر اکسایش – گاهش در سیستم های تنفسی و فتوسنتزی می باشد .

• • جزء ساختاری مولکول های بدون هم ، فریدوکسین ها ( پروتئین های حاوی گروه Fe-S ) فعال کننده برخی سیستم های آنزیمی ، سیتوکروم اکسیداز ، کاتالاز ، هیدرولاز ، نیتروژناز .

• • در اثر کمبود آهن ، فتوسنتز و تنفس که مهم ترین فرآیندهای زیستی در گیاه است متوقف شده و این امر سبب توقف در رشد و تکامل گیاه می شود .

۲-۷-۲- نقش آهن در فتوسنتز
گیاهانی که دچار کمبود آهن هستند کاهش میزان فتوسنتز را نشان می دهند (Sharma et al.. 2006 ) . اثر آهن بر فتوسنتز شامل تغییرات در ساختار کلروپلاست ، انتقال الکترون های فتوسنتزی و یا تثبیت Co2 می باشد . کمبود آهن باعث تغییر در ساختار کلروپلاست می شود . برگ های گیاه ذرت که دچار کمبود آهن هستند نشان می دهد که کلروپلاست سلول های مزوفیل و غلات آوندی غیر طبیعی هستند و همچنین کلروپلاست سلول های مزوفیل ، کاهش در تعداد و اندازه گرانا تیلاکوئید را نشان می دهد . گلوپلاست سلول های باندول شیت افزایش فضای تیغه ها و حضور گلبول های اسموفلیک را نشان می دهد . میزان کاهش فتوسنتز در اثر کمبود آهن در گیاهان در گیاهان باعث ایجاد خسارت به غشاء تیلاکوئید و در نتیجه افزایش تولید گونه های فعال اکسیژن می گردد . رنگل ( Rangel,1998 ) نشان می دهد که کمبود آهن باعث اختلال و تخریب در تیلاکوئید کلروپلاست و اجزای استروما می شود که در نتیجه فتوسنتز در منطقه فعال فتوسنتزی برگ ها کاهش می یابد . آهن در فعال سازی حاملین الکترون هر دو فتوسیستم ( I و II ) موثر است . در اثر کمبود آهن فتوسنتز شدیداً کاهش می یابد . در اثر کمبود آهن به علت کاهش فرودکسین و در نتیجه کاهش احیاء نیتریت ، نیترات در گیاه تجمع می یابد . در لگوم های که از کمبود آهن رنج می برند ، احتمالاً به علت صدمه دیدن تکثر باکتری ها در طی تشکیل اولیه گره بندی توسط ریزوبیوم ها مختل می شود . به طور کلی در برگ های تمام گونه های گیاهی علامت اصلی کمبود آهن جلوگیری از رشد کلروپلاست است.
۲-۷-۳- نقش آهن در سنتز پروتئین
آهن نقش تاثیرگذاری را در گیاهان دارد . دو گروه از پروتئین های حاوی آهن ، به نام های پروتئین های هم و پروتئین های غیر هم در گیاهان وجود دارد . پروتئین های هم شامل سیتوکروم مختلف هستند علاوه بر این دیگر پروتئین های هم شامل اکسیداژ سیتوکروم ، کاتالاز پراکسیداز و هموگلوبین هستند که در گره های ریشه غلات دیده می شوند . معروف ترین پروتئین آهن – گوگرد ( پروتئین غیر هم ) ، فرودکسن است . پروتئین های آهن – گوگرد در فرآیندهای سوخت و ساز نظیر فتوسنتز ، احیا سولفات ( -SO^2- ) به سولفیت ( -SO3) ، تنفس و تثبیت N2 دخالت دارند . آهن تعدادی از آنزیم ها را فعال ساخته و نقش مهمی در سنتز RNA دارد . در اثر کمبود آهن غلظت کلروفیل و دیگر رنگیزه های گیاهی نظیر کاروتن و گزانتوفیل کاهش می یابد . به محض ورود آهن به درون برگ ها ، در یک واکنش آسیمیلاسیونی مهم دخالت دارد که طی آن آهن به ساختار پیش ماده پورفیرین گروه های هم در سیتو کروم های واقع در کلروپلاست ها و میتوکندری ها ، وارد می شود . این وامنش به وسیله آنزیم فرو کلاتاز کاتالیز می شود ( Jones,1983 ) . بیشتر آهن موجود در گیاهان در گروه های هم یافت می شود . علاوه بر این ، پروتئین های آهن – گوگرد زنجیره انتقال الکترون دارای آهن غیر هم هستند که به واسطه پیوند کووالانسی به اتم های گوگرد بقایای سیستئین در اپوپروتئینمتصل شده اند . در مرکز Fe₂S₂ نیز یافت می شود که دارای دو آهن ( که هر کدام با اتم های گوگرد بقایای سیستئین کمپلکس تشکیل می دهند ) و دو سولفید معدنی هستند . آهن آزاد ( یعنی آهنی که با ترکیبات کربن کمپلکس تشکیل نداده است ) ممکن است در جهت تشکیل آنیون های سوپر اکسیداز ( -O2 ) بر همکنش نشان دهد . این آنیون ها قادرند به واسطه از بین بردن ترکیبات لیپیدی غیر اشباع به غشاها آسیب وارد کنند . ممکن است سلول های گیاهی با ذخیره آهن مازاد در یک کمپلکس آهن – پروتئین که به آن فیتو فریتن گفته می شود ، خسارت احتمالی را محدود نمایند ( Bienfait and Van der Mark , 1983 ) . فیتو فریتن دارای یک قشر ( پوسته ) پروتئینی با ۲۴ زیر واحد مشخص است که یک کره توخالی با وزن کمولکولی حدود ۴۸۰ کیلو دالتون را تشکیل می دهد . در درون این کره ، هسته ای مشتمل بر ۵۴۰۰ تا ۶۲۰۰ اتم آهن در قالب یک کمپلکس اکسید – فسفات وجود دارد . در مورد این که آهن چگونه از فیتو فریتین آزاد می شود ، نظر قاطعی وجود ندارد ، اما به نظر می رسد تجزیه قشر پروتئینی در این مورد دخالت دارد . مقدار آهن آزاد در سلول های گیاهی تنظیم کننده زیست ساختی فیتو فریتین است ( Lobreaux and Brait , 1992 ). فیتو فریتین ها علاقه مندان زیادی دارند ، چرا که احتمالاً آهن در این شکل متصل به پروتئین ، به مقادیر بسیار زیاد در اختیار انسان ها قرار دارد و غذاهای غنی از فیتوفیتین نظیر سویا ممکن است بتواند مشکلات ناشی از کم خونی تغذیه ای ( آنمی در انسان را بر طرف نماید ( Welch and Graham , 2004 ).
۲-۷-۴-سطح بحرانی آهن در گیاه لوبیا
تلاش های زیادی جهت تعیین سطح بحرانی آهن در گیاه لوبیا انجام گرفته است . اما با این وجود منابع ثابتی در ارتباط با یک سطح ویژه بحرانی از آهن در لوبیا وجود ندارند (Robinson et al.., 1999 ). بررسی های صورت گرفته در زمینه کلروز آهن در مزارع لوبیا نشان داده اند زمانی که کربنات کلسیم خاک بیش از ۲۰ تا ۲۵ درصد و مقدار آهن خاک کمتر از ۵/۲ کیلوگرم در هکتار باشد ، بوته های لوبیا علائم زردی از خود نشان می دهند . سطح بحرانی آهن در خاک را برای گیاه لوبیا حدود ۲۵ میلی گرم آهن در هر کیلوگرم خاک و سطح بحرانی آهن دو ظرفیتی در گیاه را حدود ۶ میلی گرم در هر کیلو گرم ماده خشک تعیین کرده اند ( Volker and HORST,1983 ) .
۲-۷-۵-عوامل موثر بر فراهمی آهن برای گیاه
مهم ترین عوامل موثر بر قابلیت استفاده آهن در خاک ، ویژگی های خاکی نظیر مقدار کل فلز در خاک ، pH ماده آلی ، محل های جذب سطحی ، فعالیت میکروبی و رژیم رطوبتی می باشد . عوامل دیگر نظیر شرایط آب و هوائی و بر همکنش با سایر عناصر پر مصرف و کم مصرف در خاک و گیاه نیز تاثیر قابل ملاحظه ای بر قابلیت استفاده آهن دارد . pH خاک مهم ترین عامل تاثیر گذار بر قابلیت استفاده آهن بر گیاه می باشد . افزایشpH خاک سبب تشدید جذب سطحی این عناصر در سطوح اجزاء خاک ، نظیر کانی های رسی و اکسیدهای فلزی می شود . جذب سطحی سبب کاهش حلالیت و در پی آن ، کاهش قابلیت استفاده آهن و برای گیاه می شود ( Brummer et al , 1998 ) . در pH بالا ، رها سازی آهن از سطوح جامد خاک کاهش یافته و قابیلت جذب آهن توسط گیاه محدود می شود.دانگ ( Dang et al,1993 ) رها سازی آهن در خاک های با pH بالا سبب کاهش قابلیت استفاده آهن برای ریشه های گیاهی می شود ( Ma and Lindsey,1993 ) . بنابراین غلظت آهن در محلول های خاک به مقدار زیادی به pH خاک بستگی دارد . در بیشتر خاک های آهکی ، غلظت آهن محلول خاک پایین تر از این محدوده بوده و همین امر سبب افزایش احتمال بروز کمبود آن ها در گیاهان می شود ( Lindsey,1993 ) . رطوبت خاک سبب کمبود آهن در گیاه می شود .
فصل سوم
مواد و روش ها
۳-۱- زمان و موقعیت جغرافیایی و اقلیمی محل اجرای طرح
این آزمایش در سال زراعی ۱۳۹۲ در یک زمین زراعی واقع در روستای سالستان از توابع شهرستان آستانه اشرفیه اجرا گردید .
۳-۲- ویژگی آب و هوایی منطقه
میزان بارندگی سالانه محل آزمایش بر مبنای میانگین ۱۰ ساله برابر ۱۳۵۹ میلی متر و متوسط درجه حرارت آن ۱۵٫۹ درجه سانتی گراد می باشد . بر اساس تقسیمات هواشناسی این منطقه جزء مناطق نیمه مدیترانه ای گرم می باشد که تابستان هوای گرم و زمستان های ملایم دارد و به دلیل همجواری با دریای خزر فصل مرطوب و رطوبت نسبی آن ۴۰ تا ۱۰۰ درصد است .
۳-۳- تعیین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش
جهت شناسایی خاک محل آزمایش ،ابتدا از نقاط مختلف زمین نمونه برداری انجام شد و سپس نمونه مرکبی تهیه گردید ،آنگاه بر روی این نمونه پارامتر هایی نظیر EC ، PH،مقدار ازت کل،فسفر ،پتاسیم قابل جذب،آهن قابل جذب،روی قابل جذب و بافت خاک اندازه گیری شد. نتیجه آزمایش خاک در جدول ۳-۱ ارائه شده است.
جدول۳-۱- مشخصات خاک محل انجام آزمایش