ارزيابي بهينه‌سازي مؤلفه‌هاي پرتودهي بذر با فراصوت براي افزايش بنيه گياه‌چه ماش (Vigna radiata) توسط شبكه عصبي مصنوعي

مقدمه: شواهد آزمايشي زيادي نشان‌گر تأثير مثبت پرتودهي بذر با موج‌هاي فراصوت مي‌باشد؛ به طوري كه اين پرتودهي مي‌تواند باعث توليد گياه‌چه قوي‌تر شود. در مقابل، پرتودهي با شدت و مدت نامناسب مي‌تواند از طريق تأثير مخرب بر فعاليت آنزيمي، تأثيري زيان‌بار بر گياه‌چه به‌جاي گذارد. بين مؤلفه‌هاي پرتودهي (مدت خيساندن بذر قبل از پرتودهي، مدت و دماي پرتودهي) با يك‌ديگر و با متغيرهاي پاسخ (وزن خشك گياه‌چه و درصد گياه‌چه‌هاي غيرطبيعي) رابطه پيچيده‌اي وجود دارد. از اين رو نمي‌توان با مقايسه ميانگين، يك تركيب‌تعادلي دقيق را براي حصول مقادير مطلوب وزن خشك گياه‌چه و درصد گياه‌چه‌هاي غيرطبيعي به‌دست آورد. هدف از اين بررسي، بهينه‌سازي (پيدا كردن تركيب تعادلي) مؤلفه‌هاي پرتودهي براي حصول وزن خشك زيادتر گياه‌چه و درصد كم‌تر گياه‌چه‌هاي غيرطبيعي در ماش با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي بود.مواد و روش‌ها: آزمايش به صورت فاكتوريل در قالب طرح پايه كاملاً تصادفي با سه تكرار انجام شد كه در آن، فاكتورها شامل شش مدت خيساندن بذر (دو، چهار، شش، هشت، ده و دوازده ساعت) قبل از پرتودهي، پنج مدت پرتودهي (صفر، سه، شش، نه و دوازده دقيقه) و چهار دماي پرتودهي (17، 22، 27 و 32 درجه سلسيوس) بود. 25 عدد بذر براي هر ظرف پتري انتخاب گرديد. براي كمي كردن روابط بين متغيرها از شبكه عصبي چند لايه پرسپترون استفاده شد كه در آن، فاكتورهاي آزمايش به عنوان ورودي (متغيرهاي تأثيرگذار)، و درصد گياه‌چه‌هاي غير طبيعي و وزن خشك گياه‌چه به عنوان خروجي مدل (متغيرهاي پاسخ) در نظر گرفته شدند.يافته‌ها: نتايج تجزيه واريانس نشان داد كه اثرات ساده و برهمكنش فاكتورها بر وزن خشك گياه‌چه و درصد گياه‌چه‌هاي غير طبيعي معني‌دار بود. ساختار 3:3:2 مدل شبكه عصبي مبتني بر تابع فعال‌سازي سكانت هايپربوليك مناسب به‌دست آمد. وزن خشك گياه‌چه و درصد گياه‌چه‌هاي غير طبيعي از لحاظ ميزان مشاركت فاكتورها در توجيه تغييرات آنها تفاوت قابل اغماضي داشتند؛ ترتيب اولويت فاكتورها از نظر تحت تأثير قرار دادن اين صفات به صورت مدت پرتودهي دماي پرتودهي مدت خيساندن بذر بود. تركيب تعادلي مؤلفه‌هاي به‌دست آمده توسط شبكه عصبي شامل دماي پرتودهي 17.96 درجه سلسيوس، مدت پرتودهي 5.3 دقيقه و خيساندن 11.25 ساعته بذر بود كه در مقايسه با دو تركيب تعادلي به‌دست آمده توسط مقايسه ميانگين، وزن خشك گياه‌چه 27% بالاتر و درصد گياه‌چه‌هاي غيرطبيعي 0.6% پايين‌تر به‌دست آمد.نتيجه‌گيري: به لحاظ شدت بالاي برهمكنش مؤلفه‌هاي پرتودهي بر رشد گياه‌چه، با تغيير كميت هر مؤلفه، اثر مؤلفه (هاي) ديگر نيز تغيير شديدي مي‌يابد. از لحاظ يافتن بهترين تركيب مؤلفه‌هاي پرتودهي، شبكه عصبي كارآمدتر از مقايسه ميانگين بود. از اين رو مي‌توان از شبكه عصبي به عنوان روش تكميلي در اين‌گونه بررسي‌ها استفاده نمود. بهترين تركيب تيماري شامل دماي حدود 17.96 درجه سلسيوس، خيساندن 11.25 ساعت و پرتودهي به مدت 5.3 دقيقه بود.