کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید میزان کمی از کل انرژی تابشی آن می‌باشد. سرمنشاء تمام اشکال مختلف انرژیهای شناخته شده موجود در کره زمین شامل ( سوختهای فسیلی ذخیره شده درزمین، انرژیهای بادی، آبشارها، امواج دریاها و) از خورشید می‌باشد.

زمین به عنوان یک آهنربای دائمی است. میدان مغناطیس طبیعی کره زمین شامل دو ترکیب اصلی در گستره ۵۰ میلی تسلا (چگالی شار مغناطیسی)وچند ترکیب فرعی تاثیر گذار، از جمله فعالیت های خورشیدی در محدوده ۰.۰۳ میلی تسلا و رویدادهای جوی در محدوده ۰.۵ میلی تسلا است.
,۱۹۵۰). et al Bullard (
قدرت و جهت مغناطیس زمین (جاذبه زمین) در نقاط مختلف متفاوت است. در سطح زمین، جریان مغناطیس عمودی، بابیشترین قدرت درمحور قطب های زمین و بالغ بر حدود ۶۷ میلی تسلا بوده و در خط استوا (ناحیه عرضی ) صفر است. جریان مغناطیس افقی کره زمین با بیشترین مقداردرناحیه خط استوا ودر حدود ۳۳ میلی تسلا است، که در محور قطب ها ی کره زمین این مقدار صفر است.
همه گیاهان روی سطح زمین تحت تاثیر میدانهای الکتریکی و مغناطیسی هستند. دریک میدان الکتریکی که بین ابرها و زمین به دلیل پدیده رزونانس( تشدید ) شومان رخ می دهد فضای بین سطح زمین و یونوسفر به عنوان یک موج بر رسانا عمل می کند. درمحدوده ابعاد زمین این موج برها به عنوان یک حفره رزونانس امواج الکترومغناطیسی در فرکانس بسیار پایین عمل می کنند. این حفره اثر القای طبیعی انرژی توسط جریان رعد و برق است.., ۱۹۹۲) Williams (
نور مرئی یا طبیعی متعلق به خانواده ای از امواج الکترومغناطیسی به نام طیف الکترومغناطیس (EM) Electro Magnetic می باشد. نور طبیعی در رشد و بقای گونه ها در اکوسیستم ها ی گیاهی و جانوری دارای نقش های مهمی می باشد. هر یک از اعضای خانواده ) ( EM درفرکانس یا طول موج خاصی تعریف می شود. تعیین اینکه علاوه بر نور مرئی آیا دیگر اعضای خانواده EM ) (، بر گیاهان و دانه ها اثر گذار هستند مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. با بهره گرفتن از یک میدان الکترومغناطیسی خارجی مطلوب ،فعال شدن رشد گیاه، به خصوص جوانه زنی بذر، می تواند تسریع یابد. با این حال، دستیابی به مکانیسم اثرات میدان های الکترومغناطیسی مفید بر روی گیاهان نیازمند انجام تحقیقات مختلف در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی ومزرعه ای می باشد.) et al., ۱۹۸۸ ; Morar al ., ۱۹۸۸ et ( Xiyao
۱-۲– هدف
۱-۲-۱– هدف کلی
در این پژوهش اثرات امواج الکترومغناطیس از نوع مایکروویو(ریزموج) بر بذور شیرین بیان با هدف افزایش وبهبود پارامترهای جوانه زنی و رشد بررسی خواهد شد که به نوبه خود عملکرد وکیفیت مواد تولیدی گیاه را افزایش می دهد.
بطور خاص افزایش جوانه زنی بذور باتغییر در میزان قدرت ومدت زمان استفاده از امواج مایکروویو مورد انتظار است. بدین منظور امواج مایکروویو(ریزموج) برای تعیین بهترین زمان وقدرت موثر بر بذور شیرین بیان استفاده گردید .
فرض براین بوده است که پارامترهای جوانه زنی بذوربا استفاده از امواج مایکروویو تسریع وافزایش یابد.
۱-۲-۲– اهداف جزئی
سعی شده است که اهداف زیر به عنوان اهداف جزئی نیز مورد مطالعه وارزیابی قرار گیرد که نتایج بررسی در فصل بعد بطور کامل شرح داده شده است.
الف) استفاده از روش های فیزیکی برای تاثیر گذاری بر جوانه زنی بذور.
ب) رفع برخی موانع جوانه زنی از جمله خواب بذور .
ج) بررسی دامنه استفاده از روش تابش امواج مایکروویو بربذور سایر گیاهان.
د) بررسی میزان تاثیر این روش در بهبود افزایش جوانه زنی بذور غیر استاندارد .
ه ) ارزیابی عملی نتایج حاصل از تحقیق در تکثیر گیاهان زینتی به روش استفاده از بذر.
و) تولید پایه های بذری برای پیوند وتکثیر گیاهان.
ز) بررسی میزان کاهش هزینه های تکثیر باتوجه به افزایش جوانه زنی وکاهش تلفات بذور.
۱-۳ – بیان مسئله اصلی تحقیق
تکثیر رویشی (تقسیم ریزوم و ریشه) روشی محدود ،زمان بر وپر هزینه برای تکثیر شیرین بیان می باشد اما این گیاه را بوسیله ی بذر نیز می توان تکثیر نمود(امید بیگی، ۱۳۸۸).
پوسته ضخیم بذر شیرین بیان با ممانعت از نفوذ آب و هوا بداخل بذر، از انجام واکنشهای بیوشیمیایی و جوانه زنی بذر جلوگیری به عمل می آوردکه با بهره گرفتن از امواج مایکروویو مطلوب ، جوانه زنی بذرشیرین بیان و امکان تکثیر به موقع ودر سطح وسیع وتجاری می تواند فراهم گردد .
۱-۴– کلیات
۱-۴-۱– امواج الکترومغناطیس
امواج الکترومغناطیسی یا تابش الکترومغناطیسی بر اساس تئوری موجی، نوعی موج است که در فضا انتشار می‌یابد و از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ساخته شده‌است. در امواج الکترومغناطیسی میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی به طور عمود بر یکدیگر نوسان یافته و با سرعت نور انتشار می یابند.گاهی به تابش الکترومغناطیسی نور می‌گویند، ولی باید توجه داشت که نور مرئی فقط بخشی از گستره امواج الکترومغناطیسی است. امواج الکترومغناطیسی بر حسب بسامدشان انواع مختلفی دارند که به ترتیب افزایش فرکانس شامل: امواج رادیویی، ریزموج(میکروویو)، فروسرخ (مادون قرمز)، نور مرئی، فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می باشند. امواج الکترو مغناطیسی از نوع امواج عرضی هستند .(KC Kupta.,1373 )
شکل) ۱( نمایش امواج الکترومغناطیس
امواج الکترومغناطیسی را نخستین بار ماکسول شناسایی کرد و سپس هاینریش هرتز آن را با آزمایش به اثبات رساند. ماکسول نشان داد که میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی هم می‌توانند رفتاری موج‌گونه داشته باشند. سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی برابر با سرعت نور است، و ماکسول نتیجه گرفت که نور هم باید نوعی موج الکترومغناطیسی باشد.طبق معادلات ماکسول، میدان الکتریکی متغیر با زمان باعث ایجاد میدان مغناطیسی می‌شود و برعکس. بنابراین اگر یک میدان الکتریکی متغیر میدان مغناطیسی بسازد، میدان مغناطیسی نیز میدان الکتریکی متغیر می‌سازد و بدین گونه موج الکترومغناطیسی ساخته شده و پیش می‌رود.
طیف الکترومغناطیسی شامل گستره‌ی بسیار وسیعی از موجهای انرژی است که مانند هم حرکت می‌کنند. امواج الکترومغناطیسی طیف بسیار وسیعی از طول موجهای بسیار کوچک تا بسیار بزرگ را در بر‌ می‌گیرند. این امواج را با توجه به اندازه طول موج به هفت گروه مختلف تقسیم‌بندی می‌کنند که شامل امواج گاما با طول موجهایی کوچکتر از سانتیمتر تا امواج رادیویی با طول موج بزرگتر از ۱۰ سانتیمتر را شامل می‌شوند.( ( Hall., 1980
شکل) ۲( انواع طیف الکترومغناطیسی
در موج الکترومغناطیسی اندازه طول موج مشخص کننده رنگ موج است. با تعیین رنگ، انرژی و طول موج می‌توان یک موج را نسبت به دیگر موج‌ها سنجید. به عنوان مثال طول موج‌های کوتاه در طیف مرئی در ناحیه بین آبی و فوق بنفش قرار می‌گیرند، در حالیکه رنگ قرمز دارای طول موج‌های بلندتری می‌باشد. تابش الکترومغناطیسی طیف طولانی از طول موج‌های بلند رادیویی تا طول موج‌های کوتاه پرتو ایکس را شامل می‌شود.(KC Kupta.,1373 )
شکل) ۳( طیف الکترومغناطیسی
۱-۴-۲-طیف مرئی یا نور مرئی
طیف مرئی visible spectrum بخشی از طیف الکترومغناطیسی است که با چشم انسان قابل رویت و تشخیص است. طول موج طیف مرئی بین ۳۸۰ تا ۷۵۰ نانومتر و بسامد آنها بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر است. (KC Kupta.,1373 )
شکل) ۴( طیف نور مرئی
۱-۴-۳-ریزموج یا مایکروویو Microwaves
مایکروویو یا میکروویو ، از ترکیب دو واژه مایکرو یا میکرو(Micro)، به معنی کوچک و ویو (Wave)به معنی موج تشکیل شده است و به معنای امواج با طول موج کوتاه و تعداد نوسانات (فرکانس) بسیار بالا می باشد. مایکروویو یا ریز موج نوعی از امواج الکترومغناطیس و در واقع امواجی رادیویی با فرکانس بسیار بالا هستند. فرکانس چنین امواجی، بین۳۰۰ مگاهرتز تا چند گیگاهرتز در ثانیه می باشد. برد چنین امواجی کوتاه بوده و در حد چند متر است، ولی میزان نفوذ آنها نسبتاً بالا است. هر چه فرکانس بیشتر باشد، شدت نفوذ بیشتر ولی برد امواج، کوتاه تر می شود. امواج مایکروویو با طول موج هایی بین ۰۰۱/۰ تا ۱متر و فرکانسی حدود ۳۰۰-۳۰۰۰۰۰ مگاهرتز بخشی ازطیف الکترومغناطیس هستند که بین امواج دی الکتریک و مادون قرمز واقع شده اند. اتحادیه جهانی مخابرات (ITU) چند نوارفرکا نسی را برای کاربردهای صنعتی ،علمی و پزشکی اعلام کرده است که این نوارها از۱۳ مگاهرتز تا ۲۲۱۲۵ مگاهرتز تغییر می کنند. بیشتر دستگاه های میکروویو درفرکانس ۴۵۰/۲ مگاهرتز عمل می کنند. .(KC Kupta.,1373 )
۱-۴-۴– رفتار امواج در محیط
امواج در برخورد با یک ماده ، منعکس، منتشر یا جذب می شوند. مواد فلزی این امواج را کاملاً منعکس می‌کنند. اغلب مواد غیرفلزی مثل شیشه و پلاستیک امواج را از خود عبور می‌دهند و موادی که حاوی آب هستند مانند سلول های گیاهی، غذاها و حتی بدن انسان، انرژی این امواج را جذب می‌کنند. اگر سرعت جذب انرژی یک ماده بیش از سرعت از دست دادن آن باشد، دمای آن ماده افزایش می یابد . .(KC Kupta.,1373 )
امواج دارای طول موج کوتاه، هنگام برخورد به ماده، چنان موجب ارتعاش و تغییر قطب های منفی و مثبت موجود در آن می شوند که این جنبش بالای ملکول ها(انرژی جنبشی ) موجب به هم خوردن شدید آنها و ایجاد اصطحکاک در ملکول هاو در نهایت سبب گرم شدن آن ماده می شود. دو مکانیسم اصلی تولید گرما درامواج الکترو مغناطیس در محدوده ریز موج ها عبا رتند از: چرخش دو قطبی وپلاریزاسیون یونی. یکی از ویژگی های امواج الکترومغناطیس این است که جهت میدان مغناطیسی میلیون ها بار در ثانیه تغییر می کند. مولکول هایی که ماهیت قطبی دارند تحت تاثیرچنین نوسانی قرارمی گیرند و برای هماهنگ شدن با این نوسان، قطب های خود را تغییر وضعیت می دهند. این وضعیت دائمی سبب ایجاد اصطحکاک شده و درنتیجه حرارت تولید می گردد. مواد یونی مانند نمک با تغییرجهت میدان به سمت قطب مخالف حرکت می کنند درنتیجه بین آنها اصطحکاک ایجاد شده و دمای محصول بالا می رود.
(KC Kupta.,1373؛ Ponomarev.,1996)
۱-۴-۵-تاثیر امواج الکترومغناطیسی
۵-۴-۱– ۱– آثار بیولوژیک امواج
امواج الکترومغناطیس درمحیط زیست وجود داشته اما برای چشم انسان نامرئی هستند. چنین میدانهایی ممکن است در محل تجمع بارهای الکتریکی در جو همراه با رعد و برق تولید شوند. همچنین، از آنجایی که بارهای الکتریکی موجود در ابرها، یک میدان الکتریکی بین سطح زمین و ابرها ایجاد می کنند، فاصله بین سطح زمین و یونوسفر به عنوان یک موج بر رسانا عمل می کند. از سوی دیگر، زمین به عنوان یک آهنربای دائمی بوده و میدان مغناطیسی آن باعث می شود که عقربه قطب نما در جهت شمال به جنوب قرارگرفته و توسط پرندگان و ماهی ها برای ناوبری ازآن استفاده می شود. میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در حال حاضر در سطح کره زمین بصورت دائمی وجود داشته واندازه میدان مغناطیسی طبیعی زمین در حدود۵۰ میلی تسلا است (تسلا ،واحد اندازه گیری چگالی شار مغناطیسی) .
Earle R. Williams .,1992) et al .,1950 ; ( E. C. Bullard
قرار گرفتن در معرض میدانهای الکترومغناطیسی یک پدیده جدید نیست. با این حال، در طول قرن بیستم، محیط زیست درمعرض انواع میدان های الکترومغناطیسی ساخته شده توسط انسان قرار گرفته است و به طور پیوسته تقاضا برای افزایش تولید برق به عنوان منبع اصلی درتولید امواج الکترومغناطیس رو به رشد می باشد.) Earle R. Williams .,1992)
۱-۴-۵-۱-۱ -اثربر انسان
انسان در معرض انواع امواج الکترومغناطیسی ناشی از منابع طبیعی و مصنوعی است. این امواج باعث ایجاد میدان الکتریکی در بدن و تاثیر بر حرکت یون ها، ایجاد گرما، تحریک عصبی و عضلانی و انواع آثار گوناگون می شوند. ظهور آثار صدمات حرارتی به چشم و مغز نیازمند قرار گرفتن طولانی مدت در معرض تشعشع با دانسیته بسیار می باشد. همچنین در افرادی که به طور مداوم و طولانی در معرض طول موج های گوناگون میکروویو قرار گرفته اند تغییرات عصبی و رفتاری ، کاهش یادگیری وحافظه مشاهده شده است. آثار بیولوژیکی این امواج به شدت، فرکانس، شکل موج، زاویه بین میدان های اعمالی و میدان مغناطیس زمین و همچنین به پیوسته یا متناوب بودن آنها بستگی دارد. امواج الکترومغناطیسی ناشی از وسایل معمولی در حد متعارف هستند و به نظر نمی رسد برای انسان خطری داشته باشند. اما نتایج تحقیقات انجام شده بر روی افراد خاص مانند پرسنل نظامی و یا افرادی که در نزدیکی ایستگاه های رادار، فرستنده های پر قدرت مخابراتی و رادیویی و پست های فشار قوی فعالیت و زندگی می کنند، نشان می دهد که این امواج در دراز مدت آثار زیانباری دارند و زندگی در نزدیکی آنها خالی از ریسک نیست. لذا محققین توصیه می کنند تا حد ممکن از چنین میدان هایی اجتناب شود.) ۲۰۱۲٫, ( Yalçın
در بدن انسان ریز جریان های الکتریکی ناشی از واکنش های شیمیایی که به عنوان بخشی از عملکردهای طبیعی بدن هستند، حتی در شرایط عدم وجود میدان الکتریکی خارجی نیز رخ می دهد. به عنوان مثال، فعالیت قلب که تحت یک جریان سیگنال الکتریکی فعال بوده، همچنین سیگنال های تقویت شده اعصاب بوسیله انتقال پالس های الکتریکی صورت می گیرد. میدان های الکتریکی با فرکانس کم به عنوان ذرات بارداربوده که بر بدن تاثیرگذارند. میدان الکتریکی بر توزیع بارهای الکتریکی در سطح مواد رسانا تاثیر می گذارد و باعث انتقال جریان از طریق بدن انسان به اطراف می شود. میدان مغناطیسی با فرکانس پایین، موجب گردش این میدان در درون بدن انسان می گردد و قدرت این جریان وابسته به شدت میدان مغناطیسی بیرونی است. اگر این جریان به اندازه کافی قوی باشد، می تواند باعث تحریک سیستم اعصاب و ماهیچه ها و یا تاثیربر دیگر فرآیندهای بیولوژیکی گردد. قرارگرفتن طولانی مدت در معرض تابش های قوی می تواند سبب جذب مقادیر قابل ملاحظه ای انرژی توسط بدن شود. از این خا صیت در درمان بیماری های ماهیچه ای ناشی از ورزش استفا ده می شود. مزاحمت منابع الکترونیکی مانند گوشی های تلفن همراه می تواند سبب اثر سوء بر عملکرد سیستم عصبی وگیرنده های آن و در نتیجه ارسال اطلاعات غیر صحیح به ماهیچه های قلب وایجاد ناراحتی واسترس شود.اثرات قرار گرفتن در معرض امواج الکترومغناطیسی در محیط کار و زندگی، از جمله صفحه نمایش کامپیوتر، پتوی برقی، ماشین آلات جوشکاری، فرکانس های رادیویی، تجهیزات پزشکی وغیره توسط سازمان بهداشت جهانی[ World Health Organization (WHO)] ارزیابی شده است. ارزیابی کلی از شواهد نشان می دهد که قرار گرفتن در معرض امواج ومیدان های الکترومغناطیسی خطر ابتلا به هر گونه عوارض جانبی از قبیل سقط های خود به خودی، ناهنجاری وزن کم نوزادان هنگام تولد، و بیماریهای مادرزادی را افزایش می دهد. البته این گزارشات بایستی توسط جوامع علمی بررسی شود تا در مورد اثرات منفی یاعوارض این پرتوها اظهار نظرات واقعی وحقیقی بعمل آید. ) et al .,1950 ; ; E. C. Bullard, 2012., ( Yalçın
۱-۴-۵-۲ -اثرات فیزیولوژیک امواج الکترومغناطیسی