عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان و نقش آنها در گیاه

مقدمه

16 عنصر برای رشد گیاهان نیاز می باشد که این عناصر از طریق خاک، آب و هوا تامین می شود. منابع تامین این عناصر از سه منبع می باشد:
الف) هوا: کربن (C) بصورت دی اکسید کربن
ب) آب: هیدروژن (H) و اکسیژن (O) بصورت آب
ج) خاک، کود های معدنی و دامی: نیتروژن (N)، فسفر (P)، پتاسیم (K)، کلسیم (Ca)، منیزیم (Mg)، گوگرد (S)، آهن (Fe)، منگنز (Mn)، روی (Zn)، مس (Cu)، بور (B)، مولیبدن (Mo) و کلر (Cl).
عناصر دیگری هم توسط گیاه جذب می شود و این عناصر ممکن است برای رشد گیاه مفید باشند ولی یرای رشد همه گیاهان ضروری نمی باشند. استفاده از کود های معدنی و آلی و بقایای گیاهی در خاک باعث افزایش عناصر در دسترس گیاه می گردد. جدا از کربن که گیاه از طریق فتوسنتز آن را کسب می کند، گیاهان سایر عناصر غذایی مورد نیاز خود را از محلول خاکی جذب می کند، که این عناصر به دو دسته زیر تقسیم می شوند:
الف) عناصر پر مصرف: که به دو گروه عناصر پرمصرف اولیه و ثانویه تقسیم می شود.
ب) عناصر کم مصرف

عناصر پر مصرف

عناصری هستند که گیاه در طول دوره رشد به مقداری زیادی از آن ها نیاز دارد و عدم وجود کافی انها موجب اختلالات فیزیولوژیکی مهم در گیاه می شود. در برخی از خاک ها ممکن است عناصر تغذیه ای بصورت طبیعی کم باشد یا اصطلاحا خاک فقیر می باشد، یا اینکه کشت مداوم در طول سالیان بدون کود دهی یا کشت رقم های پرمحصول از گیاهان که مقدار زیادی از عناصر را مصرف می کنند منجر به کمبود این عناصر در خاک می گردند.عناصر پرمصرف اولیه شامل نیتروژن، فسفر و پتاسیم است. خاک های ایران به دلیل مقادیر کم مواد آلی و آهکی بودن و PH بالا، دارای قابلیت حلالیت کمی برای برخی از عناصر مانند فسفر، آهن، روی منگنز می باشد.

نیتروژن (N)

این عنصر پرمصرف، موتور و محرک رشد گیاه می باشد این عنصر 1 تا4 درصد از وزن خشک گیاهی را تشکیل می دهد. نیتروژن بصورت نیترات (NO3 ) یا آمونیوم (NH4 ) از خاک جذب می شود. اغلب نیتروژن به‌صورت نیترات جذب گیاه می‌شود. این عنصر در گیاه با ترکیبات حاصل از سوخت و سازکربوهیدرات ها ترکیب شده و آمینو اسید ها و پروتئین ها را تولید می کند. با توجه به این که نیتروژن عنصری مهم در پروتئین می باشد بنابراین در رشد و نمو گیاه نقش اساسی دارد. همچنین این عنصر در جذب سایر عناصر توسط گیاه نیز نقش مهمی دارد. نیتروژن یک عنصر متحرک می باشد. عناصر متحرک عناصری هستند که در بافت گیاه قابلیت تحرک دارند و در صورت کمبود، این عناصر از بافت مسن به سمت بافت جوان تر حرکت می کنند به همین علایم کمبود عناصر متحرک در برگهای پایینی و مسن تر زودتر بروز می کند. به همین دلیل کمبود نیتروژن در ابتدا بصورت رنگ پریدگی و سپس بصورت زردی در برگهای مسن نمایان می شود.

فسفر (P)

این عنصر یکی از عناصر ضروری در مرحله ریشه زایی می باشد که بین 1 تا 4 درصد از وزن خشک گیاه را تشکیل می دهد و نقش مهمی در انتقال انرژی دارد. بنابراین این عنصر در فرآیند فتوسنتز و تمامی فرایند های شیمیایی-فیزیولوژیکی در گیاه نقش کلیدی دارد. همچنین این عنصر جز اصلی بر ای تقسیم سلولی و گسترش و توسعه بافت های گیاهی می باشد. فسفر بیشتر بصورت فرم منوفسفات (H2PO4 ) توسط گیاه جذب می شود ولی در صورتی که PH خاک بالا باشد بیشتر بصورت فرم دی فسفات (HPO42 ) جذب می شود. فسفر نیز مانند نیتروژن یک عنصر متحرک بوده و کمبود ان ابتدا در برگ های مسن تر بروز می کند.

پتاسیم (K)

سومین عنصر پرمصرف گیاه عنصر پتاسیم می باشد. حدود 1 تا 4 درصد از وزن خشک گیاهی از این عنصر تشکیل شده است و وظایف متعددی در گیاه دارد. این عنصر باعث فعال شدن بیش از 60 آنزیم مختلف در گیاه می شود. بنابراین پتاسیم نقش حیاتی در ساخت کربوهیدارت ها و پروتئین ها دارد. این عنصر منجر به افزایش تحمل گیاه به استرس های محیطی مانند خشکی، سرمازدگی و شوری و نیز مقاومت نسبت به بیماریهای قارچی و باکتریایی و نماتد ها می گردد. پتاسیم بیشتر به صورت فرم یون آزاد از محلول خاک توسط گیاه جذب می شود. پتاسیم نیز جز عناصر متحرک محسوب می شود و کمبود آن بصورت زرد و قهوه ای شدن حاشیه برگ های مسن تر نمایان می گردد.
عناصر پرمصرف ثانویه شامل منیزیم، گوگرد و کلسیم می باشد و گیاهان این عناصر را به مقدار زیادی جذب می کنند.

منیزیم (Mg)

ابن عنصر جز مرکزی کلروفیل، رنگ دانه های سبز برگ ها می باشد بنایراین در فتوسنتز نقش مهمی دارند و 15 تا 20 درصد کل منیزیم گیاه در برگها متمرکز شده است. این عنصر همچنین در فعالیت های آنزیمی مربوط به انتقال انرژی در گیاه نقش دارد. این عنصر بصورت یون دو ظرفیتی از خاک جذب می شود و کمبود آن ابتدا بصورت کله های کلروز در برگ های مسن تربروز می کند. استفاده زیاد از کود های پتاسیمی یا مقدار زیاد پتاسیم و کلسیم در خاک موجب کاهش جذب منیزیم می گردد.

گوگرد (S)

این عنصر یکی از جز اصلی در تشکیل پروتئین می باشد، همچنین در تشکیل کلروفیل نقش دارد. حدود 2/0 تا 3/0 درصد از وزن خشک گیاه از این عنصر تشکیل شده است. باتوجه به قلیائی یا آهکی بودن اکثر خاکهای ایران و کمبود ذخیره مواد آلی ، لذا انحلال و جذب برخی عناصر غذایی با مشکل مواجه می شود. بنابراین استفاده از گوگرد و کود های گوگردی به عنوان اصلاح کننده خاک های کشاورزی و یکی از مهمترین ترکیبات مورد نیاز گیاهان، بسیار ضروری و حائز اهمیت است.کود گوگرد و عناصر موجود در آن تنها بصورت یون سولفات توسط گیاهان قابل استفاده است.

کلسیم (Ca)

این عنصر برای رشد گیاه و همچنین به عنوان یه جز ساختمانی دیواره سلولی گیاهی در استحکام گیاه نقش مهمی دارد. کلسیم بصورت یوت آزاد کلسیم بصورت غیرفعال همراه با آب از طریق آوند های چوبی توسط گیاه جذب می شود بنابراین جذب این عنصر به تعرق گیاه وابسته می باشد. کلسیم یه عنصر غیر متحرک می باشد که علائم کمبود آن ابتدا در برگهای جوان و میوه ها ظاهر می گردد. خاک های قلیایی دارای مقادیر بیشتری کلسیم قابل جذب می باشد. وجود مقدار بالای یون های مثبت مانند سدیم، پتاسیم، منیزیم در خاک باعث کاهش جذب یون کلسیم در گیاه می شود.

عناصر کم مصرف
عناصر کم مصرف شامل آهن (Fe)، منگنز (Mn)، روی (Zn)، بور (B)، مولیبدن (Mo)، کلر (Cl) و مس (Cu) می باشد. این عناصر نیز نقش مهمی در رشد گیاه دارند. از میان این عناصر کم مصرف، عنصر آهن و کمبود آن به دلیل آهکی بودن خاک های ایران بیشتر مورد توجه بوده است. آهن بیشتر بصورت یون Fe+2 و Fe+3 توسط گیاه جذب می شود. بیشترین علت کمبود آهن، کم بودن مقدار آن در خاک نیست، بلکه تبدیل شدن آن به شکل غیرقابل جذب برای گیاه مشکل اصلی است. به ازاء هر يك واحد افزايش PH،حلاليت تركيبات آهن (3ظرفیتی) هزار مرتبه و (2ظرفیتی) صد مرتبه كاهش پيدا مي‌كند.

آهن کم تحرک ترین عنصر کم مصرف در گیاه می باشد که کمبود آن بصورت زرد شدن بین رگبرگها و سبز ماندن رگبرگ ها در برگ های جوان بروز می کند. تعداد دیگری از عناصری که برای برخی از گیاهان مهم هستند می توان به سدیم (Na) در چغندر قند، سیلیسم (Si) در غلات که منجر به مقاومت در برابر خوابیدگی می شود، کبالت (Co) در بقولات دخیل در تثبیت زیستی نیتروژن در این گیاهان اشاره کرد. برخی از عناصر کم مصرف در صورت مقادیر آنها در خاک کمی بالاتر از حد معمول باشد برای گیاهان موجب مسمومیت می شود که مسمومیت منگنز، مس و آلومینیوم مواردی است که بیشتر مشاهده شده است.

نتیجه گیری

عناصر مختلفی در عملکرد طبیعی گیاهان و جود دارد. گاها این عناصر به خصوص در گیاهان اهلی که مورد استفاده انسان و یا دام است دستخوش تغییر در میزان و یا کمبود می شود. در این صورت بایستی این عناصر از طریق دیگری برای گیاه جبران گردد. یکی از این طرق استفاده از کودهای تغذیه ای برای گیاه است. به هر صورت کمبود یا بیشبود هر یک از عناصری که در این مقاله ذکر شد می تواند سبب ایجاد اختلالات بزرگ در گیاه بشود.

نویسنده: دکتر یوسف پناهنده
دکتری تخصصی نماتد شناسی گیاهی
yousef_panahandeh@yahoo.com
متخصص تغذیه گیاهی و گیاهپزشکی