مهندسی علوم خاک

آزمایش های تجزیه خاک-گیاه-آب

  

                                                                         

نقش آهن در گیاه

آهن یکی از عناصر ضروری برای رشد تمامی گیاهان است. در صورت کمبود آن، در سلولهای برگ سبزینه (کلروفیل)به مقدار کافی تولید نمی شود و برگها رنگ پریده به نظر می آیند. زردی برگ ناشی از آهک، شکل خاصی از کمبود آهن در گیاه است که بخش وسیعی از کشور ما را فرا گرفته است. استانهای خراسان، فارس، خوزستان، اصفهان، تهران و آذربایجان بیش از سایر مناطق این مشکل را دارند. برآورد خسارت حاصل از کمی عملکرد و نامرغوبی محصول ناشی از کمبود آهن دشوار است. مرکبات در شمال و جنوب کشور، میوه های معتدله(از جمله: به، سیب، هلو، گلابی، زرد، آلو)، برخی از زراعتهای مهم از جمله سیب زمینی، سویا و سورگرم، سبزی و گیاهان زینتی با شدتهای متفاوت، از کمبود آهن صدمه می بینند. مدیریت هوشمندانه در کاهش خسارت، بسیار موثر است. به عبارت دیگر با مدیریت مطلوب، مسأله ای به نام زردی برگ(کلروز)وجود نخواهد داشت. کشت گیاهان حساس به کمبود آهن در خاکهای آهکی، آبیاری بیش از حد، مصرف بی رویه و نامتعادل کودهای شیمیایی، کاهش مواد آلی و فشرده شدن خاک، فقدان برنامه ریزی منظم برای افزودن مواد آلی به خاک، نادیده گرفتن منابع ارزان مواد اصلاح کننده خاک در کشور (گوگرد و سولفات آمونیوم)، عدم سرمایه گذاری کافی در تولید کلاتهای مناسب آهن در داخل کشور، توجه بیش از حد به کود آهن وارداتی یارانه ای و مهمتر از همه نادیده گرفتن توصیه های حاصل از پژوهش های گذشته و فقدان آموزش در زمینه روشهای مبارزه با کمبود این عنصر، باعث شده تا امروز با گسترش ابعاد مشکل، در بسیاری از موارد، ارائه راه حل عملی و قتصادی دشوار به نظر آید.

امید است با بکارگیری مطالب علمی، باغها و زراعتهای رنگ پریده مبتلا به کمبود آهن- که با تولید محصولات نامرغوب و اندک در واحد سطح، در آینده کشاورزی ایران جایگاهی ندارند 

(کشاورزی پیشرفته ای که زیر بنایی مستحکم برای اقتصاد شکوفای میهن اسلامی خواهد بود و بخش مهمی از درآمد ارزی اقتصاد بدون نفت را نیز تأمین کند)،- اصلاح شده بلکه با حداقل هزینه ارزی، حداکثر اشتغال زایی را نیز حاصل کنند. در این نوشته کوشش شده تا با توضیح اجمالی علل بروز کمبودآهن روشهای عملی اقتصادی و مؤثر برای جلوگیری و یا درمان کمبود آهن ارائه شود. هنر یک کشاورزی و یا باغدارموفق آن است که با استفاده از تمامی امکانات عملی و تجربی خود در رفع این مشکل تلاش کند.

 

علایم ظاهری کمبود آهن در گیاه

اگر گیاهی نسبت به جذب آهن به مقدار کافی، قادر نباشد؛ ساخت سبزینه (کلروفیل) در برگ کاهش می یابد و برگها رنگ پریده خواهند شد. به این نحو که ابتدا این پدیده در فاصله بین رگبرگها رخ داده، سپس با شدت یافتن کمبود، به جز رگبرگها، تمام سطح برگ زرد می شود چون آهن در گیاه پویا نیست (غیر متحرک است)، این علایم ابتدا در برگهای جوان و در  قسمت بالای ساقه مشاهده می شد و با شدت یافتن کمبود، تمامی گیاه را در بر می گیرد. در غلات، برگهای دچار کمبود آهن، راه راه به نظر می رسند. در درختان میوه،زردی برگ در حالی که رگبرگها کم و بیش سبز مانده اند، پدیده رایجی است. حاشیه برگها با شدت یافتن کمبود به سفیدی گراییده، سپس علایم سوختگی (نکروز) مشاهده می شود. گاهی در اواخر بهار که سرعت رشد درختان زیاد است، به علت عدم تکافوی جذب آهن، برگها زرد رنگ می شوند. سپس با کاهش آهنگ رشد، رنگ برگها بتدریج سبز و دوباره دراواخر تابستان، با تشدید رشدرویشی، علایم کمبود آهن، یعنی زردی رنگ برگه، دوباره بروز می کند. باید توجه داشت که تنها کمبود آهن به زردی برگ منجر نمی شود، کمبود ازتف گوگرد، منیزیم و برخی عناصر غذایی دیگر، بعضی آفات و بیماریهای گیاهی و یا نور کم نیز در مواردی به پریدگی رنگ برگ می انجامد.

علت کمبود آهن چیست؟

در بیشتر نقاط کشور ماف مهمترین عاملی کمبود آهن، زیادی بی کربنات در محلول خاک است. اغلب خاکهای ایران مقدار قابل توجهی آهک دارند. آهک بتنهایی مشکل چندانی در جذب آهن ایجاد نمی کند. ریشه گیاه با ایجاد شرایط ویژه ای در اطراف خود ترشح H+ یا پروتون، اسیدهای آلی و کلاتهای طبیعی) با کاستن از خاصیت ازقلیایی خاک در نزدیکی ریشه حلایت ترکیبات آهن دار خاک را افزوده، آهن مورد نیاز گیاه را در حد تأمین می کند. آبیاری سنگین، فشردگی و یا هر عامل دیگری که تهویه خاک را کاهش دهد، به افزایش غلظت دی اکسید کربن در خاک منجر می شود و در حضور آهک، واکنش زیر انجام می گیرد:

CaCO3+H2O+CO2     Ca2++2HCO3-

بی کربنات  تولید شدهف خاصیت «بافری» دارد. بدین معنی که با جلوگیری نسبی از کاهش pH  در اطراف ریشه از حلایت بیشتر ترکیبات آهن دار و قابلیت جذب آهن کاسته می شود. توانایی ریشه گیاهان مختلف در ایجاد شرایط مناسب برای جذب آهن، متفاوت است. گیاهان مقاوم نسبت به کمبود آهن، ریشه های کارایی برای جذب آهن، متفاوت است. گیاهان مقاوم نسبت به کمبود آهن، برای جذب آهن کارایی مناسبی ندارند. این خصوصیت بیشتر جنبه وراثتی دارد. البته تاثیر تغذیه گیاهی مناسب نیز دراین مورد به اثبات رسیده است. آب آبیاری، گاهی بویژه هنگامی که از چاههای عمیق تأمین شود- بی کربنات دارد. هوادهی این آبها (با استفاده از فواره ویا ریزش از بلندی) ویا مصرف مقداری اسید سولفوریک (کاهش pH آب آبیاری تا حد خنثی)، مقدار بی کربنات را کاهش می دهد.

گاهی در گیاهان مبتلا به کمبود آهن، غلظت آهن در برگها بیشتر از حد نرمال است و حتی بتازگی در تجزیه های برگی، مقدار غلظت آهن را درج نمی کنند. این بدان علت است که وجود آهن زیادی در برگها ملاک عمل نیست و باید از طریق محلول پاشی و ایجاد شرایط خوب مدیریتی، حرکت آهن را در گیاه بهبود بخشید تا علایم کمبود آهن در برگها مشاهده نشود.

چه باید کرد؟

1- آبیاری سبک وبا دفعات بیشتر

2- کاهش رفت و آمد ماشین آلات در زمین

3- افزودن مواد آلی به خاک

4- مصرف کودهای شیمیایی مناسب

5- استفاده از گوگرد عنصری و کاهش pH

6- مصرف کود آهن

نقش روی در گیاه

روی به طور طبیعی اغلب به صورت کانیهای سولفاتی، سیلیکاتی و کربناتی در پوسته زمین وجود دارد و فراوانی متوسط ان بین 70 تا 80 میلی گرم در کیلوگرم است. میزان حلالیت این کانیها به پ . هاش خاک وابسته است و با کاهش پ. هاش، حلالیت این کانیها در آب افزایش می یابد به طوری که با کاهش پ. هاش خاک، بر غلظت یون روی افزوده می شود. بنابراین در خاکهایی با پ. هاش قلیایی- که مخصوص خاکهای آهکی ایران می باشد- کمبود روی بسیار گسترده است.

میزان مواد آلی ودرصد کربنات کلیسم نیز در بروزکمبود روی دخیلند. کمبود این عنصر عملاً در خاکهایی با واکنش قلیایی با آهک فراوان و مقدار اندک مواد آلی شایانتر است.

روي عمدتاً به فرم يون دو ظرفيتي (Zn2+) از محلول خاك جذب گياه مي شود. اين يون در خاكهاي داراي واكنش قليايي به صورت Zn (OH)2+  جذب گياه خواهد شد. روي در بسياري از سيستمهاي آنزيمي گياه، نقش كاتاليزوري، فعال كننده و يا ساختماني دارد و در ساخته شدن و تجزيه پروتئينها در گياه نيز دخيل است. گياهان مبتلا به كمبود روي از نظر عوامل تنظيم كننده رشد نيز دچار كمبودند.

در پروفيل خاك قسمت عمده روي قابل جذب گياه در لايه اي يافت مي شود كه بيشترين مقدار مواد آلي (يعني خاك سطحي) را دارد. دليل اين مسأله برگشت دوباره ي روي جذب شده در گياهان به اين افق به صورت قسمت عمده روي قابل جذب گياه در لايه اي يافت مي شود كه بيشترين مقدار مواد آلي (يعني خاك سطحي) را دارد. به دليل اين مسأله برگشت دوباره روي جذب شده در گياهان به اين افق به صورت بازمانده هاي گياهي و در مقابل جذب آن ريشه از افقهاي پايين خاك است. اين موضوع همچنين روشن مي كند كه آبشويي روي از افقهاي سطحي خاك به عمق خاك در اثر بارندگي يا آبياري ناچيزاست (جايگذاري عميق سولفات روي الزامي است).

جذب روي در گياه با دو مكانيسم فعال و غير فعال صورت مي گيرد. جذب غير فعال آن از طريق جذب الكتروستاتيكي يونهاي روي بر ديواره سلولي ريشه، گياه صورت مي گيرد اين جذب غير انتخابي است و فعاليتهاي متابوليكي گياه بر آن تأثيري ندارند. جذب فعال روي ، شدت انتخابي است و به فعاليتهاي متابوليكي گياه وابستگي دارد. دما و تهويه محيط ريشه از عواملي مؤثر بر جذب فعال روي مي باشند.  با توجه به اين كه دما و تهويه خاك شديداً بر مقدار كل جذب روي در گياه، تأثير دارند، بنابراين به نظر مي رسد مكانيسم جذب فعال روي، تأمين كننده بخش معمده روي، مورد احتياج گياه باشد. پويايي روي در داخل گياه نسبتاً محدود بوده و بنابراين اغلب نشانه هاي كمبود آن در بافتهاي جوان به چشم مي خورد. مقدار روي در گياهان 40 تا 70 ميلي گرم در كيلوگرم متغير است. مقدار روي در گياه با سن گياه رابطه معكوس داشته و گياهان پير به علت اثر دقت و همچنين  انتقال روي به دانه، از غلظت روي كمتري برخوردارند. به دليل تحرك كمتر روي در گياه، علايم كمبود آن عمدتاً از برگهاي جوان به صورت ريزبرگي و كچلي و كوچك شدن ميان گره هاي سرشاخه  شروع مي شود.

 

اثر متقابل روي و فسفر

استفاده زياد از كودهاي فسفره در خاكهايي كه مقدار كمي روي قابل استفاده دارند باعث بروز كمبود تحميلي  روي در گياه مي شود. دليل اين مسأله هم به خاك و هم به مسائل فيزيولوژيك گياه بر مي گردد. در خاك، روي با فسفر مي تواند تشكيل تركيبات كم محلول و مقاومي را بدهد كه از مقدار روي قابل جذب در گياه مي كاهد. همچنين زيادي فسفر خاك، باعث كاهش رشد ريشه گياه و حجم ميكروريز آن شده كه كاهش جذب روي در گياه را دري پي خواهد داشت. همچنني در داخل گياه، وجود غلظتهاي بالاي فسفر، باعث كاهش حلاليت روي و كاهش انتقال آن از ريشه ها به ساير قسمتهاي گياه مي شود. 

گياهان حساس به كمبود روي و علايم كمبود آن

ذرت، برنج، سويا، حبوبات، سورگوم، مركبات و درختان ميوه، بويژه انگور، نسبت به كمبود روي بيشترين حساسيت را از خود نشان مي دهند و در مقابل هويج، گياهان علوفه اي و جو بيشترين مقاومت را نسبت به كمبود روي دارند. ولي به نظر نگارندگان، تمام محصولات زراعي و باغي كشور به دلايل مصرف فراوان فسفر (در ده سال گذشته مصرف فسفر در كشور ما دو برابر حد استاندارد جهاني بوده است). و به  علت آهك فراوان، كمبود روي وجود داشته و مصرف آن سبب افزايش توليد و بالا رفتن غلظت روي در توليدات كشاورزي و دامي خواهد گرديد. 

در خاكهايي كه بشدت كمبود روي دارند طي دو هفته اول رشد گياه با ايجاد و توسعه يك نوار كلروزه در يك يا هر دو طرف رگبرگ مياني مشخص مي شوند. اين نوار زرد رنگ در بخش پاييني برگ بيشتر ديده مي شود. علاوه بر زردي برگ كه بيشتر در برگهاي جوان گياه ظاهر مي شود، كاهش مقدار تنظيم كننده هاي رشد- كه در اثر كمبود روي در گياه به وجود مي آيد- باعث كوتولگي و كاهش فاصله بين گره ها در ساقه گياه مي شود. پيچيدگي حاشيه برگها نيز از نشانه هايي است كه كمبود روي در ايجاد آن دخيل است. در غلات دانه ريز هم نشانه هاي كمبود، تقريباً مشابه گندم است.

علايم كمبود روي در برگهاي ذرت: برگها، رنگ پريده و ضخيم شده و رگبرگها سفيد متمايل به زرد مي شوند. با زيادي مصرف كودهاي فسفاته، غلظت روي در برگها كاهش يافته است.

در مركبات، اندازه برگها كاهش يافته، طول شاخه ها كوتاه مي شود. كمبودهاي خفيف روي، بر اندازه برگ درخت تأثيري ندارد كلروز نيز از علايم مشخص بروز كمبود اين عنصر در گياه است. اين كلروز نيز شبيه كلروز آهن در برگهاي جوان گياه و به صورت زردي بين رگبرگها ظاهر مي شود و با آغاز هر مرحله جديدي رشيدي در گياه، حادتر مي شود. در شرايط كمبود شديد، برگهاي گياه كاملاً از كلروفيل خالي شده و شاخه هاي انتهايي، خشك و برگها مي ريزند (كچلي).. كمبود روي بر كيفيت ميوه تأثير مي گذارد. ميوه ها در چنين شرايطي معمولاً زرد رنگ، كوچك، بد شكل، خشك و چوبي اند.

چه بايد كرد؟

1. در گياهان حساس به كمبود روي بخصوص ذرت، نيشكر، گندم، دانه هاي روغني، حبوبات، سورگوم و درختان ميوه نسبت به مقدار مصرف سولفات روي در عمق ريشه بايد اقدام كرد، تا علوه بر ازدياد توليد، غلظت روي در محصولات كشاورزي نيز افزايش يابد؛

2. حد بحراني مقدار روي با روش عصاره گير DTPA در خاكهاي زراعي حدود 2/1 ميلي گرم در كيلوگرم است و در تمام محصولات زراعي و باغي، بويژه در گياهان حساس كه در خاكهاي با مقادير كمتر از آن رشد مي كنند، بايد نسبت به مصرف آن اقدام شود؛

3. نظر به حلاليت خوب كود سولفات روي، بهتر است از اين كود هم قبل از كاشت و هم به صورت سرك ازطريق محلول پاشي استفاده كرد؛ ولي ترجيح داده مي شود كه در عمق ريشه گياه جايگذاري شود؛

4. با عنايت به  اهميت روي در تأمين سلامتي انسان، بايد از اين كود مشابه كودهاي ديگر حداقل دو يا سه سال يكبار استفاده كرد؛

5. چون اين كود علاوه بر روي، سولفات نيز دارد، بنابراين با مصرف آن علاوه بر افزايش توليدات كشاورزي، غلظت روي و گوگرد نيز در محصولات كشاورزي افزايش مي يابد و از اين طريق به سلامتي جامعه كمك مي شود. علاوه بر آن اگر از بذرهاي محصولات فوق براي كشت بعدي استفاده گردد، از رشد اوليه بالاتري برخوردار خواهد بود.

نقش منگنز در گياه

نقش عمده منگنز در گياه، مشاركت آن در سيستمهاي تركيبي است. براي مثال اين عنصر جزيي از سيستم آنزيمي آرژيناز و فسفوترانسفر از  شناخته شده است. منگنز در واكنشهاي انتقال الكترون در گياه، در توليد كلروفيل نيز نقش دارد. بخش عمده منگنز در گياه با آهن داراي اثر متقابل است و وجود مقادير زياد آن در خاك مي تواند جذب و مصرف آهن در گياه را تحت تأثير قرار دهد. همين موضوع (يعني كمبود تحميلي آهن به وسيله منگنز) باعث تشديد مشكلات ناشي از سميت منگنز در گياه مي شود. در خاكهاي آلي و خاكهاي داراي واكنش قليايي معمولا كمبود منگنز ديده مي شود.

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه هفتم اسفند 1387ساعت 22:48  توسط محمود سیفی  |