چکیده

       به منظور بررسی اثر محلول­پاشی نانوذرات آهن و روی بر عملکردو درصد پروتئین گیاه ماش (Vigna radiate L.)رقم پرتو آزمایشی بصورت فاكتوریل با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در 3 تکرار در کرت هایی به ابعاد 4×5 متر یا20 متر مربع درسال 1391در منطقه چرام انجام شدفاکتورهای آزمایش شامل4سطح نانوذرات اکسیدآهن (ppm750،500 ،250،0)ونانوذرات اکسیدروی سه سطح (ppm 0،20،50)بود .محلول پاشی در دو مرحله ساقه دهی وگل دهی صورت گرفت ومراقبت های لازم در طول دوران داشت بعمل آمد نتایج تجزیه واریانس  نشان داد که اثر محلول­پاشی آهن بر تعداد دانه در غلاف، تعداد غلاف در بوته، وزن هزار دانه وعملکرد اقتصادی و میزان پروتئین دانه، عملکرد بیولوژیکی، تعدادگره در ساقه اصلی در سطح احتمال1  % معنی دارشد وبر ارتفاع بوته درسطح 5  % معنی دار گردید. محلول پاشی با سطوح مختلف روی برعملکرد بیولوژی، تعداد دانه درغلاف، وزن هزاردانه ومیزان پروتئین در سطح 1 % معنی دار و ارتفاع بوته وتعداد غلاف در بوته در سطح 5  % معنی دار گردیدند و برتعداد گره اثر معنی داری مشاهده نگردید. اثر متقابل سطوح مختلف نانو اکسید آهن و روی بر عملکرد بیولوژیکی، تعداد غلاف در بوته وعملکرد اقتصادی در سطح احتمال یک درصد معنی دار بوده وبر ارتفاع بوته وتعداد دانه درغلاف در سطح 5  % معنی دار گردیدند و میزان پروتئین، تعدا گره درساقه و وزن هزار دانه  تأثیر معنی داری نداشت. بیشترین عملکرد  مربوط به تیمار Fe3 Zn2 و کمترین عملکردمربوط به تیمار Fe0  Zn0  داشت. از لحاظ میزان پروتئین تیمار Fe500 Zn50 بیشترین میزان و تیمار  Fe0 Zn20کمترین میزان را داشتند.

کلمات کلیدی:محلول پاشی، نانوذرات آهن و روی، عملکرد، درصد پروتئین، ماش

مقدمه

    افزایش جمعیت جهان قبل از هر چیز به معنای افزایش تقاضا برای مواد غذایی است. به خصوص که سه چهارم جمعیت جهان در کشورهای در حال توسعه یافته زندگی می‌کنند که تولید مواد غذایی تنها، اندکی با رشد جمعیت همراه و همگام است. قسمت اعظم مواد غذایی که بشر مصرف می کند، از طریق گیاهان( 80  %) تامین می‌شود و در این میان حبوبات از اهمیت ویژه ای برخوردارند. افزایش تولید محصولات کشاورزی برای هماهنگی با تقاضای روزافزون منابع غذایی اجتناب ناپذیر است. حبوبات بعد از غلات مهمترین منبع غذایی بشر بخصوص از نظر پروتئین به شمار می آیند و ازجمله مهمترین گیاهان زراعی و غنی از پروتئین هستند که در دنیا کشت می شوند و به شرایط مختلف آب وهوایی از معتدل تا گرم سازگار شده اند (مجنون حسینی، 1383).

    ماش به علت دوره رشد و نمو کوتاه‌، قابلیت تثبیت نیتروزن هوا، تقویت زمین وجلوگیری از فرسایش خاک بر سایر گیاهان به منظور کشت دوم برتری دارد. دانه ماش به واسطه داشتن 25 درصد پروتئین و340 کالری انرژی که از 100گرم دانه خشک آن حاصل می شود از منابع مهم تامین کننده پروتئین گیاهی برای انسان به شمار می رود (Ghavami et al ,2000).

یک برنامه کودی متوازن از عناصر میکرو و ماکرو برای تولید بیشتر همراه با عملکرد وکیفیت لازم است (Sawan et al ., 2001). برای رشد و تولید کافی میکرو و مغذی ها در مقدار کم مورد نیاز می باشد. کمبود این عناصر باعث نقصان بزرگی در فرایندهای متابولیکی و فیزیولوژیکی گیاه می شود (Bacha et al .,1997).

خاک های آهکی بیش از30  % خاک های سطح زمین را می پوشانند و بیشتر در نواحی خشک و نیمه خشک قرار دارند. گیاهانی که در این خاک ها می رویند بدلیل pH بالا معمولا با کمبود عناصر میکرو روبرو هستند (Yen,p.y.,w,p  et al.1988).

یکی از مهمترین نقش های میکرو المنت توازن فعالیت های فیزیولوژی است بعلاوه این عناصر نقش حیاتی در بیرون کردن CO2 گیاه و در نهایت بهبود ویتامین A و فعالیتهای سیستم ایمنی دارند(Narimani et al., 2010). آنها همچنین نقش مهمی در تقسیم سلول و توسعه بافت های مریستمی، فتوسنتز، تنفس و افزایش سرعت رسیدن گیاه دارند  .(Zeidan et al ., 2010)

مشکل اساسی کاربرد خاکی میکرومغذی ها آلودگی خاک است و از آنجایی که مردم نگران محیط زیست هستند و برگ گیاهان بهتر از کاربرد خاکی میکرومغذی را جذب می کند روش برگ پاشی بنا نهاده شد(Bozorgi et al., 2011) تغذیه برگی به نسبت یک تکنیک و بحث جدیدی است که کودهای مایع بصورت مستقیم روی برگ گیاهان بکار برده می شوند (Bernal et al ., 2007). در سراسر دنیا میکرومغذی ها مانند آهن، مس، منگنز و روی در خاک های نواحی خشک و نیمه خشک به صورت محلول پاشی استفاده می گردد Kaya, M  et al ., 2005)).

بدلیل بعضی ویژگیهای خاک مانند pH بالا، آهک یا بافت سنگین ریشه های گیاهان قادر به جذب بعضی از مواد غذایی مهم مانند روی نیستند در چنین شرایطی محلول پاشی درمقایسه با کاربردخاکی   بهتر است (Kinaci et al,2007).

Ghasemian et al., 2010)) دریافت اند که  بر اساس ویژگیهای خاک محلول پاشی 20-6 برابر از کاربرد خاکی موثرتر است. روی وآهن نقش های مختلفی را در گیاه عهده دار هستند از جمله شکل گیری، تمایز و بکار گیری اسیمیلات های فتوسنتز(Sawan et al.,2008).

روی یک نقش تخصصی در سنتز پروتئین ها, RNA,DNAدارد(Kobraee et al., 2011 ).نقش اصلی روی در گیاه مشخص نیست (Nasri et al.,2011). این نویسندگان نیز دریافتند گرچه روی یک عنصر مهم برای رشد است اما در میزان زیاد باعث مسمومیت می گردد.

فقدان روی در گیاهان بدلیل این واقعیت است که روی غیر قابل حل در خاک می باشد وکاهش رشد ونمو سلول یکی از علائم کمبود روی است(Ghasemian et al.,2010).عنصر آهن در فعالت های خیلی از آنزیمها مانند سیتوکروم ها، فردوکسین، سوپر اکسیدها، دیسموتاز (SOD)، کاتالاز(CAT) و پراکسیداز، نیترات ردوکتاز شرکت می کند (Kobraee et al., 2011) گزارش دادند که فقدان آهن وروی سبب محدودیت رشد، همزیستی، تشکیل گره ها، فتوسنتز، تولید ماده خشک واختلالات تغذیه ای می شود و واکنش های انتقال الکترون نیازمند روی و آهن هستند.

   آهکی بودن اکثر خاکهای ایران پایین بودن قابلیت جذب عناصر غذایی مورد نیاز گیاه ومقرون به صرفه نبودن استفاده از کلات های آهن و روی جهت رفع کمبود آنها در گیاهان وهمچنین ویژگیهای عناصر نانو از جمله افزایش قابلیت جذب این عناصر توسط گیاه وهمچنین افزایش تولیدات وکیفیت آنها در کنار حفظ محیط زیست ومنابع کره زمین باعث شده که این تحقیق در زمینه بررسی اثر محلول پاشی ذرات نانواکسید آهن وروی بر عملکرد و در صد پروتئین  ماش (Vigna radiate L.)رقم پرتو انجام گیرد.

اهمیت و خواص حبوبات

  دانه های خشک و خوراکی لگوم ها را حبوبات[1] می گویند.  یکی ازمهم ترین منابع گیاهی غنی از پروتئین و دومین منبع مهم غذائی انسان به شمار می روند و نقش بسیار موثری در کنار غلات در تغذیه انسان داشته و در کشورهائی که از نظر کمی و کیفی در فقر غذائی هستند حبوبات اهمیت ویژه ای داشته و جزو اصلی رژیم غذائی مردم فقیر جهان محسوب می شوند.

  میزان انرژی در حبوبات معادل غلات بوده و از نظر اسیدهای آمینه (به خصوص لایسین) غنی هستند. با توجه به داشتن ریشه های عمیق، لگوم ها، علاوه بر تحمل شرایط خشکی که جهت کشت در مناطق خشک توصیه می شود از توانایی تثبیت نیتروژن نیز برخوردار هستند که موجب بهبود حاصلخیزی خاک اعم از خواص فیزیکی، شیمیائی و زیستی شده و نقش مهمی را در پایداری نظام کشاورزی ایفا می کنند. به همین خاطر حبوبات در تناوب زراعی جایگاه خاصی داشته و دامنه سازگاری وسیعی دارند. درعرض های جغرافیائی و دامنه های حرارتی مختلف اعم از مناطق گرمسیری و سردسیری قابل کشت می باشند. این محصولات هم به طور منفرد و هم به صورت کشت مخلوط با سایر محصولات قابل کشت هستند.

رشد جمعیت و توسعه اقتصادی و اجتماعی کشور در دو دهه اخیر باعث شده تا مصرف مواد پروتئینی به خصوص گوشت قرمز افزایش چشمگیری یابد. بر این اساس افزایش تولید مواد پروتئینی به ویژه پروتئین های گیاهی که منابع ارزشمندتری در تغذیه هستند، اجتناب ناپذیراست. ازطرفی حبوبات منبع مناسبی برای تغذیه احشام و حیوانات محسوب می شوند.

لگوم ها متعلق به تیره Fabaceae  و زیر تیره Papilionoideae هستند. از نظر حجم تولید، غلات به دلیل تولید کربوهیدرات ها که بخش عمده رژیم غذایی انسان و دام را شامل میشوند، مهم ترین گیاهان هستند. از طرف دیگر بر اساس تعداد جنس و گونه مورد استفاده انسان، بقولات تا به حال پر مصرف ترین خانواده گیاهی هستند. لگوم ها جهت تولید مواد شیمیایی، مواد معطر، الوار سوخت، سر شاخه های علوفه ای، علوفه، گیاهان پوششی،کود سبز، دانه و غذا استفاده می شوند.

میزان پروتئین در غذاهای حیوانی معمولاً کمتر از میزان پروتئین در منابع گیاهی است ولی پروتئین‌های موجود در غذاهای حیوانی به علت داشتن تعداد اسید آمینه های بیشتر و مقدار بیشتر اسیدهای آمینه، با ارزش‌تر از پروتئین های گیاهی می‌باشند(مجنون حسینی، 1375).

 با ترکیب پروتئین های گیاهی و حیوانی می‌توان کمبود اسیدهای آمینه را برطرف کرد. بنابراین در مواردی که پروتئین غلات و حبوبات با هم مصرف شوند توازن اسیدهای آمینه و مخلوط پروتئین از نظر کیفیت بهتر از حالتی است که هر کدام به تنهائی مصرف شوند (کوچکی، 1368).

همچنین این گیاهان به عنوان گیاهان جایگزین، با ارزش هستند اما در شیوه های زراعی و تحقیقات کشاورزی کمتر مورد توجه واقع شده اند (احمدی ،1387).

 زراعت حبوبات سریع ترین راه افزایش تولید پروتئین در کشورهای در حال توسعه آسیا، آفریقا و آمریکای لاتین است. پتانسیل عملکرد حبوبات بالا و به 3000 – 2500 کیلوگرم در هکتار می رسد ولی بنا به دلایلی از جمله عوامل اکولوژیکی، فقدان فرصت و موقعیت برای تولید حبوبات، ضعف در تکنولوژی پس از برداشت کمبود تحقیقات بنیادی، محدودیت اجتماعی_ اقتصادی، فقدان مدیریت زراعی مناسب و عدم دسترسی کافی به بذور اصلاح شده و باکتری های ریزوبیوم، میزان عملکرد آنها در اکثر کشورها پایین است.

حبوبات در حاصلخیزی خاک مؤثر بوده و علاوه بر عدم نیاز چندان به نیتروژن، هر ساله مقادیری نیتروژن از طریق فرایند تثبیت، به خاک می‌افزایند. این گیاهان به دلیل کوتاهی فصل رشد و لطافت بقایای گیاهی برجای گذاشته، گیاهان مناسبی برای قرار گرفتن قبل از محصولات پاییزه و پس از محصولات وجینی و دیررس هستند (باقری و همکاران، 1376).

شاخص برداشت پایین در این گیاهان باعث شده مواد تولید کمتری از بخش های رویشی به غلاف ها منتقل شوند. همچنین رشد نا محدود و ریزش گل ها و غلاف ها سبب کاهش عملکرد می گردد.

هنوز مشخص نشده که آیا ریزش گل و غلاف مربوط به محدودیت دسترسی به مواد غذایی، عدم تعادل هورمونی و یا اثر متقابل نور و دما است. در حقیقت تمامی این عوامل بایستی همزمان جهت برطرف کردن محدودیت تولید در حبوبات بررسی شوند (صادقی پور،1380).

 دانه‌های ماش دارای پروتئینی در حدود (5/19تا 5/28 درصد) بوده و از نظر فسفر و ویتامین های A ،B1 ،B2 و نیاسین غنی می‌باشند. علاوه بر این ها حاوی مقدار زیادی پتاسیم و کلسیم است. پروتئین ماش از نظر اسیدهای آمینه‌ی لوسین، آرژنین، ایزولوسین، والین و لیزین غنی بوده ولی همانند سایر نیامدارن از نظر اسید آمینه‌های سولفوره، مانند سیستئین و متیونین فقیر می‌باشد. البته لازم به ذکر است که مقدار  این دو اسید آمینه در ماش در مقایسه با سایر نیامدارها بیشتر است. ماش در مقایسه با سایر حبوبات به خصوص لوبیاها و باقلا راحت‌تر هضم می‌گردد، زیرا عاری از مواد نفخ ‌زا می‌باشد. قابلیت هضم، ارزش بیولوژیکی و پروتئین خالص قابل دسترس ماش تقریباً با سویا یکسان است (Singh, V.P,et al ,. 1988)  ماش، در کشورهای پر جمعیتی نظیر هندوستان با مصرف سرانه 7/11 کیلوگرم، سهم بیشتری در رژیم غذائی مردم نسبت به سایر کشورها دارند. در کشور ما مصرف سرانه ماش 8/4 کیلوگرم است. اگر چه مصرف آن از متوسط جهانی (1/6 کیلوگرم) پائین تر است ولی نقش مهمی در تغذیه افراد کم درآمد ایفا می کند. لذا افزایش تولید حبوبات به عنوان مکمل منابع پروتئینی در برنامه های توسعه اقتصادی کشور مورد توجه قرارگرفته است.

1-1-1-محتویات دانه ماش شامل

آب ۱۳ تا ۱۴ درصد

پروتئین ۲۷ تا ۲۹ درصد

کربوهیدرات ۴۰ تا ۴۶ درصد

چربی ۱ تا ۳ درصد

مواد معدنی ۲ تا ۵ درصد

1-2- تاریخچه و پیدایش ماش

ماش با نام علمی (Vigna radiate L.) در انگلیس با نام Green gram، Mung bean و یا Golden gram خوانده می‌شود. نام علمی قدیمی آنRoxb. Phaseolus aureus بوده است (کوچکی، 1368).  امروزه این امر مشخص است که ماش زراعی از راسته‌ نیامداران، تیره‌ بقولات، زیر‌تیره‌ پروانه آساها، قبیله‌ Phaseolus، جنس Vigna و گونه‌ Radiata می‌باشد. جنس Phaseolus که توسط لینه معرفی گردیده بود در آن زمان بسیار بزرگ و ناهمگن بود و شامل گونه‌هایی می‌گردید که خامه‌ پیچ خورده‌ یا انحنا دار داشته و این خصوصیت، آن را از جنس های Dolikhus و Vigna که دارای خامه‌ زاویه‌دار (کمتر یا بیشتر از90 درجه) می‌باشند تفکیک می نمود. گیاه شناسان بعدی این تصور را نادرست انگاشته و بعضی از گونه‌ها را به جنس های موجود دیگر و یا جنس های تازه شناسائی شده انتقال دادند. گام مهم در راه طبقه‌بندی طبیعی تر و واقعی مخلوط Phaseolus-Vigna توسط ویلزک[2] برداشته شد که ماش را به جنس Vigna منتقل کرد. بنا به تصور او جنس Vigna دارای دو مشخصه‌ برجسته است، اولاً گوشوارکها درست در زیر محل خروج برگ و یا شاخه‌ها قرار دارند، ثانیاً خامه‌ منقار مانند در طرف دیگر کلاله امتداد یافته است.

جنس Vigna شامل حدود 150 گونه بوده که در هفت زیر جنس به نام های Vigna، Ceratotropis، Lasiospron، Plectotropis، Sigmoidotropia، Haydonis و Macrorhynchus تقسیم می‌شوند (کوچکی، 1368).

اگر چه گیاهان واقع در گروههای مختلف متفاوت به نظر می‌آیند، ولی پیوستگی مشخصی بین گونه‌های این گروهها وجود دارد و آن بخاطر وجود فرمهای حد واسط می‌باشد. زیر جنس سراتوتروپیس یک دسته‌ مشخص، همگن و یکنواخت با منشأ آسیایی است که تمام خصوصیات بارز و مشخصه‌ جنس ویگنا در آن به طرز مشهودی تظاهر یافته است (قوامی، 1376).

این خصوصیات مهم به قرار زیر می‌باشد:

1- گوشوارک ها درست در زیر محل خروج برگ و ساقه قرار دارند.

 2- میان گره در روی محور گل آذین بسیار متراکم می‌باشد.

 3- خامه در طرف دیگر کلاله امتداد یافته است.

 4- دانه‌ گرده سه سوراخه بوده و دارای سطح مشبک و غده‌ای می‌باشد.