جذب عناصر غذایی در گیاهان

تغذیه گیاه ، مطالعه عناصر شیمیایی و ترکیبات لازم برای رشد گیاهان، متابولیسم گیاهان و تأمین نیازهای خارجی آنهاست. در غیاب آن گیاه قادر به تکمیل چرخه زندگی عادی نیست.

---

تغذیه گیاه ، مطالعه عناصر شیمیایی و ترکیبات لازم برای رشد گیاهان، متابولیسم گیاهان و تأمین نیازهای خارجی آنهاست. در غیاب آن گیاه قادر به تکمیل چرخه زندگی عادی نیست.

جذب عناصر غذایی در گیاهان (Absorption of nutrients in plants)

براى جذب عنصر غذائی، نزد یکى فیزیکى یا شیمیائى عنصر به ریشه ضرورى است. تماس (برخورد) بین ریشه و یون هاى غذائى مى تواند به صورت های:

1. مبادله تماسى  Contact exchange
2. تبادل یون هاى خاک با یون هیدروژن موسیلاژ ریشه
3. انتشار یون ها در اثر گرادیان شیمیائى
4. جریان توده اى یون ها به طرف ریشه در اثر گرادیان رطوبتى
5. توسعه ریشه در داخل منبع یونی. رشد ریشه باعث مى شود که بافت هاى جدید جذب کننده مواد، به ویژه منطقه تارهاى کشنده قابلیت جذب  یون ها از یک منبع قابل بهره بردارى را داشته باشند.

 

عوامل موثر بر جذب مواد

 

اثر عوامل داخلی بر جذب مواد

نیمه تراوا بودن غشای پلاسمایی سلولها و همچنین قابلیت سلولها در انباشته کردن و یا انتخاب مواد از علایم بارز زنده بودن سلولها بوده و پس از مرگ آنها تغییر می کند. ایجاد زخم در سلولهای گیاهی قابلیت نفوذ آنها را تغییر می دهد. قابلیت نفوذ سلولها حتی اگر این سلول متعلق به یک ریشه نبوده به بافت جدا شده ای از یک گیاه تعلق داشته باشد، بر حسب غلظت مواد معدنی موجود در سلولها تغییر می کند. در داخل سلولها بین کاتیونها و آنیونها تعادل برقرار است. ارتباطهایی که به این ترتیب بین عوامل درون سلولی و قابلیت نفوذ مواد در سلول مشاهده می شود، متابولیسم و جذب مواد را به یکدیگر پیوند می زند.

اثر عوامل خارجی

- اثر غلظت : غلظت یک یون در محیط خارج بر سرعت نفوذ همین یون در داخل سلولها اثر می گذارد.

- اثر PH محیط : مقداری از یونهای تشکیل دهنده محیط که جذب گیاه می شوند، مقدار جذب آنها با PH محیط نسبت مستقیم دارد.

- اثر تداخل یونها : جذب یون ، غالبا در نتیجه وجود سایر یونها در محیط غذایی تغییر می کند.

- اثر فشار اکسیژن : شدت جذب مواد توسط ریشه ، با کم شدن فشار اکسیژن در محیط کاهش می یابد.

- اثر دما : در مورد بسیاری از یونها ، جذب مواد توسط ریشه ، تحت اثر دمای محیط افزایش می یابد.

- اثر روشنایی : روشنایی باعث افزایش قدرت جذب مواد در گیاهان می شود.

برهمکنش عناصر غذایی

اگرچه برهمکنش عناصر غذایی تاثیر زیادی بر رشد گیاه دارد اما معمولا این برهمکنش ها بیش از اندازه در نظر گرفته می شود. اثرمتقابل عناصرغذایی را به خوبی می توان در آزمایش های چند فاکتوره که در آن ها هر عنصر غذایی در چند سطح مختلف به کار گرفته شود مطالعه کرد. معمولا اثرات اصلی عناصر غذایی ارتباطی با برهمکنش های آن ها ندارد. بنابراین با افزایش سطح عنصر غذایی، اثر متقابل عناصر، کم نمی شود.

اگر تاثیر جداگانه دو یا چند عامل رشد به دلیل وجود یک یا چند عامل دیگر تغییر کند بین آن ها اثر متقابل وجود دارد. در نتیجه اثرمتقابل زمانی وجود دارد که تاثیر دو یا چند عنصر به کار گرفته شده همراه با هم با مجموع اثرات جداگانه آن ها یکسان نباشد. در نتیجه در مطالعات حاصلخیزی خاک، برهمکنش های مثبت و منفی وجود دارد. البته در برخی مواقع نیز برهمکنشی وجود ندارد و تاثیر متغیرها به شکل افزودنی است. در برهمکنش منفی تاثیر به کارگیری دو عنصر غذایی بر عملکرد همراه با هم کمتر از زمانی است که این دو عنصر به شکل جداگانه مصرف شوند. این نوع برهمکنش ممکن است ناشی از جایگزینی یک عنصر توسط عنصر دیگر یا رابطه ضدیتی بین آنها باشد.

برهمکنش آهک با فسفر، آهک با فسفر و سدیم و پتاسیم، مثال هایی از برهمکنش های منفی است که در آن ها یک عنصر جایگزین عنصر دیگر می شود. علاوه بر همکنش های بین عناصر غذایی، برهمکنش های دیگری بین عناصر غذایی و بیماری ها، عناصر غذایی و روش کار، عناصر غذایی و جنس گیاه، عناصر غذایی و هیبرید یا گونه ، عناصر غذایی و تاریخ کاشت، عناصر غذایی و تراکم کاشت یا فضای بین بوته ها و عناصر غذایی و شرایط محیطی وجود دارد.

جذب یون و عملکرد گیاه

برپایه دانش موجود به نظر می رسد فسفر، آهن ، منگنز، روی و مس مهمترین عناصری هستند که می توان با بهبود جذب آن ها توسط گیاه تولید محصولات کشاورزی را افزایش داد. در بین عناصر اشاره شده فسفر اهمیت بیشتری دارد چون تثبیت فسفر در بیشتر خاک ها زیاد بوده و لازم است مقادیر زیادی کودهای فسفردار برای رفع نیاز گیاه به خاک افزوده شود. استفاده از گیاهانی با ظرفیت بالای جذب فسفر سبب دو برابر شدن سود آوری سیستم می شود. این گیاهان از یک سود قادرند فسفر بومی خاک را به خوبی جذب کرده در نتیجه کود کمتری جهت برطرف کردن نیاز گیاه مصرف شود. البته باید در نظر داشت بعد از مدتی فسفر خاک تخلیه شده برای بالا نگه داشتن تولید لازم است مقدار عنصر تخلیه شده از خاک جبران شود.

گیاهانی که ظرفیت بالای جذب عناصر غذایی به ویژه آهن و منگنز از خاک را دارند از اهمیت ویژه ای برخوردارند. اول اینکه در بسیاری از خاک های دچار کمبود مقدار کل این عناصر در خاک بالاست دوم اینکه در خاک های آهکی برای رفع کمبود این عناصر لازم است چندین بار تغذیه برگی انجام شود. البته این مشکل در مورد مس روی و مولیبدن با اثر باقی مانده دراز مدت کمتر محسوس می باشد. سوم اینکه منگنز روی و احتمالا همه عناصر فلزی به راحتی از ریشه به شاخسار و یا حتی از یک بخش ریشه به بخش دیگر منتقل نمی شود. به علاوه این عناصر فلزی در بیشتر خاک ها تثبیت شده کوددهی آن ها تاثیر کمی بر رشد گیاه دارد، به عنوان مثال تاثیر مس بر گندم.

کمبود عناصر غذایی در گیاهان

با افزایش رشد و عملکرد محصول در پی کوددهی، نیاز گیاه به سایر عناصر نیز بیشتر می شود. اگر این عناصر به اندازه کافی در خاک وجود نداشته باشد بدون کوددهی و برطرف کردن کمبود آن ها امکان دستیابی به حداکثر عملکرد ممکن نخواهد بود.

 

عوامل موثر بر میزان جذب عناصر غذایی

 

عوامل موثر در میزان جذب فسفر خاک در گیاه 

- PH خاک : پی اچ های بالاتر از ۷٫۲ و یا کمتر از ۶٫۵ میزان فسفر در دسترس گیاه را کاهش خواهند داد.

- دمای خاک : دمای پایین خاک باعث کاهش جذب فسفر خواهد شد.

- اکسیژن موجود در خاک : کاهش میزان اکسیژن خاک بر اثر عواملی مانند رطوبت بیش از حد و یافشرده شدن خاک باعث کاهش میزان فسفر خاک خواهند شد.

- افزایش نسبت کلسیم / فسفر 

افزایش میزان کلسیم موجود در خاک باعث افزایش میزان جذب فسفر قابل جذب آن خواهد شده ام در کشت یونجه که به افزایش پی اچ حساس است، افزایش میزان کلسیم باعث افزایش میزان قلیایت خاک شده و اثرات نامطلوبی بر کشت یونجه برجای می گذارد.

- برهمکنش فسفر با عناصر ریز مغذی 

افزایش بیش از حد عناصر ریز مغذی در خاک که در مواردی میتواند بر اثر استفاده بیش از حد این عناصر و یا حتی استفاده از پسماند فاضلاب شهری باشد میزان جذب فسفر را تا حدود زیادی کاهش خواهد داد.

 

عوامل موثر در میزان جذب پتاسیم خاک در گیاه 

- میزان پتاسیم موجود در خاک : خاک هایی که ظریب تبادل کاتیونی بالاتری دارند، پتاسم بیشتری را نیاز دارند .

- رطوبت خاک : با توجه به اینکه پتاسیم گیاهان را در مقابل شرایط تنش خشکی مقاوم می کند، خشکی خاک باعث کاهش جذب پتاسیم خواهد شد.

- تعادل کاتیونی : مقادیر بالای منیزیم، کلسیم و سدیم درخاک باعث کاهش جذب پتاسیم می شوند.

- نوع خاک : خاک های سنگین با درصد رس بالا باعث تثبیت پتاسیم شده و جذب آن را در گیاه کاهش خواهند داد.

- دمای خاک : جذب پتاسیم در خاک هایی با دمای پایین کمتر خواهد شد.

 

عوامل موثر در میزان جذب کلسیم خاک در گیاه 

- PH خاک : خاک های اسیدی قاعدتا دارای میزان کلسیم کمتر و خاک های قلیایی کلسیم بیشتری دارند هرچند که در پی اچ های بالاتر از ۷٫۲ کلیسم اضافی جذب نخواهد شد. بیش بود کلسیم باعث عدم حلالیت سایر عناصر ازجمله  فسفر خواهد شد.

- ظرفیت تبادل کاتیونی خاک : خاک هایی با CEC پایین تر حاوی کلسیم کمتری هستند.

- رقابت کاتیونی : بیش بود سایر کاتیون ها (بطور اخص منیزیم و پتاسیم) باعث کاهش جذب کلسیم خواهند شد.

- مواد تشکیل دهنده خاک : خاک های آهکی نسبت به خاک های شنی و سایر انواع خاک های دیگر محتوی کلسیم بیشتری هستند.

محاسبه میزان کلسیم مورد نیاز : کلسیم به دو منظور به خاک اضافه می شود.

-- کاهش سدیم اضافی خاک

جهت کاهش میزان مشخصی از سدیم در خاک :  بطور مثال اگر خاکی حاوی ۴۰% سدیم است و میخواهیم آن را به ۱۰% برسانیم (۳۰% از ۲۰میلی اکی والان/۱۰۰ گرم = ۶ میلی اکی و الان از سدیم قابل تبادل در ۱۰۰ گرم خاک). مقدار میلی اکی والان سدیم تبادل یافته (۶%) را در خلوص گچ ضرب کنید (۰٫۸۵) مقدار (۶*۰٫۸۵ = ۵٫۱ تن  درصورتی که از گچ کشاورزی استفاده شود) و با توجه به اینکه این ماده ۸۰% کارایی دارد ۰٫۸/۵٫۱ = ۶٫۳۸ تن گچ کشاورزی در هکتار.

-- کاهش سدیم به حد قابل قبول (شیوه عمومی) 

میزان مورد نیاز گچ در هکتار = ظرفیت کاتیونی خاک * (درصد سدیم – ۵)* ۱۸

لازم به ذکر است که افزودن کلسیم به تنهایی کافی نیست و باید زمین آبشویی هم بشود.

-- تامین کلسیم خاک

هرچند که اشباع کردن ظرفیت کلسیم خاک در حالت کلی توصیه نمی شود اما با روش استانداردی که توسط دانشگاه کالیفرنیای شمالی تهیه شده است میتوان به میزان کلسیم مورد نیاز دست پیدا کرد. توجه داشته باشید که این فرمول یک حالت کلی است و در خاک های مختلف نیاز به کلسیم متفاوت است.

میزان مورد نیاز گچ کشاورزی (کیلوگرم در هکتار): (درصد مورد نظر کلسیم در خاک - درصد کلسیم موجود در خاک) * ۱۸

 

عوامل موثر در میزان جذب منیزیم خاک در گیاه

- PH خاک : PH پایین خاک دسترس پذیری منیزیم را کاهش می دهد و این امر با افزایش پی اچ افزایش می یابد.

- ظرفیت تبادل کاتیونی خاک CEC : پایین باعث حفظ مقادیر کمتری از منیزیم می شوند درحالی که پی اچ های قلیایی منیزیم را در حد بیشتری حفظ کرده و نگه می دارند. با این حال اگر خاکی با CEC بالا منیزیم بالایی نداشته باشد، همین مقدار را در خود حفظ میکند تا به مصرف گیاه برسد.

- رقابت کاتیونی : خاکهای غنی از کلسیم یا پتاسیم ، منیزیم قابل جذب کمتری را در اختیار گیاه قرار خواهند داد.

استفاده بیش از حد کاتیون ها : مصرف بیش از اندازه کودهای حاوی کاتیون ها بالاخص پتاسیم مانع جذب منیزیم خواهد شد.

- نسبت منیزیم / منگنز خاک : بیش بود منگنز باعث کاهش جذب منیزیم خواهد شد. این امر مستقل از شرایط اسیدیته خاک بوده و کاملا به حرکت آزاد منگنز در خاک ارتباط دارد.

- نسبت کلسیم / منیزیم : در طی سالیان طولانی تحقیق در مورد نسبت مناسب کلسیم به منیزیم، نتایج حاکی از آن است که نسبت مناسب بین این دو عنصر ۵:۱ تا ۸:۱ است، چرا که باعث اثرات مثبت ذیل خواهد شد :

1 - بهبود ساختمان خاک.

2 - کاهش جمعیت علف های هرز مانند دم روباهی و بید گیاه و بهبود کیفیت بافت سبز گیاه

3 - کاهش آبشویی سایر عناصر و افزایش تعادل اکثر عناصر غذایی دیگر.عوامل موثر در میزان جذب گوگرد خاک در گیاه

 

 

عوامل موثر در میزان جذب گوگرد خاک در گیاه :

- ظرفیت تبادل کاتیونی خاک : سولفور به راحتی آبشویی می شود در نتیجه در خاک هایی که CEC پایینی دارند گوگرد از لایه های بالایی خاک به طرف پایین منتقل می شود.

- مواد آلی خاک : مواد آلی به عنوان منبع ذخیره ی گوگرد هستند.

- دما و تهویه ی خاک : تبدیل انواع فرم های گوگرد مانند سولفات به وضعیت میکروبی خاک وابسته است که دمای پایین خاک و عدم تهویه مناسب مانعی در فعالیت میکروبی است.

 

عوامل موثر در میزان جذب بُر خاک در گیاه

- PH خاک : PH بالا باعث کاهش تحرک پذیری و پی اچ پایین باعث افزایش تحرک بُر می شوند.

- آبشویی : با توجه به تحرک بالای بُر، احتمال دارد که خاک های مناطق پر باران تحت تاثیر کمبود موقت بُر قرار گیرند.

- مواد آلی : مواد آلی بعنوان منبعی برای بُر و سایر عناصر شناخته می شوند.

- رطوبت : شرایط خشکی باعث کاهش جذب بُر خواهد شد چرا که جذب این عنصر بشدت به آب وابسته است. در بیشتر مواقع که مسمومیت بُر پیش می آید با افزودن کود کلسیمه به خاک و افزایش پی اچ میتوان علام مسمومیت بُر را کاهش داد.

- تعادل پتاسیم / بُر : برخی مطالعات نشان دهنده این امر بوده اند که مقادیر بالای پتاسیم همزمان با کاهش بُر عملکرد را کاهش خواهد داد.

- تعادل روی و فسفر و بُر : مطالعات انجام شده در جو نشان داده اند که استفاده از روی میتواند در کاهش تجمع بُر مفید باشد، همزمان با این امر استفاده بیش از حد فسفر هم باید افزایش تجمع بُر می شود.

- تنش نیتروژن : کاهش نیتروژن محیط باعث ناتوانی گیاه در جذب بسیاری از عناصر از جمله بُر می شود.

 

عوامل موثر در میزان جذب روی خاک در گیاه

- PH خاک : در دسترس بودن روی با افزایش PH کاهش میابد.

- تعادل روی / فسفر : سطوح بیشینه فسفر در خاک باعث القای علام کمبود روی می شود.

- مواد آلی : مواد آلی خاک میتوانند به عنوان منبع روی در نظر گرفته شوند که به آرامی عنصر روی را در خاک آزاد کرده و در دسترس گیاه قرار خواهند داد.

- تنش نیتروژن : کاهش نیتروژن محیط باعث ناتوانی گیاه در جذب بسیاری از عناصر از جمله روی می شود.

- خاک های غرقاب شده : تبادلات یونی عنصر روی در شرایط غرقاب به خوبی عناصری مانند منگنز نیست در نتیجه در خاک های غرقابی روی به خوبی جذب نخواهد شد.

- تعادل روی / مس : شیوه جذب عناصر مس و روی در سیستم ریشه مشابه یکدیگر بوده و در نتیجه بیش بود هرکدام از این عناصر در محیط ریشه باعث تداخل در جذب دیگری می شود.

- تعادل روی / منگنز : تحقیقات نشان دهنده رابطه متقابل و تنگاتنگ روی و منگنز است این دو عنصر در شرایطی رابطه ضدیت و در برخی شرایط رابطه هم افزایی دارند در نتیجه باید همیشه در حالتی متعادل قرار بگیرند و هیچ کدام نباید به حالت بیش بود قرار گیرند تا اثرات منفی برهمکنش آنها پدیدار شود.

- تعادل روی / منیزیم : بیش بود منیزیم در محیطباعث افزایش جذب روی می شود.

- تعادل روی / آرسنیک: وجود سطوح بالای آرسنیک در خاک هرچند که مورد بسیار نادری است اما میتواند در خاک باغات مسن پدیدار گردد و میتواند باعث بصورت بسیار جدی باعث عدم جذب فسفر و روی شود.

 

عوامل موثر در میزان جذب آهن خاک در گیاه

- PH خاک : در خاک های اسیدی آهن تحرک بالایی دارد و در خاک های قلیایی، فشرده شده با تهویه نامناسب و آبیاری غرقابی تحرک آن بشدت کاهش می یابد و از دسترس گیاه خارج خواهد شد.

- مواد آلی خاک : مواد آلی خاک قابلیت تبدیل آهن خاک به شکل قابل مصرف آن برای گیاه را دارن و وجود این مواد در خاک باعث دسترس پذیری آهن می شود.

- فسفر : بیش بود فسفر در خاک باعث جلوگیری از جذب آهن در خاک خواهد شد.

- نوع نیتروژن مصرفی : مصرف کودهای نیتروژنه به فرم نیتراته باعث کاهش جذب آهن به دلیل عدم تعادل آنیون کاتیونی در گیاه خواهد شد.

- تعادل آهن / روی : در بسیاری از گیاهان کمبود روی باعث افزایش جذب آهن خواهد شد بصورتی که در برخی موارد باعث بروز علایم مسمومیت می شود.

- تعادل آهن / منگنز : شواهد بسیاری در دست است که این دو عنصر بر همدیگر اثر آنتاگونیست داشته و باعث کاهش کارایی همدیگر بصورت متقابل خواهند شد.

- تعادل آهن / مولیبدن : مقادیر زیاد مولیبدن در خاک به دلیل رسوب مولیبدات آهن بر روی ریشه ها باعث کاهش جذب آهن خواهد شد. این امر مخصوصا در خاک های قلیایی، جایی که جذب آهن کاشه یافته و جذب مولیبدن بیشتر می شود مشهودتر است.

- بیکربنات (HCO3–) : کمبود آهن در حضور یون بی کربنات (خاک های شور و قلیا) بیشتر خواهد شد.

 

عوامل موثر در میزان جذب مولیبدن خاک در گیاه

- خاک های دارای زهکش بالا : با توجه به این که مولیبدن آنیون است، به راحتی آبشویی شده و از دسترس گیاه خارج می شود.

- PH خاک : مولیبدن تنها ریز مغذی ای است که با بالتر رفتن پی اچ خاک جذب آن در گیاه افزایش می یابد. در پی اچ های بالای ۶٫۵ استفاده غیر ضروری از کودهای حاوی مولیبدن اثرات سمی بر جای خواهد گذاشت. در پی اچ های پایین تر از ۶ مولیبدن با اتصال به مولکول هایی مانند Fe(OH)3 AI(OH)3 , Fe2O3  بسرعت از دسترس گیاه خارج خواهد شد.

- تعادل مولیبدن / گوگرد : نتایج برخی از تحقیقات نشان دهنده اثر منفی استفاده کودهای سولفاته در جذب مولیبدن هستند.

- تعادل مولیبدن / فسفر : استفاده کودهای فسفره باعث افزایش جذب مولیبدن خواهد شد.

- تعادل آمونیوم / نیترات : در شرایطی کمبود مولیبدن در خاک، میتوان با افزودن کودهای آمونیومی به خاک ( بر عکس نیترات ) می توان رشد گیاهان را بهبود بخشید.