مدل‌سازی و بهینه‌سازی تاثیر میدان مغناطیسی روی بذر جعفری (Petroselinum crispum) به روش پاسخ سطح

ماشین های کشاورزی

مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ، انتشار آنلاین از تاریخ 10 خرداد 1404   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی انگلیسی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.2024.88417.1256

نویسندگان

محمد رفیعی؛ فرهاد خوشنام؛ مسلم نامجو^*

گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران

چکیده

در این تحقیق، مدل‌سازی و بهینه‌سازی رشد گیاهچه‌های مختلف بذر جعفری و شاخص‌های جوانه‌زنی آن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور میدان مغناطیسی چهار قطبی آزمایشگاهی ساخته و آزمایش‌ها به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای شدت میدان مغناطیسی (150، 300 و 450 میلی‏ تسلا)، مدت زمان اعمال میدان بر روی بذرها (30، 60 و 90 دقیقه)، و زمان کاشت (0، 7 و 14 روز پس از اعمال میدان مغناطیسی) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که میدان مغناطیسی بر طول ساقه‏‌چه، وزن تر ریشه‏‌چه و وزن تر ساقه‌چه، و مدت زمان اعمال میدان بر طول ریشه‏‌چه تاثیر معنی‏‌داری دارد. زمان کاشت و فاکتورهای دیگر تاثیر معنی‌داری بر طول ریشه‌چه و وزن تر ریشه‌چه داشت. زمان کاشت بلافاصله پس از اعمال میدان مغناطیسی طول ریشه را افزایش، ولی زمان کاشت پس از 14روز همراه با مدت زمان اعمال میدان باعث افزایش طول ساقه‌چه، وزن تر ریشه‏‌چه و وزن تر ساقه‏‌چه شد. مدت زمان اعمال میدان 30 دقیقه و شدت میدان مغناطیسی بین 150 و 300 میلی‏‌تسلا تاثیر معنی‌داری بر پارامترهای گیاهچه نداشت. با این حال شدت میدان‌های بالاتر از 450 میلی‌تسلا و مدت زمان 60 و 90 دقیقه موثرتر بوده و منجر به افزایش طول ساقه‏‌چه، وزن تر ریشه‏‌چه، وزن تر ساقه‌چه، سرعت جوانه‌زنی، درصد جوانه‌زنی و میانگین زمان جوانه‌زنی شد. تحلیل و بهینه‏‌سازی به کمک روش سطح پاسخ نشان داد که شرایط مغناطیسی بهینه، با مقبولیت 0.682، در میدان مغناطیسی 450 میلی‌ثانیه، مدت زمان اعمال 60 دقیقه و پس از 14 روز کاشت به‌دست آمد. به نظر می‏‌رسد که میدان‌های مغناطیسی بالاتر ماندگاری میدان مغناطیسی را افزایش داده و تاثیر معنی‌‏داری بر شاخص‌های رشد گیاهچه دارد.

کلیدواژه‌ها

جعفری؛ جوانه‌‏زنی؛ ماندگاری؛ مدل‌‏سازی؛ میدان مغناطیسی

مراجع

1. Abdani Nasiri, A., Mortazaeinezhad, F., & Taheri, R. (2018). Seed germination of medicinal sage is affected by gibberellic acid, magnetic field and laser irradiation. Electromagnetic biology and medicine, 37(1), 50-56. https://doi.org/10.1080/15368378.2017.1336100
2. Afzal, I., Saleem, S., Skalicky, M., Javed, T., Bakhtavar, M. A., & Ul Haq, Z. (2021). Magnetic field treatments improves sunflower yield by inducing physiological and biochemical modulations in seeds. Molecules, 26(7), 2022. https://doi.org/10.3390/molecules26072022
3. Alarcon, J. L. P., Cuesta, J. C., Molejon, M. R. B., Paragsa, J. D., & Ypon, N. M. Q. (2024). Investigating the Influence of Magnets in the Growth of String Bean (Phaseolus vulgaris) Plant. American Journal of Life Science and Innovation, 3(1), 16-19. https://doi.org/10.54536/ajlsi.v3i1.2450
4. Atlı, V., & Erez, M. E. (2023). Effects of Different Magnetic Field Strengths and Duration on Seed Germination and Bacterial Growth. International Journal of Nature and Life Sciences, 7(2), 123-128. https://doi.org/10.47947/ijnls.1387454
5. Bera, K., Dutta, P., & Sadhukhan, S. (2022). Seed priming with non-ionizing physical agents: plant responses and underlying physiological mechanisms. Plant Cell Reports, 41(1), 53-73. https://doi.org/10.1007/s00299-021-02798-y
6. Bukhari, S. A., Tanveer, M., Mustafa, G., & Zia-Ud-Den, N. (2021). Magnetic field stimulation effect on germination and antioxidant activities of presown hybrid seeds of sunflower and its seedlings. Journal of Food Quality, 2021, 1-9. https://doi.org/10.1155/2021/5594183
7. da Silva, A. L. B. R., de Barros, M. F. L., Foshee, W., Candian, J. S., & Diaz-Perez, J. C. (2022). Priming Strategies for Parsley Seedling Production. HortScience, 57(9), 1086-1091. https://doi.org/10.21273/HORTSCI16675-22
8. Dehkourdi, E. H., & Mosavi, M. (2013). Effect of anatase nanoparticles (TiO₂) on parsley seed germination (Petroselinum crispum) in vitro. Biological Trace Element Research, 155, 283-286. https://doi.org/10.1007/s12011-013-9788-3
9. Dhiman, S. K., Wu, F., & Galland, P. (2023). Effects of weak static magnetic fields on the development of seedlings of Arabidopsis thaliana. Protoplasma, 260(3), 767-786. https://doi.org/10.1007/s00709-022-01811-9
10. Eshghizadeh, H. R., Kafi, M., Nezami, A., & Khoshgoftarmanesh, A. (2012). Studies on the role of root morphology attribution in salt tolerance of blue-panicgrass (Panicum antidotale) using artificial neural networks (ANN). Research on Crops, 13(2), 534-544.
11. Nagalakshmi, C., & Dayal, A. (2023). Effect of Magnetic Field and Electric Current Treatments on Growth, Yield and Seedling Parameters in Buckwheat (Fagopyrum esculentum). International Journal of Environment and Climate Change, 13(10), 4506-4518. https://doi.org/10.9734/ijecc/2023/v13i103129
12. Namjoo, M., Golbakhshi, H., Kamandar, M. R., & Beigi, M. (2024). Multi-Objective Investigation and Optimization of Paddy Processing in a Hot Air Dryer. Periodica Polytechnica Chemical Engineering. https://doi.org/10.3311/PPch.24100
13. Namjoo, M., Moradi, M., Dibagar, N., Taghvaei, M., & Niakousari, M. (2022). Effect of green technologies of cold plasma and airborne ultrasound wave on the germination and growth indices of cumin (Cuminum cyminum) seeds. Journal of Food Process Engineering, 45(12), e14166. https://doi.org/10.1111/jfpe.14166
14. Namjoo, M., Moradi, M., Niakousari, M., & Karparvarfard, S. H. (2022). Ultrasound-assisted air drying of cumin seeds: modeling and optimization by response surface method. Heat and Mass Transfer. https://doi.org/10.1007/s00231-022-03306-y
15. Pszczółkowski, P., Sawicka, B., Skiba, D., Barbaś, P., Krochmal-Marczak, B., & Ahmad, M. A. (2023). Effect of presowing magnetic field stimulation on the seed germination and growth of Phaseolus vulgaris Plants. Agronomy, 13(3), 793. https://doi.org/10.3390/agronomy13030793
16. Ranal, M. A., Santana, D. G. d., Ferreira, W. R., & Mendes-Rodrigues, C. (2009). Calculating germination measurements and organizing spreadsheets. 32, 849-855. https://doi.org/10.1590/S0100-84042009000400022
17. Sarı, M. E., Demir, İ., Yıldırım, K., & Memiş, N. (2023). Magnetopriming enhance germination and seedling growth parameters of onion and lettuce seeds. International Journal of Agriculture Environment and Food Sciences, 7(3), 468-475. https://doi.org/10.31015/jaefs.2023.3.1
18. Sarraf, M., Kataria, S., Taimourya, H., Santos, L. O., Menegatti, R. D., & Jain, M. (2020). Magnetic field (MF) applications in plants: An overview. Plants, 9(9), 1139. https://doi.org/10.3390%2Fplants9091139
19. Xia, X., Pagano, A., Macovei, A., Padula, G., Balestrazzi, A., & Hołubowicz, R. (2024). Magnetic field treatment on horticultural and agricultural crops: its benefits and challenges. Folia Horticulturae. https://doi.org/10.2478/fhort-2024-0004
20. Zeidali, E., Rostami, Z., Darabi, F., Soheyli, E., Nabiyouni, G., & Naseri, R. (2017). Germination and Growth of Wheat and Wild Oat Seedling as Affected by Different Intensities and Times of Magnetic Fields. Biological, Environmental and Agricultural Sciences, 2, 86-100.