بررسي تاثير زمان و شدت ميدان مغناطيسي بر صفات فيزيولوژيک نهال گياه گوجه فرنگي
محورهای موضوعی : بهینه سازی الگوی کشت
خدیجه کلی
1
,
علی غلامی
2
,
ابراهیم پناهپور
3
,
مهدی نورزاده حداد
4
1 - دانشجوي دکتري خاکشناسي، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامي، اهواز، ايران.
2 - دانشيار گروه خاکشناسي، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامي، اصفهان، ايران.
3 - گروه خاکشناسی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.
4 - پژوهشکده کشاورزي هسته اي، پژوهشگاه علوم و فنون هسته اي، سازمان انرژي اتمي،کرج.
کلید واژه: جوانه گوجه فرنگي, رشد گياه, زمان و شدت ميدان مغناطيسي, صفات فيزيولوژيک, گياهچه,
چکیده مقاله :
مقدمه: تغييرات آب و هوايي باعث کاهش شاخص امنيت غذايي و حاصل خيزي خاک شده و تأثير قابل توجهي بر بخش کشاورزي دارد. با توجه به اينکه بخش بزرگي از ايران تحت پوشش آب و هواي خشک قرار دارد، نيازهاي امنيت غذايي کشور در بحبوحه تغييرات اقليمي با چالش‌هاي جدي مواجه است. از سويي ديگر استفاده مکرر و زياد از کودهاي شيميايي در سال هاي اخير منجر به بروز مشکلات زيست محيطي همچون آلودگي منابع آب و تخريب منابع ارزشمند خاکي شده است. بر همين اساس استفاده از تکنيک‌هاي نوين و سازگار با محيط زيست مي‌تواند از راهکارهاي سازگاري با اين شرايط و بهبود شرايط زيست محيطي قلمداد گردد. يکي از روش هاي نويني که مي تواند به اين منظور مورد استفاده قرار گيرد، استفاده از ميدان مغناطيسي در کشاورزي است. تحقيقات گذشته نشان داده که در معرض قرار دادن بذور و گياهان با ميدان مغناطيسي حاکي از بروز اثراتي در فرايندهاي متابوليکي گياه مي باشد. در اين راستا و به منظور بررسي اثر شدت و مدت ميدان مغناطيسي بر روي جوانه زني و ويژگي هاي فيزيولوژيک گياه گوجه فرنگي تحقيق حاضر انجام شد.
روش بررسي: اين تحقيق در يک گلخانه تحقيقاتي واقع در اصفهان انجام شد. آزمايش در قالب طرح کاملا تصادفي و به صورت اسپيلت پلات اجرا شد. تيمارها شامل: قرار دادن بذرها در ميدان مغناطيسي ثابت 120،80،40،20،15 و 240 ميلي تسلا و مدت زمان در معرض قرار گرفتن بذرها براي هر شدت شامل 20،15،10،5 دقيقه و شاهد(بدون در معرض قرار دادن بذرها) بودند. طول کل گياهچه، قطر ساقه چه، طول ريشه چه، ميزان کلروفيل برگ، وزن تر و خشک کل گياهچه، وزن تر و خشک ريشه چه، وزن تر و خشک ساقه چه اندازه گيري شد.
نتايج و بحث: نتايج نشان داد که تيمارهاي شدت و مدت ميدان مغناطيسي بطور معني داري(سطح احتمال يک درصد) بر صفات مورد ارزيابي تاثير داشتند. بطوريکه تيمار T10B240 منجر به کاهش شديد وزن خشک ساقه چه شده ولي تيمار T15B40 سبب افزايش معني دار اين ويژگي تا بيش از 34 درصد نسبت به تيمار شاهد شده است. همچنين بيشترين وزن تر و خشک ريشه چه به ترتيب در تيمارهاي T15B40 و T10B240 اندازه گيري شد. بر اساس نتايج به دست آمده عملکرد تيمار T20B15 نيز مشابه تيمار T15B40 بوده است که مبين آن است که با افزايش زمان و کاهش شدت ميدان مغناطيسي مي توان نتايج مشابهي در بهبود شرايط ريشه گياه گرفت. بر اساس نتايج به دست آمده طول گياه در تيمارهاي T15B40 و T20B15 به ترتيب 32/24 و 4/22 سانتيمتر و در تيمار T10B240 اين مقدار 83/13 سانتيمتر و در تيمار T0B0 طول گياه 66/17 سانتيمتر اندازه گيري شد. مقادير قطر ساقه اندازه گيري شده براي تيمارهاي T15B40، T20B15، T10B240 و T0B0 به ترتيب 91/2، 75/2، 227/0 و 95/1 ميليمتر بود. بر اساس اندازه گيري هاي صورت گرفته ميزان کلروفيل گياه با اعمال ميدان مغناطيسي در زمان ها و شدت هاي مختلف نتايج متفاوتي داشته است. به نحوي که بهترين عملکرد در افزايش ميزان کلروفيل گياه مربوط به تيمارهاي T15B40 و T20B15 و کمترين ميزان کلروفيل مربوط به تيمارهاي با شدت ميدان مغناطيسي 240 ميلي تسلا و زمان هاي بيش از 5 دقيقه بوده است.
نتيجه گيري: نتايج اين تحقيق نشان داد که در شدت هاي بالاتر از 40 ميلي تسلا نتايج مطلوبي حاصل نشد به طوري که در تيمارهاي با شدت مغناطيسي 240 ميلي تسلا ويژگي هاي فيزيولوزيک گياه گوجه فرنگي در بسياري موارد نسبت به تيمار شاهد کاهش قابل ملاحظه اي داشت. بر همين اساس مي توان اذعان نمود که اعمال ميدان مغناطيسي با شدت کم و زمان 15دقيقه براي گياه گوجه فرنگي مي تواند به عنوان يك عامل محرك رشد غير تهاجمي و غير مخرب استفاده گردد.
Introduction: Climate changes have led to decreased food security indices and soil fertility, significantly impacting the agricultural sector. Given that a large part of Iran is covered by arid climate, the country's food security needs face serious challenges amid climate change. On the other hand, repeated and excessive use of chemical fertilizers in recent years has caused environmental problems such as water pollution and degradation of valuable soil resources. Therefore, the use of new and environmentally friendly techniques can be considered as adaptation strategies to these conditions and improvements in environmental conditions. One such novel method is the use of magnetic fields in agriculture. Previous research has shown that exposing seeds and plants to magnetic fields induces effects on the plant's metabolic processes. Accordingly, this study was conducted to investigate the effects of magnetic field intensity and duration on the germination and physiological traits of tomato plants.
Materials and Methods: The experiment was conducted in a research greenhouse located in Isfahan. The study was designed as a completely randomized design in a split-plot arrangement. Treatments included exposing seeds to a constant magnetic field intensity of 120, 80, 40, 20, 15, and 240 millitesla for durations of 20, 15, 10, and 5 minutes per intensity, alongside a control (no magnetic exposure). Measured traits included total seedling length, stem diameter, root length, leaf chlorophyll content, fresh and dry weights of the whole seedling, root, and stem.
Results and Discussion: Results showed that magnetic field intensity and exposure duration significantly (at 1% probability level) affected the traits studied. Treatment T10B240 caused a sharp decrease in dry stem weight, while T15B40 significantly increased this trait by more than 34% compared to the control. Additionally, the highest fresh and dry root weights were observed in treatments T15B40 and T10B240, respectively. Performance of treatment T20B15 was similar to T15B40, indicating that increasing exposure time with lower magnetic field intensity can yield comparable improvements in root conditions. Seedling length was 24.32 cm and 22.4 cm in treatments T15B40 and T20B15, respectively, compared to 13.83 cm for T10B240 and 17.66 cm in the control. Stem diameter measurements for treatments T15B40, T20B15, T10B240, and control were 2.91 mm, 2.75 mm, 0.227 mm, and 1.95 mm, respectively. Chlorophyll content showed variable results depending on magnetic field intensity and duration, with the best increases observed in T15B40 and T20B15, and the lowest values under 240 millitesla exposure for more than 5 minutes.
Conclusion: The findings indicate that magnetic field intensities above 40 millitesla did not produce favorable results; notably, at 240 millitesla, many physiological traits of tomato seedlings decreased significantly compared to the control. Therefore, applying a magnetic field of low intensity at 15 minutes exposure can act as a non-invasive and non-destructive growth stimulant for tomato plants.
Adorio, M. D., Galvan, J. P. D., Simon, M. R. A. C., & Razote, R. P. (2024). Effect of magnetically treated water on the growth and yield of tomato (Solanum lycopersicum) in aquaponics system. Indian Journal of Science and Technology, 17(47), 5010–5015. https://doi.org/10.17485/IJST/v17i47.3509
Abd El-Basir, E. (2021). Tomato production using magnetized agriculture drainage water. Journal of Plant Production, 12(3), 231–241. https://doi.org/10.21608/jpp.2021.155641
Abdos, M., & Yazdani, M. R. (2024). Effect of irrigation with magnetic water on growth and yield of maize and roselle tea in arid areas. Journal of Water Research in Agriculture, 38(2), 171–183. https://doi.org/10.22092/jwra.2024.364592.1028
Aghamir, F., Bahrami, H., Eshghi, S., & Malakouti, M. J. (2019). The effect of applied magnetics water on nutrients uptake by bean plants in salt conditions. Iranian Journal of Soil and Water Research, 49(6), 1419–1431. https://doi.org/10.22059/ijswr.2018.226045.667625
Alattar, E. M., Elwasife, K. Y., Radwan, E. S., & Abuassi, W. A. (2019). Influence of magnetized water on the growth of corn (Zea mays) seedlings. Romanian Journal of Biophysic, 29, 39–50.
Baiyeri, M. R., Yusuf, K. O., Obalowu, R. O., Saad, G., & Banjoko, I. K. (2023). Impact of magnetization of irrigation water on growth, yield and nutritional qualities of tomato under deficit irrigation. Notulae Scientia Biologicae, 15(1), 11360. https://doi.org/10.55779/nsb15111360
Bashasha, J., El-Mugrbi, W., & Imryed, Y. (2021). Effect of magnetic treatment in improve growth of three wheat cultivars irrigated with seawater. Journal of Surface Engineered Materials and Advanced Technology, 1, 24–32.
Da Silva, J. A. T., & Dobránszki, J. (2016). Magnetic fields: How is plant growth and development impacted? Protoplasma, 253(2), 231–248.
El-Kholy, M. F., Samia, S., & Farag, A. A. (2015). Effect of magnetic water and different levels of NPK on growth, yield and fruit quality of Williams banana plant. Alexandria Science Exchange Journal, 40, 604–617.
Fernando Ferrari Putti, B., Arruda, B., Festozo Vicente, E., Nunes Chaves, P. P., Bueno Nogueira, B., Leoti Zanetti, W. A., Orika Ono, E., Rodrigues dos Reis, A. (2024). Magnetic technology to reduce the effects of saline stress on tomato plants. Environmental Technology & Innovation, 34, 103544. https://doi.org/10.1016/j.eti.2024.103544
Hosseini, S., Rafeiolhossain, M., & Roshandel Parto. (2018). Effect of magnetic field on seed germination of Guizotia abyssinica under drought stress conditions. Iranian Journal of Seed Research, 5(1), 33–52.
Hozayn, M., Elaoud, A., Abd El-Monem, A. A., & Salah, N. B. (2021). Effect of magnetic field on growth and yield of barley treated with different salinity levels. Arabian Journal of Geosciences, 14(8), 1–10.
Khoshravesh, M., Erfanian, F., & Pourgholam-Amiji, M. (2021). The effect of irrigation with treated magnetic effluent on yield and yield components of maize. Water Management in Agriculture, 8(1), 115–128.
Lu, W., Jian-yao, G., Xiu-mei, L., Hong, Z., Hua-tian, W., Ying, W., Xiao, W., Feng-Yun, M., & Feng-wei, Z. (2016). Effects of magnetized water irrigation on growth and quality of Ziziphus jujuba 'Dongzao'. Acta Horticulturae Sinica, 43(4), 653.
Nourzadeh Hadad, M., Hasani, A., & Karami Moghadam, M. (2017). Comparison the efficiency of Aquasorb and Accepta superabsorbent polymers in improving physical, chemical, and biological properties of soil and tomato under greenhouse condition. Journal of Water and Soil (Agricultural Science and Technology), 31(1), 156–167. [In Persian]
Safarizadehsani, A., Banejad, H., & Jamali, S. (2021). The effects of irrigation with magnetized water on growth and yield properties of Marigold under different soil textures. Iranian Water Research Journal, 15(1), 75–85.
Samad, A., Rehman, S., Abbas, T., et al. (2025). Synergistic effects of magnetic water treatment and mulching on tomato growth under saline conditions. Scientific Reports, 15(1), Article 12345.
Selim, A. F. H., & Selim, D. A. (2019). Physio-treatment of water on evapotranspiration of biochemical behaviour, water use efficiency and productivity of wheat plants exposed to magnetic field. Journal of Plant Production, 10(2), 185–191.
Shahedi, B., Banejad, H., Goldani, M., & Gholizadeh, M. (2021). Evaluation of the effect of magnetic water on seed germination and growth characteristics of spinach (Spinacia oleracea) under deficit irrigation conditions. Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 14(5), 1538–1549.
Vashisth, A., Meena, N., & Krishnan, P. (2021). Magnetic field affects growth and yield of sunflower under different moisture stress conditions. Bioelectromagnetics, 42(6), 473–483. https://doi.org/10.1002/bem.22354
Xu, L., Zhang, Y., & Zhang, Y. (2023). Performance of different magnetic and electromagnetic water treatments on tomato growth under deficit irrigation. Agricultural Water Management, 279, 108291.
Youssef, E. A., & Taha, S. S. (2016). Effect of moisture stress and magnetized water on growth parameters and yield characteristics of onion plants. International Journal of Pharm Technology Research, 9(9), 104–111.
Zhang, J., Wei, K., Wang, Q., Sun, Y., & Mu, W. (2021). Effects of magnetized fresh water on seed germination and seeding growth of cotton. Water Supply, 21(6), 2863–2874. https://doi.org/10.2166/ws.2021.051
Zhou, B., Yang, L., Chen, X., Ye, S., Peng, Y., & Liang, C. (2021). Effect of magnetic water irrigation on the improvement of salinized soil and cotton growth in Xinjiang. Agricultural Water Management, 248, 106784.
