عناصر کم مصرف (Micronutrients)

عناصرکم مصرف

عنصر غذایی کم مصرف عنصری است که گیاهان برای کامل کردن چرخه حیات خود به آن نیازمندند، اما مقدار نیاز آن­ها به این عنصر بسیار کم می­باشد. هشت عنصر کم مصرف بُر (B)­، کلر(Cl)­، مس (Cu)­، آهن (Fe)­، منگنز (Mn)­، مولیبدن (Mo)­، نیکل (Ni) و روی (Zn)، برای رشد گیاهان عالی ضروری می­باشند. در گذشته، غالباً این عناصر را عناصر نا­چیز یا عناصر فرعی می­نامیدند، اما برای بحث در مورد نقشی که آن­ها در رشد گیاه دارند عنصر کم مصرف، اصطلاح مناسب­تری می­باشد. از نظر مقدار عناصر غذایی کم مصرف موجود در خاک، بین عناصر و خاک­های مختلف تفاوت بسیار وجود دارد. برای مثال، آهن نه­تنها فراوان­ترین عنصر غذایی کم مصرف است، بلکه یکی از فراوان­ترین عناصر موجود در خاک نیز می­باشد، در­حالی­که، مولیبدن یک عنصر بسیار کمیاب می­باشد. آهن حتی در خاک­هایی که به مقدار فراوان وجود دارد می­تواند برای گیاه غیر قابل جذب باشد، زیرا این عنصر، ترکیبات بسیـار نا­محلولی تشکیل می­دهد. ویژگی‌های خاک، مانند پی­اچ و میزان تهویه، بر قابلیت جذب عناصر غذایی کم مصرف تأثیر زیادی دارند.

کانی­های موجود در سنگ­های گوناگون که توسط خاک به ارث برده می­شوند، منابع اولیه عناصر غذایی کم مصرف، به غیر از کلر، می­باشند. عنصر بُر در برخی از کانی­های سیلیکاته وجود دارد اما مقدار آن بسیار کمتر از آهن و منگنز است. عناصر مس، مولیبدن و روی نیز ممکن است بر اثر جانشینی همشکل در فضا­های هشت وجهی موجود در کانی­های سیلیکاتی، به مقدار بسیار کمی وجود داشته باشند، اما این عناصر در کانی­های سولفیدی، فراوانی بیشتری دارند. در خاک­های نواحی خشک که حاوی نمک­های انحلال­پذیر می باشند، کلر به فراوانی وجود دارد، اما این عنصر به راحتی از خاک­های نواحی مرطوب آبشــویی می­گردد، زیرا نمک­های آن از قابلیت انحلال بسیار بالایی در آب برخوردارند. مقدار نیاز گیاهان به کلر آنقدر کم است که مقدار بسیار کم کلر گازی موجود در جو، برای جلوگیری از به وجود آمدن کمبود­ها کفایت می­کند. جو می­تواند منبع مهمی از برخی عناصر غذایی کم مصرف و همچنین بسیاری از عناصر دیگر باشد. در سال­های گذشته، به دلیل نا­خالصی­های موجود در کود­های شیمیایی، عناصر کم مصرف همراه با آن­ها به خاک افزوده می­شدند. مقدار این ناخالصی­ها در حال کاهش می­باشد زیرا اکنون تولید­کنندگان و خریداران، کودهایی را می­پسندند که دارای درصد بالا­تری از عناصر اصلی باشند.

اهمیت عناصر غذایی کم مصرف

عناصر غذایی کم مصرف نقش مؤثری در رشد گیاه دارند. هر گیاه، به مقدار بسیار کمی از هر عنصر غذایی کم مصرف نیاز دارد، اما وجود همین مقدار بسیار کم، برای رشد آن ضروری می­باشد. عناصر غذایی کم مصرف، در سیستم­های آنزیمی گیاهان ایفای نقش می­نمایند. عناصری همچون بُر و مولیبدن که تولید آنیون می­کنند، بخشی از ساختمان مولکول آنزیم ها می­باشند. مقدار بسیار کمی از چنین عناصری، جهت ساخت آنزیم برای کاتالیز یک فرآیند ضروری در گیاه، کافی می­باشد. به احتمال زیاد، عناصری مانند مس، آهن، منگنز، نیکل و روی که کاتیون هستند، به عنوان کو­آنزیم­هایی به­کار می­روند که یک آنزیم را فعال می­سازند اما بخش کوچکی از مولکول را تشکیل می­دهند. فعالیت برخی از عناصر غذایی کم مصرف با تغییر ظرفیت در فرآیند­های اکسیداسیون-احیاء همراه می­باشد. جدول ۱ خلاصه­ای از نقش‌های عناصر کم مصرف را نشان می­دهد.غلظت عناصر کم مصرف در خاک به ترکیب ژئوشیمیایی مواد مادری خاک، ورود عناصر کم مصرف از طریق فعالیت­های انسانی و خصوصیات جذبی خاک بستگی دارد.

جدول ۱- بخشی از وظایف عناصر کم مصرف درگیاهان.

عنصر فعالیت
بُر متابولیسم و انتقال کربوهیدرات­ها، تنظیم بافتمریستمی، سنتزدیواره سلولی، متابولیسم تنظیم­کنند ه­های رشد مؤثر در چوب زایی، متابولیسم فنول، تراوایی غشاء، طویل شدن ریشه، ساخت DNA­، تشکیل گرده و گرده افشانی.
کلر ایفای نقش به صورت یون کلر درواکنش نوری فتوسنتز، خنثی نمودن بار و تنظیم اسمزی کل گیاه و سلول­های خاص همچون سلول­های محافظ روزنه و تنظیم فعالیت تعدادی از آنزیم­ها.
کبالت ثابت شده که فقط در تثبیت بیولوژیکی نیتروژن (در ریشه­های بقولات) ضروری می­باشد، اما در برخی از دیگر خانواده­ های گیاهی نیز نقش­های مفیدی دارد.
مس جزء اصلی چندین آنزیم، مؤثر در فتوسنتز، تنفس، متابولیسم پروتئین و کربوهیدرات، چوب­زایی و تشکیل دانه گرده.
آهن جزء اصلی سیتوکروم­ها و متالوآنزیم ­ها، نقش­هایی در فتوسنتز، تثبیت بیولوژیکی نیتروژن، متابولیسم نیتروژن و واکنش­های احیاء.
منگنز فوتولیز (تجزیه نوری) آب در کلروپلاست، تنظیم فعالیت آنزیم­ها و محافظت در مقابل آسیب اکسیداتیو به غشا.
مولیبدن تثبیت نیتروژن، جزء اصلی آنزیم­هایی مانند نیترات رداکتاز و سولفیت اکسیداز.
نیکل جزء اصلی آنزیم اوره ­آز، مشارکت در آسیمیلاسیون نیتروژن و محافظت از نیترات رداکتاز در برابر غیر فعال شدن.
روی جزء اصلی چندین آنزیم،مؤثر در سنتز کربوهیدرات وپروتئین، حفظ تراوایی غشا­ها، تنظیم سنتز اکسین و تشکیل دانه گرده.

زمانی­که غلظت کل عناصر کم باشد، مکانیسم­های جذب، عناصر را به شکل غیرقابل دسترس نگهداری می‌کنند. خاک­های پدزول شنی، پایین‌ترین میانگین غلظت را برای تمام عناصر نشان داده و خاک­های کمبی­سول با مقدار رس و سیلت بیشتر، بالا­ترین میانگین غلظت منگنز و مولیبدن و خاک­های رندزیـنا بیشترین میانگیـن غلظت نیـکل و روی را نشـان می­دهند. با این که کاتیون­های فلزی در خاک­های آهکی غنی از مواد آلی و خاک­های کم عمـق، قابلیت دسترسـی کمی دارند، اما میزان کمی از مس و منگنز در خاک­های هیستوسول غنی از مواد آلی و در خاک‌های چرنوزوم با پی­اچبالا، وجود دارد.

کاربرد کود­های عناصر غذایی کم مصرف

بیشترکود­های عناصر غذایی کم مصرف را می­توان به گروه نمک­های معدنی و کلات­های آلی تقسیم نمود. نمک‌های غیر­آلی، معمولاً ارزان­ترین شکل می­باشند. ممکن است برای دستیابی به یک پاسخ سریع، نمک­های انحلال­پذیر، به وسیله محلول­پاشی برگی مستقیماً بر روی گیاهان استفاده شوند. برای جلوگیری از بروز مشکلات سمیت، لازم است که محلول­پاشی برگی در غلظت­های کم صورت گیرد. در صورت فراهمی شرایط خاک می‌توان از نمک­های محلول عنصر مورد نظر در خاک استفاده نمود.

عناصر کم مصرف ازعناصر ضروری برای گیاهان هستند. اما غلظت آن­ها درخاک وگیاه پایین است وکمبود این عناصردرگیاه، مانند عناصر پر­مصرف موجب کاهش رشد و عملکرد می شود. عناصر کم مصرف به چهار شکل درخاک وجود دارند:

  • کانی­های اولیه وثانویه
  • جذب برروی کانی­ها وسطوح موادآلی
  • زیتوده میکروبی وآلی
  • محلول

در برخی ازاین عناصر، یک شکل در تأمین عناص ربرای گیاه اهمیت بیشتری نسبت به سایر شکلل ها دارد. آگاهی از ارتباط و پویا ییاین اشکال، برای برطرف نمودن استرس در گیاه رشد یافته در شرایط کمبود عناصر کم مصرف ضروری می­باشد.

هرگاه یک یا تعدادی از این عناصر به میزان کافی وجود نداشته باشد،مقدار و کیفیت محصول کاهش خواهد یافت، اما گونه­های زراعی و محصولات، از نظر حساسیت به کمبود این عناصر با یکدیگر تفاوت دارند. در بین عناصرذکر شده، کمبود رویدر گیاهان معمول­ترین کمبود در جهان است که بسیاری از محصولات از قبیل ذرت، برنج و گندم را تحـت تأثــیر قرار میدهد. بُر، دومین عنصری است که کمبود آن بیشتر دیده شده است و گیاهان دو لپه­ای بیشتر از گیاهان تک لپه­ای به کمبودآن حساسیت نشان داده­اند. کمبود آهن در برخی از نواحی، به ویژه در نواحی دارای اقلیم مدیترانه­ای و خاک­های آهکی، اهمیت دارد. کمبود مس در برخی از نقاط جهان مانند اروپا و استرالیا تأثیربسزایی بر روی غلات داشته است. همچنین، کمبود منگنز و مولیبدن، با توجه به نوع منطقه اثرات متفاوتی برروی گیاهان گذاشته است. کمبود­های شدید عناصر کم مصرف در گیاهان با علائم مشخـصی هــمراه می­باشند، در­حالی­که کمبود­های پنهان، بدون علامت هستند و معمولاً گستردگی بیشتری دارند.

اگرچه، ضروری بودن کبالت برای تثبیت نیتروژن اتمسفری در بقولات مشخص شده است، اما این عنصر، بهعنوان یک عنصر ضروری برای گیاهان عالی در نظر گرفته نشده است.با وجود این، مشخص شده که این عنصر، دارای اثرات مفیدی بر گیاهان متعلق به خانواده­های دیگر مانند گندمیان (به عنوان مثال گندم) می­باشد و بهعنوان یک “عنصر سودمند” شناخته می­شود. عناصر سیلیسیم، سدیم، سلنیوم، وانادیم و آلومینیوم ازجمله عناصر سودمندی هستند که ضروری بودن آنها هنوز به اثبات نرسیده است. کبالت، مس، کروم، فلوئور، ید، آهن، منگنز، مولیبدن، سلنیوم و روی از جمله عناصر ضروری برای جانوران در نظر گرفته شده­اند وبرای انسان، علاوه براین عناصر، ۷ عنصر دیگر نیز، بهعنوان عناصر ضروری شناخته شده­اند.

برای اینکه یک عنصر کم مصرف برای گیاهان و جانوران ضروری در نظر گرفته شود لازم است که دارای سه شرط زیر باشد:

  • فقدان عنصر باعث توقف دررشد و نمو جاندار شود
  • اختصاصی بودن فعالیت آن و عدم امکان جایگزینی آن با دیگرعناصر
  • اثرمستقیم عنصر بر تغذیه گیاه.

اگرچه محققین بیان کرده اند که اگر عنصری در فعالیت­های متابولیتی نقش داشته باشد، حتی اگر تمام شرایط ذکر شده در بالا را نداشته باشد، می­تواند به عنوان عنصری ضروری در نظر گرفته شود.

از نظر ژئوشیمیایی، معمولاً اصطلاح عنصرکم مصرف به عناصری گفته می­شود که مقادیرآن­ها در خاک­ها و سنگ­ها کمتر از ۱۰۰۰میلی­گرم در کیلوگرم باشد و دربیولوژی، این اصطلاح به عناصری که غلظت آن­ها کمتر از ۱۰۰ میلی­گرم در کیلوگرم ماده خشک موجودات زنده باشد، گفته می­شود.عناصرپر­مصرف کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن که تشکیل دهنده ترکیبات آلی اصلی موجود در گیاهان و جانوران هستند، دارای بالا­ترین غلظت می­باشند. غلظتعناصر نیتروژن و پتاسیم تقریباً مشابه و به میزان ۴/۱ تا ۶/۵ درصد وغلظت عناصرفسفر، کلسیم، منیزیم، سدیم و کلر به میزان ۱/۰ تا ۲/۵ درصد دیده شده است.

تأثیر شرایط خاک بر قابلیت دسترسی عناصر کم مصرف در خاک

pH خاک

pH خاک، مؤثر­ترین عامل در قابلیت دسترسی عناصر در خاک می­باشد. عناصر کاتیونی (مثلاً Cu و Zn) در pH های اسیدی و عناصر آنیونی در pH­ های قلیائی دسترسی بالایی دارند. بیشتر خاک­های معدنی به جزء خاک­های آهکی، به دلیل آبشویی باز­ها ومقداربیشترماده آلی به سمت اسیدی شدن پیش می‌­روند. عموماً خاک­های غرقاب، pH بالا­تری نسبت به خاک­های زهکشی شده، دارند. در محیط­های خشک، pHخاک­ها به سمت خنثی تا قلیائی شدن پیش می­رود. اگرچه کشاورزان سعی بر این دارندکه pHخاک­های اسیدی را به علت کمبود مولیبدن، بالا ببرند، اماغلظت آهن و منگنزقابل دسترس نیز در این خاک­ها بالا می­باشد، به طوری­که برخی از محصولات حساس به آن­هادچار سمیت این عناصر می­شوند. در مقابل، کمبود بُر، مس، منگنز و روی (در خاک­های آهکی) در خاک­های خنثی و قلیائی نیزدیده شده است.

مقدار ماده آلی خاک

عناصر کم مصرف مانند مس، منگنز و روی، در ماده هومیک خاک به شکل غیرقابل دسترس می­باشند و سبب کمبود این عناصـر در گیاهان پرورش یافته در خاک­های آلی می­شوند. کمبود مس به طور ویژه ای در خاک­های پیتی و غنی از مواد آلی دیده شده است. همچنین کمبود این عناصر در خاک­هایی که دارای مواد آلی بالا می­باشند، به وجود می­آید.

وضعیت زهکشی خاک (شرایط احیائی)

در خاک­هایی که زهکشی مناسبی ندارند، غلظت آهن ومنگنز قابل دسترس وعناصری مانند کبالت (ضروری برای جانوران) بالا می­باشد. ممکن است برخی از عناصر کم مصرف مانند روی، در خاک­های شالیزار بهصورت سولفید­های غیر­محلول رسوب نمایند.در جدول ۲ خصوصیاتی از خاک که باعث بروز علائم کمبود عناصر غذایی در خاک می­شود، به طور خلاصه آورده شده است.

جدول ۲- رابطه کمبود عناصر کم مصرف با برخی از ویژگی­های خاک­ها.

خاک/ خصوصیات خاک کمبودعناصر کم مصرف
بافت شنی وبه شدت آبشویی شده B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn
مقدار بالای ماده آلی (بیشتراز ۱۰ درصد) Cu, Mn, Zn
pH بالای خاک(بیشتراز ۷) B, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn
مقدار بالای کربنات کلسیم (بیشتر از ۱۵ درصد)، خاک­های آهکی B, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn
خاک­هایی که به تازگی آهک­دهی شده­اند B, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn
مقدار بالای نمک (خاک­های متأثر از نمک) Cu, Zn, Fe, Mn
خاک­های اسیدی Mo, Cu, Zn
گلی Zn
بافت سنگین رسی Cu, Mn, Zn

 در خاک­های رسی و آهکی کمبود چندگانه عناصر اتفاق می­افتد.

ارتباط عوامل گیاهی با کمبود عناصر کم مصرف

خلاصه­ ای از عوامل مهم تأثیر­گذار بر کمبود عناصر کم مصرف در جدول۳ آورده شده است.

جدول ۳- عوامل گیاهی تأثیر­گذار بر کمبود عناصر کم مصرف.

·         ژنوتیپ­های گیاهی (مانند ارقام کارآمد و نا­کارآمد در جذب عناصر کم مصرف)

·         منبع نیتروژن (تأثیر بر سرعت رشد، رقت شیره گیاهی، عناصر ترکیب شده در پروتئین موجود در شاخ و برگ)

·         منبع فسفر (تأثیر بر سرعت رشد، رقیق­سازی عناصری مانند مس ومتابولیسم عناصری مانند روی)

·         تنش رطوبتی (کاهش جذب در شرایط خشک)

·         تنش دما (دمای بالا و پایین)

·         شدت نور بالا/پایین

·         شرایط ریشه (محدودیت گسترش ریشه سبب کاهش مقدار خاک قابل دسترس ریشه ­ها می­شود)

·         آغشته کردن با مایکوریزا (باعث افزایش حجم مؤثر ریشه­ ها می­ گردد)

·         ترشحات ریشه­ای (مانند فیتوسایدروفور­ها)

·         بیماری­های پاتوژنیک

·         مواد شیمیایی (به عنوان مثال، کمبود­های Mn­، Zn و …. ناشی از گلی فوسایت)

·         اثرات رقابتی دیگر عناصر کم مصرف (مانند Cu-Zn­، Fe-Cu­، Fe-Mn­، و Cu-Mn )

·         گونه­های گیاهیقبلی؛شواهدی وجود دارد که نشان می­دهد فرآورده ­های حاصل از معدنی شدن برخی از گونه­ های گیاهی، سبب کاهش قابلیت جذب برخی از عناصر کم مصرف در خاک می­شود. یک نمونه از این نوع کمبود، کمبود مس در گندم کشت شده پس از کلزای دانه روغنی است.

نوشته‌های پیشین
حضور “بیوزر” در شانزدهمین نمایشگاه بین المللی کشاورزی، ماشین آلات، نهاده ها و آبیاری – شیراز
نوشته‌ی بعدی
سمینار فیزیولوژی و تغذیه برنج با حضور کارشناسان بیوزر و شرکت زراعی دشت ناز

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Fill out this field
Fill out this field
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست