الودگی اب

آلودگی آب مشکل بزرگی است. به طوری که نتایج پژوهش پیرامون آن از صدها بلکه هزاران مقاله ، مجله و کتاب تجاوز می‌کند. بنظر شما چه کسانی مشکل آلودگی آب را بوجود می‌آورند؟ ‌آورند؟

چه کسانی بهای تمیز کردن آب را خواهند پرداخت؟

فاضلابها تعادل حیات در اب دریاها را به هم می زنند . حتی بعد از تصفیه کردن فاضلابها آب بدست آمده می تواند حاوی مواد شیمیایی مسموم باشد.

● تاریخچه

در نوامبر سال ۱۹۸۶ بر اثر ریزش موادی شامل جیوه و انواع مواد آلی سمی مانند آفت کشها در رودخانه راین ، تمام آبزیان از شهر بال سوئس تا ساحل هلند کشته شدند. در سالهای اخیر با غرق شدن تانکرهای بزرگ نفتی اقیانوس پیما یا به گل نشستن آنها آسیبهایی به حیات دریایی وارد آمد.

در سال ۱۹۸۳ بر اثر ۱۱۰۰۰ واقعه آلوده کننده در حدود ۱۲۰ میلیون لیتر مواد آلوده کننده در آبهای ایالات متحده تخلیه شده است.

● تعریف آلودگی آب

در سال ۱۹۶۹ برای آلودگی آب تعریفی ارائه داد: آلودگی آب عبارت است از افزایش مقدرا هر معرف اعم از شیمیایی ، فیزیکی یا بیولوژیکی که موجب تغییر خواص و نقش اساسی آن در مصارف ویژه‌اش شود.

● عوامل آلوده کننده آب

آب یکی از مهمترین و بنیادی‌ترین عامل حیات موجودات زنده است از این نظر جلوگیری از آلودگی آب نیز به همان نسبت مهم و مورد توجه می‌باشد عوامل آلوده کننده آب بسیار گوناگون‌اند و می‌توانند هم منابع آبهای زیرزمینی و هم آبهای سطحی را آلوده کنند.

● عوامل آلوده کننده آبهای زیرزمینی :

کانیهای موجود در معادن سطحی که در اثر تغییر و تبدیل به عامل آلوده کننده مبدل می‌شود. مثلا آب جاری سطحی ( حاصل از باران و …) هنگام عبور از معادن زغال سنگ ، دی‌سولفید آهن « II» ( پیریت ) همراه با زغال سنگ را در خود حل کرده و سپس در اثر واکنش ، هوا آنرا به اسید سولفوریک تبدیل می‌کند. اسید حاصل ضمن عبور از لایه‌های مختلف مخازن زیرزمینی ، موجب آلوده شده آن می‌شود. ‌شود. مثلا آب جاری سطحی ( حاصل از باران و …) هنگام عبور از معادن زغال سنگ ، دی‌سولفید آهن « II» ( پیریت ) همراه با زغال سنگ را در خود حل کرده و سپس در اثر واکنش ، هوا آنرا به اسید سولفوریک تبدیل می‌کند. اسید حاصل ضمن عبور از لایه‌های مختلف مخازن زیرزمینی ، موجب آلوده شده آن می‌شود. ‌سولفید آهن « II» ( پیریت ) همراه با زغال سنگ را در خود حل کرده و سپس در اثر واکنش ، هوا آنرا به اسید سولفوریک تبدیل می‌کند. اسید حاصل ضمن عبور از لایه‌های مختلف مخازن زیرزمینی ، موجب آلوده شده آن می‌شود.

جمع شدن فاضلابهای شهری بویژه اگر در یک حوزه آهکی و یا شنی وارد شوند از آن که در معرض باکتریها قرار گیرند و تجزیه شوند، مستقیما و براحتی به مخازن زیرزمینی نفوذ پیدا کرده و موجب آلوده شدن آنها می‌شود.

▪ ضایعات رادیواکتیوی : یکی از عوامل آلوده کننده مهم منابع آبی زیرزمینی است که امروزه یکی از راههای رفع آنها که در حقیقت مشکل بزرگی برای صاحبان تکنولوژی هسته‌ای نیز به شمار می‌رود دفن آنها در زیر زمین است علاوه بر دفن ضایعات رادیواکتیو در زیر زمین ، همه انفجار های هسته‌ای زیر زمینی نیز موجب آلوده شدن آبهای زیر زمینی می‌شود.

● عوامل آلوده کننده آبهای سطحی:

▪ آلوده کننده‌های صنعتی:

بسیاری از ضایعات صنعتی به آبزیان زیانهای جدی می‌رسانند. این ضایعات برای خنثی شدن مقدار زیادی از اکسیژن محلول در آب را به مصرف رسانیده و موجب کاهش اکسیژن مورد نیاز برای آبزیان می‌شود و تهدید به مرگ می‌کنند. از طرف دیگر بسیاری از خود این ضایعات سمی بوده و موجب مسمومیت آبزیان می‌شوند مانند فلزات سنگین.

منبع

ابیاری

آبیاری

  آبیاری یعنی آب دادن به خاک و به اهداف زیر انجام می گیرد: 

• رفع نیاز آبی گیاه

 • اصلاح خاک

• مبارزه با آفات گیاهی

• تعدیل دمای محیط

• جلوگیری از فرسایش بادی

• کنترل علف هرز

• تسطیح اراضی

• اصلاح شرایط فیزیکی خاک

...

در آبیاری هر منطقه برای تحقق اهداف مورد نظر باید به نکاتی توجه کرد که آنها را در قالب چند سوال مطرح کرد:

مقدار آب داده شده بستگی به میزان آب نگه داشته شده در خاک دارد که با توجه به خاصیت موئینگی و سطح ویژه ( خاصیت استاتیکی) , ساختمان خاک( تخلخل خاک) , مواد هموسی , مقدار رس خاک و نوع خاک , ضخامت لایه ی خاک و بافت خاک دارد.

کشش سطحی مایع به این معنی است که مایع می خواهد سطح خود را به حداقل برساند به همین دلیل قطره ی آب کروی است زیرا در بین اشکال هندسی کره تنها شکلی است که نسبت به حجم آن کمترین سطح را دارد.

نیروی وزن آب را به سمت پایین می کشد و نیروی با فاکتورهای کشش سطحی , عدد بی و قطر ذرات خاک آب را به سمت بالا میکشد و زمانی که این دو نیرو ثابت شوند آب در سظح ثابتی قرار میگیرد.

H=0.3/D

لذا هر چه ذرات ریزتر باشند آب بیشتر بالا می رود.

سطح ویزه : به مجموع سطوح ذرات تشکیل دهنده ی واحد جرم( یک گرم) یا واحد حجم (یک سانتی متر مکعب)از هر جسم گفته می شود هر چه ذرات ریزتر باشند سطح ویژه ی آنها بیشتر است.

سطح ویژه ی کره =6/D

در زمان آبیاری در حد ظرفیت مزرعه تخلخل ریز از آب بر می شود . برای محاسبه ی این مقدار آب در زمینی با تعداد لایه های مشخص به اطلاعات زیر احتیاج است:

وظایف خاک عبارتند از :

1.تامین غذای گیاه

- آماده سازی

2.نگهداری گیاه

3.نگهداری آب

- ذخیره و نگهداری آب

- انتقال آب

4. تهویه ی آب

خاک مخزنی است که می تواند آب را در خود نگه دارد و در فاطله ی دو آبیاری در اختیار گیاه بگذارد. در هر نوبت آبیاری , رطوبت مقداری بالاتر از ضریب پژمردگی دائم ست و با آبیاری میزان رطوبت به حد میزان رطوبت مزرعه می رسد.(ضریب پژمردگی دائم به بالاترین درصد وزنی رطوبت خاکی گفته می شود که اگر رطوبت خاک از آن درصد کمتر باشد گیاهان زراعی مشخصی دچار پژمردگی می شوند.)

1. گنجایش خاک

2. میزان ورود و خروج آب

آب به دو شکل از زمین خارج می شود :

1. تبخیر

2. تعرق

تبخیر خارج شدن آب به صورت بخار از سطح خیس است و تعرق مقدار آبی است که به صورت بخار از روزنه های گیاه خارج می شود. میزان تبخیر و تعرق به عواملی بستگی دارد:

1. عوامل آب و هوایی

- نور

- دما

- باد

- فشار هوا

- رطوبت

2. عوامل گیاهی

- نوع گیاه

- مرحله ی رشد گیاه

- نوع استفاده از گیاه

3. عوامل خاکی

- بافت خاک

- ساختمان خاک

- رنگ خاک

- شوری خاک

4. عوامل آبیاری

5. عوامل مدیریتی یا زراعی

- مصرف کود

- حاصلخیزی خاک

- تراکم

- نحوه ی مبارزه با علف های هرز

- مبارزه با آفات و بیماری ها

- شخم

- هرس و تنک کردن

- تاریخ کاشت

و...

6. عوامل موقعیتی

- شیب مزرعه

- ارتفاع از سطح دریا

روش های تعیین و تخمین آب مصرفی گیاه

1. استفاده از لایسیمتر

لایسیمتر یک حجم هندسی است که معمئلا به شکل استوانه ویا مکعب مستطیل است و جنس آن از فلزات مختلف , پلاستیک,چوب, بتن یا هر ماده ی غیر قابل نفوذ دیگری است.

2.استفاده از میزان آب مزرعه

مقدار آبی که وارد مزرعه می شود از دو طریق است:

- آب آبیاری

- آب بارندگی

این آب به چند طریق از خاک خارج می شود:

- آب روی سطحی

- آب جذبی

- تبخیر تعرق

- آب ذخیره شده

3. استفاده از تغییرات رطوبت در فاصله یبین دو آبیاری در طول فصل رشد

4. استفاده از کرت های آزمایشی

5. استفاده از میزان تبخیر از سطوح آزاد آب و یا سطوح خیس

6. استفاده از فرمول های شیمیایی

مراحل رشد گیاه

برای محاسبه ی آب مصرفی گیاهان زراعی طول دوره ی رویش را به چهار دوره تقسیم می کنند:

1. مرحله ی ابتدایی

این دوره از کاشت بذر شروع می شود و تا زمانی ادامه می یابد که گیاه کاشته شده سبز شود و 10%سطح زمین را بپوشاند.

2. مرحله ی رشد سیع

این مرحله از پایان مرحله ی ابتدایی شروع و تا زمانی ادامه دارد که گیاه کاشته شده 75-80 % سطح خاک را بپوشاند.

3. مرحله ی میان فصلی

این مرحله از بایان مرحله ی دوم شروع و پایان آن برای هر محصول فرق می کند .

4. مرحله ی پایان فصلی

 منبع:www.ake.blogfa.com

ترمیم خاک

ترمیم خاک:

سه روش اصلی برای پاکسازی خاک وجود دارد:

1)میتوان خاک را تا عمق مشخصی حفر کرد از منطقه مورد نظر دور کرد و سپس آن را ترمیم کرد.

2)میتوان خاک را در همان منطقه ای که وجود دارد به صورت درجا ترمیم کرد.

3)روش دیگر، روشی است که خاک را در منطقه نگه میدارند و به آن مواد کمکی برای جلوگیری از گسترش آلودگی به گیاهان، جانوران و انسان وارد میکنند.

معمولاً برای جلوگیری از انتشار آلودگی خاک بر روی خاک پلاستیک بزرگی میکشند تا آب باران به درون آن نفوذ نکند و آلودگی به سایر مناطق راه پیدا نکند.

روشهای ترمیم خاک شامل استفاده از آب برای خارج کردن آلاینده ها از خاک، استفاده از حلالهای شیمیایی یا هوایی، یا از بین بردن آلاینده ها با کمک سوزاندن، کمک به ارگانیسمهای طبیعی برای شکستن اتمهای آلاینده ها، اضافه کردن مواد به خاک برای محافظت آن و جلوگیری از انتشار آلودگی به سایر نقاط.

منبع:www.ake.blogfa.com

زهکشی

زهکشی فرآیند خارج کردن آب سطحی اضافی و مدیریت سفره آب زیرزمینی کم عمق از طریق نگه داشت و دفع آب و مدیریت کیفیت آب برای رسیدن به منافع دلخواه اقتصادی و اجتماعی است، در حالی که محیط زیست نیز حفظ شود

زهکشی در گذشته‌های دور:

زهکشی کشاورزی،‌ بنا به عقیده سازمان خواربار و کشاورزی جهانی، نه هزار سال پیش در بین‌النهرین آغاز شد. در آن هنگام لوله به کار برده نمی‌شده بلکه به احتمال زیاد از سنگ و سنگ‌ریزه و شاخ و برگ گیاهان بهره‌گیری می‌شد.

 اولین لوله‌های زهکشی حدود چهار هزار سال قدمت دارند. در اروپا، اولین زهکشی زیرزمینی حدود دو هزار سال پیش نصب شده‌است.

در کتابی که در حدود سه هزار سال پیش در چین نگاشته شده، نقشه‌هایی از سیستم زهکشی مشاهده می‌شود. هرودت،‌ در حدود 2400 سال قبل،‌اشاره‌هایی به کاربرد زهکشی در درّه نیل دارد.

زهکشی مدتی در جهان به فراموشی سپرده شد تا اینکه در 1544 در انگلستان دوباره زندگی جدیدی یافت.

 اولین تنبوشه ساز سفالی در 1840 در انگلستان به کار گرفته شد.

در امریکا زهکشی لوله‌ای در دو سدة پیش آغاز شد.

زهکشی در گذشته‌های نزدیک:

زهکشی زیرزمینی به شیوهٔ امروزی اولین بار در سال 1810 میلادی در انگلستان به کار گرفته شد و بتدریج به سایر نقاط اروپا رفت. با اختراع تنبوشه ساز سفالی (1840)، روند توسعه زهکشی در اروپا تسریع شد.

زهکشی در اوایل دهه 1960،‌ با پیدایش لوله پلاستیکی با دیواره صاف و نازک، سپس با ابداع لوله‌های کنگره‌دار شتاب قابل ملاحظه‌ای یافت.

 در حوالی سال 1970 استفاده از ماشین‌های زهکشی آغاز شد و شتاب بیشتری به توسعه زهکشی زیرزمینی داد. کاربرد فرستنده و گیرنده‌های لیزری، دقت در کنترل نصب زهکش‌ها را افزایش داد.

زهکشی در ایران:

احداث اولین شبکه‌های نوین آبیاری و زهکشی در دهه 1310 در جنوب کشور صورت گرفت و اولین زهکش روباز با استفاده از ماشین در حوالی سال 1335 در شاوور خوزستان ساخته شد.

در سال‌های 1341 و 1342 اولین شبکه زهکشی زیرزمینی با استفاده از لوله‌های سفالی در دانشکده کشاورزی دانشگاه جندی شاپور (شهید چمران) واقع در ملّاثانی (رامین) اهواز در وسعتی حدود 500 هکتار با نیروی کارگری به اجرا در آمد. در همین سال‌ها بود که اولین ماشین زهکشی وارد کشور شد. اولین طرح بزرگ زهکشی به وسعت 11000 هکتار در هفت تپه به اجرا درآمد.

سپس زهکشی اراضی شرکت کشت و صنعت کارون و همزمان با آن زهکشی اراضی آبخور سد وشمگیر در گرگان آغاز شد.

دشت‌های مغان، دالکی در بوشهر،‌ زابل، میان‌آب، بهبهان، طرح‌های هفت‌گانه توسعه نیشکر در خوزستان از جمله طرح‌های بزرگ دیگری هستند که اجرای آنها به اتمام رسیده است.

زهکشی زیستی:

زهکشی زیستی عبارتست از زهکشی اراضی به کمک گیاهان مقاوم به شوری.

 در این روش، گیاهانی که به شدت به شوری مقاومند در مجاورت نوارهای زراعی کشت می‌شوند. این گیاهان به سبب تعرق، پتانسیل کمتری را در نیمرخ خاک منطقه ریشه خود و زیر آن بوجود می‌آورند و از این رو، زهاب زیرزمینی که پتانسیل بیشتری دارد به سمت نوار مذکور حرکت می‌کند و سطح آب در منطقه زراعی پایین می‌افتد.

در مطالعات زهکشی زیستی باید موضوعات زیر مورد بررسی قرار گیرند:

تعادل آب.

تعادل نمک.

سطح زمین‌هایی که باید به درخت‌کاری اختصاص یابد.

آب مورد نیاز درخت‌کاری (فقط آب زهکشی یا آب آبیاری؟).

کیفیت آب زیرزمینی.

دامنة تأثیر درخت‌کاری بر بهبود وضعیت کیفیت اراضی زراعی.

همانطور که گفته شد، درختان مقاوم به شوری در زهکشی زیستی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از میان این گیاهان می‌توان گونه‌های زیر را نام برد:

گز

آکاسیا

اکالیپتوس

سایر انواع اکالیپتوس

برخی عقیده دارند که در صورت عدم برداشت شاخ و برگ گیاهانی مثل گز از روی زمین، در اثر ریزش برگ، نمک‌ها دوباره به زمین برمی‌گردند.

زهکشی کنترل‌شده:

زهکشی کنترل‌شدهٔ، تلفیق آبیاری و زهکشی است. با باز و بسته کردن خروجی زهکش، می‌توان سطح آب را در داخل خاک در حدی مطلوب حفظ کرد به طوری که گیاه بتواند به کمک نیروی موئینهٔ‌ای از آب استفاده کند و در عین حال، به گیاه آسیبی از نظر ماندابی شدن وارد نگردد.

زهکشی کنترل‌شده می‌تواند نقش مهمی ‌در حفظ آب، بالابردن راندمان آبیاری، حفظ مواد غذایی خاک و در نهایت، حفظ کیفیت آب پایین دست داشته باشد.

 رویکرد جدید زهکشی این است که زهشکی مصنوعی تنها در صورتی انجام شود که ضرورت آن کاملاً محسوس باشد.

برای زهکشی کنترل شده، وجود شرایط زیر الزامی ‌است:

1. اراضی کشاورزی نسبتاً مسطح.
2. استفاده از روش آبیاری سطحی.
3. دارا بودن سامانه زهکشی مصنوعی (روباز یا بسته).
4. وجود چاهکهای بازرسی یا سایر سازه‌هایی که بتوان سطح آب را در زهکشها کنترل کرد.
5. وجود علاقمندی در کشاورزان.
6. یکپارچگی در اراضی وسیع.
7. عدم کشت محصولات مختلف.

منبع:www.ake.blogfa.com

تعریف الودگی خاک

 خاک یکی از منابع مهم و ارزشمند طبیعت است. بدون داشتن خاک سالم حیات و زندگی روی زمین امکانپذیر نخواهد بود. 95% غذای انسان از زمین حاصل میشود. برنامه ریزی برای داشتن خاکی سالم و تولید کننده لازمه بقای انسان است. ورود مواد، ارگانیسمهای زیستی یا انرژی به درون خاک سبب تغییر کیفیت خاک میشود. همین مسئله باعث میشود که خاک از حالت طبیعی خود خارج شود.

خاک از دو بخش تشکیل شده است. یکی بخش زنده خاک و دیگری بخش مرده خاک میباشد. بخش مرده خاک شامل سنگهای هوازده و مواد معدنی حاصل از پوسیدگی گیاهان و جانوران میباشد (که مواد آلی یا هوموس نامیده میشود) و هوا و آب نیز در این بخش قرار میگیرند. اما خاک زنده، خاکی است که دارای جانوران کوچک همچون حشرات و کرمها است و در آن گیاهان، قارچها، باکتریها و سایر میکروبها قرار دارند. نمونه بارز خاک 50% مواد معدنی و آلی و 50% هوا و آب دارد که فضاهای خالی موجود در خاک را پر میکند و ارگانیسمهای زنده خاک را نگه میدارد.

بر اثر فعالیتهای مختلف انسانی، خاک دچار آلودگی میشود. اکثر این آلودگی ها بر اثر تصادف وسایل نقلیه ای که مواد آلوده کننده جا به جا میکنند، اتفاق می افتد.

آلوده کننده های دیگری که سبب آلودگی خاک میشوند شامل اتومبیلها، کامیونها و هواپیماهایی هستند که زباله جا به جا نمیکنند ولی موادی از قبیل سوخت حمل میکنند، که بر اثر ریخته شدن و خارج شدن آنها از وسیله نقلیه آلودگی خاک رخ میدهد.

عواملی مانند فعالیتهای انسانی نیز باعث آلودگی خاک میشوند. ریختن مواد سمی مانند انواع حلالها، مواد رنگی و شوینده ها آلودگی زمین و خاک را گسترش میدهند.خاک ها به عنوان پالاینده های طبیعت محسوب می شوند . علاوه بر اینکه تأمین کننده مواد غذایی هستند ، خاصیت تصفیه کنندگی نیز دارد . این خاصیت خاک در اثر خواص فیزیکی آنها ( عمل نفوذ آب از منافذ ) ، خواص شیمیایی آنها ( جذب سطحی و تبخیر ) و خواص زیستی آنها ( تجزیه و فساد مواد آلی ) حاصل می گردد .

منبع:www.ake.blogfa.com

فواید مهندسی ژنتیک

  در طول تاریخ کشاورزی ، بشر از ٿرایند طبیعی مبادله ژنی در قالب اصلاح نباتات و به وجود آمدن تنوع خصایص بیولوژیکی استٿاده نموده است. واقعیت ٿوق پشتوانه کلیه تلاش ها برای اصلاح گونه های کشاورزی ، خواه از طریق اصلاح نباتات و دام به صورت سنتی و یا از طریق تکنیک های بیولوژیکی ملکولی بوده است.در این دو مورد بشر، برای تولید انواع گیاهان و جانورانی که دارای صٿات و خصایص مطلوب باشند ،  مانند گیاهان مقاوم به بیماری ها و دام های خوراکی که در آنها نسبت ماهیچه به چربی زیادتر است ،  تلاش کرده است .

 دلیل اصلی و اولیه ایجاد مهندسی ژنتیک ناشی از رسیدن به اهداٿ سودمندی در علوم کاربردی ، بهداشتی  و  پزشکی به شرح  ذیل بوده است :

1-      شناخت ساختمان و کارآیی ژن

2-      تولید پروتیین های مفید و مواد اولیه دیگر بوسیله روش های نوظهور متداول

3-      تولید گیاهان و حیوانات تراریخته با ویژگی های مطلوب

تٿاوت عمده میان اصلاح نبات و دام به صورت سنتی و روشهای "بیولوژیکی- مولکولی " انتقال ژن ها ، نه در هدٿ هاست و نه در فرآیندها،  بلکه در سرعت ، دقت ، قابلیت اطمینان و دامنه کار قرار دارد . هرگاه متخصصان سنتی اصلاح دام و نباتات دو گیاه یا دام دارای قابلیت جنسی را با یکدیگر آمیزش می دهند، ده ها ژن با یکدیگر درهم می آمیزند ، هریک از والدین نیمی از ژنوم ( یا مجموعه ژنهای ) خود را در قالب ادغام سلولی تخم و اسپرم به نسل خود منتقل می کند ، لیکن ترکیب آن نیمه در هر یک از سلولهای جنسی والدینی و به تبع آن در هر آمیزش تٿاوت می کند . قبل از وقوع ترکیب "مطلوب" ژن ها و ایجاد صفات مورد نظر در نسل بعد باید آمیزش های زیادی صورت پذیرد.

با استفاده از روش های بیولوژیکی ملکولی و مطالعه تاثیر تک تک ژن ها می توان برخی از این مسایل را حل نمود. دانشمندان به جای اتکا به ترکیب های متوالی تعداد متنابهی ژن برای کسب نتایج دلخواه  می توانند هر ژن را به طور مجزا برای بررسی صفتی معین مستقیما در ژنوم سلول تخم قرار دهند.آنها نحوه تظاهر این ژن ها در رقم جدید گیاه یا دام را هم کنترل می کنند. خلاصه آنکه با تمرکز روی صفت مطلوب می توان از طریق انتقال ملکولی ژن مورد نظر،  مدت زمان لازم برای ایجاد ارقام جدید را کوتاه نمود و سطح دقت مطالعه را بالا برد. همچنین  می توان با استفاده از این روش ، ژن ها را میان گیاهان و یا جانورانی که از لحاظ جنسی قابل آمیزش نیستند مبادله نمود.

تکنیک های انتقال ژن ، کلید بسیاری از کار بست های بیوتکنولوژی هستند.اساس مهندسی ژنتیک عبارت است از توان شناسایی ژن مورد نظر یعنی ژنی که حاوی ویژگی مطلوب در موجودات است، مجزا کردن آن ژن ،  مطالعه کارکرد و اصول ٿعالیت آن  تغییر ژن و کار گذاشتن مجدد آن در میزبان طبیعی خود و یا گیاه و جانوری دیگر.این تکنیک ها ابزار هستند نه هدٿ .  با استٿاده از آنها می توان طبیعت و وظیفه و کارکرد ژن ها را شناسایی نمود ، اسرار مقاومت به بیماری ها را گشود ، رشد و نمو را تنظیم نمود و یا در نحوه ارتباط میان سلول ها و موجودات دخل و تصرف نمود.

  مهندسی ژنتیک امکان ایجاد واریته ها و گیاهانی را فراهم می کند که دارای صفاتی هستند که دسترسی به  آنها از روش های معمول غیرممکن است. برای مثال با دست ورزی ژنتیک برنج طارم مولایی ، نه تنها به کرم ساقه خوار برنج بلکه به کلیه آفات پروانه ای و برخی بیماری های قارچی مانند شیت بلایت مقاوم شده است.

صفت مقاومت مطلق به کرم ساقه خوار و بیماری شیت بلایت در هیچ یک از ۱۲۰۰۰۰ نمونه برنج نگهداری شده در مؤسسه بین المللی تحقیقات برنج مشاهده نشده است. با توجه به عدم دسترسی به ارقام مقاوم نمی توان از روش های سنتی اصلاح نباتات برای ایجاد چنین صفات مهمی استٿاده کرد. منافع اقتصادی و زیست محیطی این قبیل واریته های زراعی بی نیاز از توضیح است. کاهش مصرف سموم، کاهش هزینه های تولید، اٿزایش عملکرد، محیط زیست سالم تر برای انسان، دام و آبزیان و به ویژه انطباق کامل این فناوری با روش های مبارزه تلفیقی از معدود مزایای کاربرد گیاهان تراریخته مقاوم به آفات و بیماری است.

در این رابطه به تازگی خبرهای مسرت بخشی مبنی بر رهاسازی و تولید انبوه اولین برنج تراریخته در ایران منتشر شده که این  موفقیت میتواند کمک شایانی به اٿزایش تولید این محصول استراتژیک در کشورکند. این برنج تراریخته، با دستورزی ژنتیکی رقم طارم مولایی در پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی تولید شده و نزدیک به 10 سال از اولین آزمایشهای بررسی آن میگذرد. در این برنج با ابراز ژن مسئول تولید پروتئینی کریستالی موسوم به Cry1A(b) در برگ گیاه، به محض تغذیه لارو حشره آٿت از قسمت سبز گیاه، طی یک واکنش که ٿقط در محیط قلیایی دستگاه گوارش این حشره صورت میگیرد، آٿت نابود میشود و هیچ اثر منٿی دیگری بر سایر حشرات مفید موجود در مزرعه وجود نخواهد داشت. علاوه بر این مبارزه اختصاصی با آٿت، عدم ابراز ژن مذکور در دانه برنج نیز در این برنج تراریخته رعایت شده است، گرچه این پروتئین برای انسان مضر نیست و محاسبات انجام شده نشان داده که میزان پروتئین Cry1A(b) موجود در چندین هزار کیلو ذرت Bt نه تنها هیچ اثر منفی بر موش نداشته، بلکه به عنوان یک پروتئین غذایی برای مصرف انسان (حتی کودکان و نوزادان) مورد تائید قرار گرفته است.  این برنج ،  بدون مصرف هرگونه سم در برابر تمامی آٿات پروانه‌ای این گیاه از جمله انواع برگ‌خوارها‌ و همچنین کرم ساقه‌خوار که از جمله مهمترین آفات برنج در کشور ما  بوده و بیشترین میزان سموم مصرفی را به خود اختصاص داده‌اند، مقاوم است.

در یک جمع بندی این گونه نتیجه گیری شده است که بهره گیری از روش های مهندسی ژنتیک منجر به تولید محصولات مقاوم در برابر آفات باارزش غذایی بالاتر می شود، انعطاٿ بیشتری در عملیات زراعی به وجود می آورد و به دلیل کاهش مصرف سموم دفع آفات نباتی برای محیط زیست جهان مفید خواهد بود.

منبع:www.ake.blogfa.com

روش های تکثیر گیاهان

هدف علم ازدیاد گیاهان ، افزودن به تعداد گیاهان با حفظ ویژگیهای ارزشمند آنها می‌باشد. برای این منظور گیاهان به روشهای جنسی (Sexual) و یا غیر جنسی (Asexual) تکثیر می‌شوند. اکثرا در طبیعت ، گیاهان از طریق بذر به ادامه نسل می‌پردازند. هر کدام از بذرها از نظر ژنتیکی ساختار منحصر به فرد خود را دارند که ناشی از آمیختگی والدین می‌باشد.

برای تولید مثل موفق گیاهان توسط انسان سه جنبه مختلف مورد نظر می‌باشد. داشتن اطلاعات عملی و مهارتهای لازم جهت ازدیاد گیاهان ، نظیر کشت بذر ، نهال و نشا ، پیوند زدن ، تهیه قلمه و ریشه‌دار کردن آن هنر ازدیاد نباتات بشمار می‌آید، داشتن اطلاعات لازم در مورد رشد و نمو ساختار گیاه و شرایط رشد که علم ازدیاد گیاهان محسوب می‌شود. جنبه سوم ، داشتن اطلاعات کافی در مورد روشهای ازدیاد گونه‌های مختلف گیاهی می‌باشد.

تکثیر جنسی گیاهان:تکثیر جنسی گیاهان شامل ترکیب یاخته‌های جنسی نر و ماده و تشکیل بذر می‌باشد. تکثیر جنسی با نصف شدن و کاهش کروموزومی گامتهای نر و ماده ، آغاز می‌شود و بعد از لقاح تعداد کروموزومها به تعداد اولیه افزایش می‌یابد و با بوجود آمدن (ژنوتیپهای) جدید همراه است. شکل ظاهری )فنوتیپ( گیاه و انتقال صفات از نسلی به نسل دیگر توسط ژنها تعیین می‌شود.

فرآیند زایشی گیاه:

فرآیند زایشی گیاه با تشکیل گل ، آغاز می‌شود و این تغییرات شامل گل انگیزی ، گل آغازی ، اختصاصی شدن و تشکیل گل و شکوفایی است. از ترکیب گامتهای نر و ماده ابتدا تخم حاصل می‌شود و تخمک تلقیح یافته به دانه تبدیل می‌شود. تخم دارای خاصیت "خود تولیدی" بوده و حاوی اطلاعات ژنتیکی مورد نیاز برای تولید یک گیاه کامل می‌باشد. عواملی همچون دما ، طول روز ، هورمونهای گل انگیزی و تغذیه گیاه در تمایز و تشکیل گل ، دخالت دارند.

تشکیل بذر:

دانه‌های گرده بعد از جوانه زدن بر روی کلاله ، لوله گرده را حاصل می‌کنند. لوله گرده پس از عبور خامه وارد تخمدان شده و در نهایت به کیسه جنینی رسیده و عمل لقاح صورت می‌گیرد. لوله گرده حاوی دو هسته جنسی میباشد. یکی از هسته‌ها با تخمزا ترکیب شده و تخم دیپلوئید حاصل می‌شود. هسته دیگر با هسته ثانویه کیسه جنینی ترکیب شده و آندوسپرم ترپپلوئید را بوجود می‌آورد. پوششهای تخمک بعد از لقاح و در حین رشد و نمو بذر ، تغییر حالت داده و پوسته بذر را حاصل می‌کنند . بذر شامل جنین ، مواد غذایی و پوسته بذر می‌باشد.

جوانه زدن بذر:

بذر تخمک لقاح یافته است و در هنگام جدا شدن از پایه مادر ، حاوی جنین ، مواد غذایی و پوسته می‌باشد. بذرهایی که از پایه مادر جدا می‌شوند رطوبت آنها کاهش می‌یابد و فعالیت حیاتی آنها در حد پایین می‌باشد. فعال شدن ماشین متابولیکی جنین موجب جوانه زنی بذر و رویش گیاه جدید می‌شود. جوانه‌زنی شامل پاره شده پوسته بذر ، ظاهر شده چند میلیمتر از ریشه‌چه می‌باشد. در جوانه‌زنی بذر نوع ویژه‌ای از مولکولهای mRNA دخالت دارند، تعادل هورمونی کنترل می‌شود و میزان اسید جیبرلیک در بذر افزایش می‌یابد. و با تولید ساقچه و برگها ، گیاه جدید تولید می‌شود.

مزایای ازدیاد جنسی:

امکان انبار کردن بذر در شرایط مناسب و کشت آن در سالهای بعد ، ارزان و اقتصادی بودن ازدیاد توسط بذر ، عدم انتقال بیماریهای ویروسی توسط بذر ، سازگار بودن بذر به شرایط متغیر محیطی ، امکان ازدیاد اکثر گیاهان زراعی ، تکثیر پایه‌های بذری برای درختان میوه ، ازدیاد کلونهای اصلاح شده توسط بذر و ... از مزایای تکثیر جنسی گیاهان محسوب می‌شوند.

تکثیر غیر جنسی گیاهان:در تولید مثل غیر جنسی ، تقسیم یاخته‌ای بدون کاهش کروموزومی )میوز( اساس کار می‌باشد. بطوریکه گیاهان تولید شده حاوی اطلاعات ژنتیکی پایه مادر می‌باشند. تقسیم یاخته‌ای توسط سلولهای غیر جنسی (سوماتیک) انجام می‌گیرد. تقسیم مستقیم یاخته‌ای عامل تشکیل بافت پینه در محل زخم و باززایی و بهبود زخم است و تکثیر رویشی را بوسیله قلمه  پیوند و خوابانیدن شاخه ممکن می‌سازد. این روش تکثیر در کشت بافت نیز مطرح بوده و می‌توان گیاهان جدید را از این طریق تولید نمود. سلول رویشی زنده گیاهان ، دارای قدرت تولید یک گیاه کامل می‌باشد و این پدیده را قدرت خودسازی (Totipotency) می‌نامند و گیاه تولید شده بطور کامل اطلاعات ژنتیکی یاخته های مادری را خواهد داشت.

روشهای ازدیاد غیر جنسی گیاهان:

قلمه زدن:قلمه قسمتی از گیاه است که معمولا حاوی جوانه بوده و بعد از جدا کردن از پایه ، در محیط کشت ریشه‌دار می‌گردد. قلمه زدن معمولترین روش ازدیاد غیر جنسی بوده که آسانتر و ارزانتر از دیگر روشهای غیر جنسی می‌باشد. گیاهان تولید شده از طریق قلمه گیری شبیه پایه مادر و شبیه یکدیگر بوده و در آنها تفرقه صفات حاصل نمی‌شود.

خوابانیدن شاخه:

در این روش شاخه مورد نظر را قبل از جدا کردن از پایه مادر ، در محیط کشت ریشه‌دار نموده، سپس از پایه مادر جدا می‌کنند و به عنوان گیاه جدید مورد استفاده قرار می‌دهند. در شاخه‌هایی که به عنوان وسیله ازدیاد بکار برده می‌شوند، ریشه‌های نابجا حاصل می شود.

پیوند زدن:

پیوند عبارت است از اتصال دو قطعه از بافت زنده گیاه بر روی یکدیگر که منجر به تشکیل یک گیاه مستقل می‌گردد. قسمت بالای محل پیوند را پیوندک می‌نامند. پیوندک وظیفه عمل فتوسنتز و تشکیل محصول را به عهده می‌گیرد. پایه بخش پایین محل پیوند است که قسمتی از تنه و سیستم ریشه را بوجود می‌آورد.

ازدیاد بوسیله ساختارهای رویشی:

برخی از گیاهان نظیر گیاهان چند ساله علفی دارای ساختارهای ویژه رویشی می‌باشند که می‌توان گیاه مورد نظر را توسط این نوع ساختارها ، زیاد کرد. از این ساختارها می‌توان به پیاز ، ساقه غده‌ای ، ریزوم ، پاجوش و ... اشاره کرد.

ریزازدیادی:

این روش شامل تولید گیاه با استفاده از قسمتهای بسیار ریز گیاه نظیر بافتها و یاخته‌ها در شرایط ضد عفونی شده و در محیط کشت مصنوعی با استفاده از سیستم درون شیشه‌ای می‌باشد. این روش را بطور کلی ، کشت بافت می‌گویند.

مزایای تکثیر غیر جنسی گیاهان:

تولید گیاهان یکدست و متجانس و شبیه پایه مادر ، کوتاه کردن دوره نونهالی ، ازدیاد گیاهان بکربار ، کنترل شکل و مراحل رشد و گوناگونی روشهای غیر جنسی ، از مزایای این روش تکثیر محسوب می‌شود.

معایب ازدیاد غیر جنسی گیاهان:

از معایب ازدیاد غیر جنسی پر هزینه بودن و امکان انتقال عوامل بیماریزا توسط این روش می‌باشد. از عوامل بیماریزا می‌توان به قارچها ، باکتریها و ویروسها اشاره کرد

منبع

کشت بافت

با توجه به افزایش سالانه بیش از 80 میلیون نفر به جمعیت جهان، یکی از مهمترین چالشهای پیش روی جوامع بشری تأمین غذا برای ساکنان این کرة خاکی می باشد. در حال حاضر جهان با یک کسری مواد غذایی بالغ بر 60 میلیون تن مواجه است و در این میان مشکل اصلی متوجه کمبود های پروتئینی و ویتامینی می باشد. بطوریکه امروزه بیش از 3/1 میلیارد از مردم جهان از گرسنگی یا سوء تغذیة ناشی از در رنج بسر می برند.

در این میان کشت گونه های گیاهی پر بازده و بویژه سیب زمینی به دلیل قابلیت سازگاری گستردة آن با شرایط اقلیمی مختلف جهان، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است بطوریکه بنابر آمار رسمی FAO سطح زیر کشت آن در سال 2003 بالغ بر 19 میلیون هکتار و تولید آن بیش از 311 میلیون تن می باشد.

این محصول در جهان از نظر اهمیت غذایی، بعد از گندم، برنج و ذرت مقام چهارم را داراست. و مهمترین منبع دولپه ای در تغذیة انسان می باشد. وجود اسید آمینه های مهم، ویتامین ها و مواد معدنی در حد مطلوب این محصول را پس از تخم مرغ به دومین منبع غذایی ساده در سطح جهان تبدیل کرده است.

متأسفانه سیب زمینی در معرض بیش از صد بیماری باکتریایی، قارچی، میکروپلاسمی و ویروسی قرار دارد و وجود این عوامل باعث افت شدید عملکرد در مناطق آلوده به این عوامل در واحد سطح شده است. از آنجایی که این گیاه معمولآً بوسیلة غده های بذری تکثیر می یابد، این بذور مهمترین عامل گسترش و انتقال بیماری به شمار می رود. کیفیت غدة بذری نه تنها بطور مستقیم بر محصول رشد یافته از غدة بذری تأثیر دارد بلکه هر گونه بیماری که در روی غده یا داخل غده وجود داشته باشد ممکن است به مزارع مجاور سرایت کند یا به خاک وارد شود.حملة ویروس ها به گیاه سیب زمینی در بعضی اوقات می تواند باعث نابودی 80 درصد محصول گردد و از آنجایی که از یک سو مبارزه با بیماری های ویروسی بوسیلة سموم شیمیایی امکان پذیر نیست و از سویی دیگر استفاده از بذور حقیقی سیب زمینی با محدودیت هایی روبروست، بنابراین مؤثرترین راه برای مبارزه با عوامل ویروسی استفاده از غده های بذری گواهی شده می باشد.

آمار نشان می دهد که تنها 11 درصد از سیب زمینی در جهان از بذور گواهی شده تولید می شود. کمبود بذور سالم و بالا بودن هزینة تولید آن بویژه در کشور های در حال توسعه، عاملی عمده در افت کیفیت و عملکرد سیب زمینی است. احتیاج به 2 تا 3 تن غدة بذری در هکتار عموماً تا 60 درصد از هزینة تولید را در بسیاری از کشور ها شامل می شود.

برآورد ها نشان می دهد که استفاده از بذور سالم می تواند باعث افزایش 30 درصدی عملکرد در تولید سیب زمینی گردد.

در کشور ما با وجود صادرات سالانه بیش از 30 هزار تن سیب زمینی به خارج، هر ساله سه میلیون عدد غدة بذری از استرالیا وارد می شود که این مقدار نیز پاسخگوی تأمین بذر زمین های زراعی کشاورزان نیست.

با پیشرفت های حاصل در کشت In vitro۱ گیاهچه های سیب زمینی در سالهای اخیر و نیز توسعة روشهای شناخت بیماریها، تولید گیاهچه های عاری از ویروس بوسیلة تکنیک های کشت بافت میسر شده است (30).

با توجه به جدید بودن ورود روشهای کشت بافت به کشور و نیز بازدهی بسیار بالا و کاهش چشمگیر هزینه های تولید با استفاده از این تکنیک ها توجه و مطالعة هرچه بیشتر در این امر ضروری به نظر می رسد.

منبع:www.ake.blogfa.com

الوئه ورا (صبر زرد)

صبر زرد

گیاهى است با ظاهر بوته اى انبوه، پایا، همیشه سبز، شاداب و پرطراوت. ارتفاع آن حدود ۶۰سانتیمتر بوده و داراى ساقه چوبى کوتاه به ضخامت ۱۰-۵ سانتیمتر، برگ هاى نیزه اى شکل مستقیماً به محور ساقه متصل هستند. رنگ برگ ها سبز یا سبز مایل به خاکسترى، تعداد برگ ها بین ۲۰- ۱۰ عدد با کناره هاى نازک و حامل خار هاى نوک تیز مخروطى راست و یا کمى خمیده به طول ۲میلیمتر است. گل آذین گل ها خوشه  اى و به رنگ زرد یا زرد مایل به سبز ابتدا عمود به محور مرکز گل آذین قرار گرفته سپس از قاعده خوشه شروع به آویزان شدن مى نمایند. میوه از نوع کپسول و به رنگ قهوه اى مدور تا تخم مرغى شکل است که در اواخر فصل بهار تا اوایل فصل تابستان به رشد کامل مى رسند. اندام دارویى این گیاه شیرابه آن است که از برگ هاى بیرونى تهیه مى گردد. صبر زرد حدود ۵ درصد آب دارد، عمده ترین ترکیبات آن را مواد رزینى و مشتقات آنزاکبیونى تشکیل مى دهند. مقدار رزین در صبر زرد هاى مختلف ۲۰- ۱۰ درصد است. عمده ترین اثر صبر زرد خاصیت مسهلى آن است که به صورت خوراکى مصرف دارد و به صورت موضعى در جهت التیام زخم ها و سوختگى ها استفاده مى گردد همچنین در فرآورده هاى آرایشى و بهداشتى بالاخص فرآورده هاى ضد آفتاب نیز مورد مصرف قرار مى گیرد. در طب گذشته صبر زرد به عنوان مسهل و صفرابر مورد استفاده قرار مى گرفته است. لازم به ذکر است که صبر زرد مسهلى قوى بوده و مصرف طولانى مدت آن مانند سایر مسهل هاى محرک سبب اسهال آبکى شده و منجر به ضعف عضلانى و کاهش وزن بدن مى گردد. صبر زرد در مقادیر مختلف اثرات درمانى متفاوتى را از خود نشان مى دهد به طورى که ۶۰-۲۰ میلى گرم آن مقوى و صفرابر، به مقدار ۱۰۰ میلى گرم ملین و در مقادیر ۲۰۰ میلى گرم مسهل است.

تاریخچه گیاه «آلوئه ورا» یا «صبرزرد» و اثرات دارویی آن به ۶ هزار سال قبل باز می گردد. از گذشته های دور، ژل این گیاه برای درمان زخم های عفونی و ترمیم سوختگی و بریدگی مورد استفاده بوده است.

کلیات گیاه شناسی

صبر زرد یکی از گیاهانی است که قبل از میلاد مورد مصرف مردم بوده است . کلئوپاترا ملکه مصر پوست خود را هر روزه با آن ماساژ می داد که از شر آفتاب مصر در امان باشد وحتی مصریان آنرا برای مومیائی مردگان خود بکار می بردند . در کتاب مقدس ام این گیاه بکرات آمده است .

صبر زرد فاقد ساقه بوده و لی برگهای آن دراز و تا ارتفاع 30 سانتیمتر می رسد . گلهای این گیاه برنگ زرد می باشد که در انتهای ساقه ای که از وسط برگها خارج می شود می روید .

ترکیبات شیمیایی: 

صبر زرد موادی نظیر آلوئین ‌فامودین ، آنترا کینون ،‌ایزوباربالوئین و مقدری در حدود 12 درصد صمغ می باشد .

خواص دارویی: 

صبر زرد از نظر طب قدیم ایران گرم و خشک است شیرابه آن به مصرف طبی می رسد .

1)تقویت کننده بدن است.

2)یبوست را برطرف می کند و روده ها را تمیز می کند.

منبع