تمامی موجودات زنده از جمله گیاهان برای رشد و نمو نیاز به غذا دارند. خاک تامین کننده اکثریت قریب به اتفاق عناصر غذایی مورد نیاز گیاه می باشد. به جز کربن ، اکسیژن و هیدروژن که عمدتاً از طریق آب و هوا تامین می گردند، منبع اصلی بقیه عناصر غذایی مورد نیاز گیاه محلول خاک می باشد. در خاک تقریباً تمام عناصر غذایی که در جدول تناوبی وجود دارد، موجود می باشد. بخش اعظم این عناصر نیز در گیاه قابل اندازه گیری هستند اما گیاه برای جذب این عناصر حالت انتخاب ندارد و بدون در نظر گرفتن مفید یا مضر بودن، آنها را جذب می کند. تغذیه صحیح گیاه یکی از عوامل مهم در بهبود کیفی و کمی محصول به شمار می آید. در تغذیه صحیح گیاه نه تنها باید هر عنصر به اندازه کافی در دسترس گیاه قرار گیرد، بلکه ایجاد تعادل و رعایت نسبت میان میزان عناصر مصرفی از اهمیت ویژه برخوردار است، زیرا در حالت عدم تعادل تغذیه ای با افزودن تعدادی از عناصر غذایی نه تنها افزایش عملکرد رخ نمی دهد، بلکه اختلالاتی نیز در رشد گیاه ایجاد شده و در نهایت افت محصول حادث خواهد شد. از آنجائی که این فاکتور براحتی تحت کنترل زارع یا باغ دار می باشد، شناخت این عناصر نقش بسزائی در مدیریت مزرعه یا باغ دارد.
عناصر مضر یا غیر ضروری برای گیاه
عناصر مفید برای گیاه
عناصر لازم یا ضروری برای گیاه
عناصری هستند که برای رشد و نمو گیاه زیان آورند و حتی در برخی موارد غلظت های کم این عناصر می تواند موجب کاهش قابل توجهی در عملکرد و رشد گیاه گردد.از جمله این عناصر می توان به سرب، کادمیوم و جیوه اشاره کرد.
عناصری هستند که در صورتی که در محیط به مقدار کافی موجود باشند، سبب بهبود رشد گیاه و یا گیاهان خاصی می شوند به عنوان مثال سدیم برای چغندر قند؛ سیلیس برای برنج، جو، نیشکر و تا حدودی برای گوجه فرنگی؛ کبالت برای تثبیت بیولوژیکی نیتروژن توسط ریزوبیوم ها و جلبک های سبز و آبی خاصی مفید می باشد و همینطور ید برای جلبک های قهوه ای و وانادیم برای یک نوع جلبک سبز مفید بودن آن به اثبات رسیده است.
دسته سوم عناصر لازم یا ضروری (Essential Elements) ، هستند. آرنون و اسکات (1939) سه معیار را برای ضروری بودن یک عنصر عنوان نموده اند. این سه معیار عبارت است از :
گیاه بدون آن عنصر قادر به تکمیل چرخه حیات خود نباشد
وظیفه آن عنصر توسط عنصر دیگری قابل انجام و جایگزینی نباشد
عنصر مستقیماً در متابولیسم و تغذیه گیاه نقش داشته باشد
براساس معیارهای فوق تا کنون 16 عنصر برای رشد و نمو گیاهان ضروری تشخیص داده شده است. کربن، اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، گوگرد، آهن، منگنز، روی، مس، بر، مولیبدن و کلر شانزده عنصر ضروری مورد نیاز گیاهان هستند. سه عنصر اول یعنی کربن، اکسیژن و هیدروژن قسمت اعظم ماده خشک گیاهی (60 تا 90 درصد ) را تشکیل می دهند و کمبود آنها به جز در مورد کمبود آب دیده نمی شود. این سه عنصر عمدتاً از طریق آب و هوا تامین می شوند. سه عنصر فوق همراه با شش عنصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم (عناصر کودی) ، کلسیم و منیزیم (عناصر آهکی) و گوگرد عناصر غذایی پر مصرف یا پر نیاز برای گیاهان هستند. و هفت عنصر دیگر یعنی آهن، منگنز، روی، مس، بر، مولیبدن و کلر عناصر غذایی کم مصرف یا کم نیاز یا ریز مغذی هستند. (البته بعضی از منابع نیکل و کبالت را نیز جزء عناصر کم مصرف قلمداد می کنند) گیاهان همانگونه که بدون عناصر پر مصرف قادر به ادامه حیات نیستند ، بدون استفاده از عناصر غذایی کم مصرف نیز قادر به ادامه حیات نخواهند بود. تفاوت عمده ای که این عناصر با عناصر پر نیاز دارند این است که این عناصر در مقایسه با عناصر پر نیاز به مقدار کمتری مورد نیاز گیاهان هستند.به عبارت دیگر تفاوت این دو دسته در مقدار نیاز گیاهان به آنها است.اما ریز مغذی ها علی رغم نیاز کم، جایگاه ویژه ای در تولیدات کشاورزی دارند.
جدول زیر اطلاعاتی کلی از عناصر کم مصرف، از قبیل تاریخ کشف ضروری بودن عناصر کم مصرف برای گیاهان عالی، نام کاشفین این عناصر و همینطور فرم جذبی و میزان تحرک این عناصر در گیاهان، را در اختیار قرار می دهد.
|
عنصر |
سال کشف |
کاشف |
فرم جذبی |
میزان تحرک در گیاهان |
|
آهن |
1860 |
J. Sachs |
Fe++ |
نسبتاً غیر متحرک |
|
منگنز |
1922 |
J.S. McHargue |
Mn++ |
نسبتاً غیر متحرک |
|
بر |
1923 |
K. Warington |
H2BO3- |
نسبتاً غیر متحرک |
|
روی |
1926 |
A.L. Sommer & C.B. Lipman |
Zn++ |
تحرک کم |
|
مس |
1931 |
C.B. Lipman & G. Mackinney |
Cu++ |
در شرایط کمبود نسبتاً غیر متحرک و در شرایط کفایت متحرک |
|
مولیبدن |
1938 |
D.I. Arnon & P.R. Stout |
MoO4-- |
تحرک متوسط |
|
کلر |
1954 |
T.C. Broyer et al. |
Cl - |
متحرک |
از زمان کشف ضروری بودن این عناصر تا کنون، تحقیقات زیادی بر روی هر یک از این عناصر انجام شده است اما در سال های اخیر علاقه و توجه روز افزونی به نقش این عناصر در تولیدات کشاورزی معطوف شده است. دلایل زیادی برای این امر وجود دارد که مهم ترین آنها عبارتند از :
پیشرفت در روش های آزمون خاک و تجزیه بافت گیاهی برای تشخیص کمبود آنها
وجود آمارهای زیاد در مورد عکس العمل نباتات زراعی و باغی به مصرف این عناصر
خارج شدن مقدار زیادی از این عناصر در اثر تولیدات کشاورزی در طول زمان
نقش عناصر کم مصرف در کنترل و جلوگیری از آفات و بیماری های گیاهی
استفاده زیاد از حد از کودهای با درجه خلوص بالا و بدون این عناصر
ایجاد کمبود این عناصر در اثر مصرف زیاد و دراز مدت فسفر
استفاده کم از کودهای حیوانی در تولیدات کشاورزی
نیاز به عناصر کم مصرف برای تولید عملکرد بالا
کمبود روز افزون این عناصر در جوامع بشری
علیرغم اهمیت روز افزون عناصر کم مصرف در تولیدات کشاورزی در کشورهای پیشرفته، متاسفانه در ایران به نقش این عناصر توجه کافی نشده است به طوری که مصرف کودهای حاوی این عناصر در کشور بسیار ناچیز است و به ازاء هر یک تن کود مصرفی، حدود دو گرم کود کم مصرف، هم مصرف نمی گردد. به عبارت دیگر با عنایت به این که مصرف سالانه کودهای شیمیایی در ایران حدود 2.5 میلیون تن است، باید سالیانه 75 هزار تن کودهای حاوی عناصر کم مصرف، مصرف نمود ولی مصرف این نوع کودها در کشور ما به حدود 200 هزار تن در سال هم نمی رسد. واضح است که در خاک های آهکی، مانند اکثریت خاک های ایران، در مقایسه با خاکهای اسیدی کمبود این عناصر بیشتر مطرح است. متاسفانه توجه به این عناصر نیز مانند توجه به مواد آلی و کودهای پتاسیمی به بوته فراموشی سپرده شده است.
آهن چهارمین عنصر فراوان پوسته زمین می باشد. ماده غذایی آهن، یکی از عناصر غذایی کم مصرف است که وجود آن به اندازه کافی برای رشد گیاهان زراعی و باغی لازم است و در این گیاهان نقش ارزنده ایی ایفا می کند. در بیشتر نقاط ایران مهمترین عاملی که موجب کمبود آهن در گیاهان می شود، زیادی بی کربنات در محلول خاک است.
آهن یکی از اجزاء مهم سیستم آنزیمی گیاه است همچنین این عنصر یکی از اجزاء اصلی پروتئین فردوکسین است که برای احیاء نیترات، سولفات و آسیمیلاسیون نیتروژن و تولید انرژی لازم است. آهن کاتالیز کننده قسمتی از سیستم آنزیمی تولید کلروفیل است. در سنتز کلروفیل، آهن در سه مرحله اساسی به عنوان کوآنزیم ایفای نقش میکند. در محیط‌های کنترل شده حدود 80 درصد آهن گیاه در کلروپلاست برگ متمرکز است. در شرایط کمبود آهن در گیاه تعادل توزیع آن در کلروپلاست بهم می‌خورد. بنابراین کمبود این عنصر موجب کاهش سنتز کلروفیل و در نهایت زردی برگ می‌شود. امروزه نتایج مطالعات نشان می‌دهد که آهن در سنتز پروتئین و رشد نوک ریشه نقش دارد.
علایم اختصاصی کمبود آهن در گیاهان بصورت زرد شدن پهنک برگ های جوان و سبز باقی ماندن رگ برگ های آن است که برگ های تازه روئیده زردی بیشتری نشان می دهند و در نهایت لکه های قهوه ای بر روی برگ های انتهای توسعه می یابند. علائم مشخصه کمبود آهن که به صورت کلروز (سفید شدن بین رگبرگ‌ها در برگ‌های جوان) میباشد در اکثر محصولات زراعی، باغی کشور مشاهده می‌شود. ازدیاد آن باعث ایجاد نقطه‌های قهوه‌ای بخصوص در برگ‌های پیر می‌شود.
مقدار مناسب روی در گیاه منجر به گلدهی مطلوب می شود. نقش روی در گیاهان در فعال سازی تعداد زیادی آنزیم گیاهی می باشد که یا مستقیما در ساختمان آنها شرکت دارد ویا اینکه برای فعال سازی آنزیمها لازم است .روی در ساختمان زیادی از آنزیمها نظیر الکل دهیدروزناز وکربونیک آنهیدراز و سیتوتاز و RNA پلیمراز شرکت داشته و در نقل وانتقالات زیست شیمیایی سلول نقش مهمی ایفا میکند. کمبود این عنصر در خاکهای قلیایی و با آهک فراوان ومقدار اندک مواد آلی شایع می باشد متاسفانه اکثر خاکهای کشور از کمبود این عنصر رنج میبرند.
علائم کمبود روی: بارز ترین مشخصه کمبود روی در گیاه ریز شدن برگ ها و جارویی شدن برگ های جوان در سرشاخه های درخت می باشد وجود نقاط زرد کرمی در زمینه سبز تیره برگ های میانی است کمبود روی سبب غیر همزمان رسیدن میوهای انگور می شود. . در درختان میوه کمبود روی با علامتی به عنوان کچلی مشهود است.
مقدار مناسب عنصر بور منجر به افزایش دانه گرده و در نتیجه بهبود لقاح می شود. موثرترین نقش بور در گیاه در دیواره سلولی و حفظ یکپارچگی غشاء سلول است که با این نقش همانند کلسیم باعث استحکام دیواره سلولی می شود. بور نقش مهمی در ساخت RNA ایفا میکند همینطور تاثیر مثبت و بسزایی در جوانه زنی دانه گرده و بقاء و طول لوله گرده دارد. به همین دلیل می توان بور را در افزایش دوره لقاح موثر دانست.
علایم کمبود بور: در درختان میوه سبب کاهش رشد و نمو پرچم ها، کاهش مدت گرده افشانی، سیاه شدن وسط میوه سیب و بد شکلی میوه می شود. کمبود آن باعث رشد کم و پیچیدگی و مرگ سرشاخه‌ها و افزایش بافت چوب پنبه ای میوه‌ها می‌شود.
مهتمرین نقش منگنز در گیاه در مرحله فتوسنتز و تولید اکسیژن می باشد که منگنز در همان ابتدای مرحله فتوسنتز در سیستم نوری(II) نقش گیرنده و انتقال دهنده الکترون را ایفا میکند. چوبی شدن ساقه گیاه بستگی به مقدار منگنز دارد و در صورتیکه میزان آن کافی باشد گیاه در برابر آفات و امراض مقاوم می باشد.
علائم کمبود منگنز : در گیاه شبیه سایر ریز مغذی ها در خاک های آهکی اتفاق می افتد. برگ ها زرد کمرنگ می شوند و این زردی از حواشی برگ شروع شده و به سمت رگبرگ میانی توسعه می یابد. منگنز مانند آهن، عنصری غیر پویا است. علائم کمبود معمولاً ابتدا در برگ‌های جوان ظاهر می‌شود. به طور کلی کمبود آن باعث کلروز برگ‌ها می‌شود منگنز به مقدار کم موردنیاز گیاهان است و مقدار زیاد آن که به‌ندرت مشاهده می‌شود، سمی‌است و در جذب کلسیم اختلال پیدا میکند.
مس در ساخت و یا ثبات کلروفیل و رنگدانه های گیاهی نقش ایفاء می کند همچنین در بسیاری از آنزیمهای اکسید کننده که نقشی در تنفس دارند موثر میباشد.
علائم: کمبود مس در درختان میوه سبب ایجاد شاخه های پر رشد با برگ های درشت به رنگ سبز تیره و با لکه های زرد رنگ می شود. در صورت تشدید کمبود تمام شاخه های جوان خشکیده می شوند. علائم كمبود مس در غلات دانه ريز شامل مارپيچ شدن برگ‌ها، زردي عمومي گياه ، سوختگي نوك برگ‌ها و ظهور رنگ سبز كم رنگ در برگ‌هاي جوان و عدم تشكيل كامل سنبله به ويژه سنبله انتهايي و دانه بستن ضعیف است. کمبود مس در مرکبات باعث مرگ جوانه انتهایی می‌شود،. رگبرگ‌ها چروکیده و خمیده شده، روی میوه صمغ ترشح می شود، پوست ممکن است بترکد و صمغ از آن خارج شود. برگ‌ها در بسياري از سبزي‌ها در اثر كمبود مس، شادابي خود را از دست مي‌دهند .
مولیبدن كه در پوسته زمین و خاك‌ها به مقدار بسیار اندك وجود دارد به مقدار بسیار كمی نیز مورد نیاز گیاه است. این عنصر مورد نیاز برای تشکیل آنزیم نیترات ردوکتاز (Nitrate reductaz) که نیترات را در گیاه به آمونیوم تبدیل می کند .همچنین موجب کمک به تشکیل گره در لگومها می شود. همچنین مولیبدن سبب افزایش عملکرد و ضروری برای سوخت و ساز ازت، ضروری برای تشکیل کلروفیل، مؤثر در ساخت و ساز فسفر و آهن می باشد.
علائم کمبود مولیبدن :علائمی شبیه کمیود ازت و آهن تولید می کند و در بعضی گیاهان مانند خانواده چلیپاییان لکه های ابلقی زرد در حاشیه پیدا می شود که به تدریج به طرف رگبرگ میانی پیش می رود لکه های پیر معمولا" می خشکند. زیادی مولیبدن ممکن است باعث سمیت گیاه شود.
کلر جزء عناصر ضروری برای گیاه طبقه بندی شده است. علائم کمبود کلر در گیاه به آسانی مشخص نمی باشد ولی در حالت کلی موجب خشکی برگ ها مخصوصا حواشی آنها از علائم عمومی کمبود کلر در درختان میوه است. گفته می‌شود که گیاهان دچار کمبود، پژمرده می‌شوند. در محیط‌های کشت، کمبود کلر با کاهش رشد ریشه همراه بوده است.
1. ضیائیان، عبدالحسین. 1382. استفاده از عناصر کم مصرف در کشاورزی. معاونت آموزش و تجهیز نیروی انسانی،سازمان تحقیقاتف آموزش و ترویج کشاورزی،وزارت کشاورزی.کرج.
2. ملکوتی، محمد جعفر و محمد مهدی تهرانی .1384. نقش ریز مغذیها در افزایش عملکرد و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی. انتشارات دانشگاه تربیت مدرس ، تهران
3. زرین کفش، منوچهر.1376. مبانی علوم خاک در ارتباط با گیاه و محیط . مرکز انتشارات علمی دانشگاه ازاد اسلامی
4. اوسان، شاهین .1383. شیمی خاک، با نگرش زیست محیطی « ترجمه ». انتشارات دانشگاه تبریز
5. شاهویی، سید صابر.1385. سرشت و خصوصیات خاکها « ترجمه » . انتشارات دانشگاه کردستان
6. محمودی، شهلا و مسعود حکیمیان.1380.مبانی خاکشناسی « ترجمه » . انتشارات دانشگاه تهران
7. سالاردینی، علی اکبر.1382. حاصلخیزی خاک . انتشارات دانشگاه تهران
