عناصر غذایی

تهیه و تنظیم: تیم آموزشی و پژوهشی ویکی کاکتوس

معمولا عناصر غذایی مورد نیاز گیاه به دو گروه عناصر ضروری، عناصر غیر ضروری تقسیم می شوند.

عناصر ضروری خود داری سه دسته از مواد هستند.

گازها: که معمولا از طریق روزنهای گیاهی جذب میشوند؛ عناصری همچون: کربن، اکسیژن، هیدروژن.

عناصر غذایی پر مصرف (ماکرواِلمان): عناصری که نقش حیاتی در رشد و نمو گیاهان بر عهده دارند. عناصری همچون: ازت، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و گوگرد.

عناصر غذایی کم مصرف (میکرو اِلمان): معمولا عناصر این دسته نقش کاتالیزوری را بر عهده دارند. از جمله میکرو المانها میتوان مواردی همچون: آهن، بور، روی، مس، مولیبدن و کلر را نام برد.

عناصر غیر ضروری معمولا در تشکیل مواد دارویی در گیاهان نقش خود را ایفا می آید.

خاصیت شیمیایی مواد غذایی در خاک:

همانطور که میدانیم معمولا عناصر غذایی موجود در خاک به شکل یون (مولکولهای باردار) وجود دارند و همچنین به یون ها با بار الکتریکی مثبت (کاتیون) و به یون هایی با بار الکتریکی منفی (آنیون) گفته میشود که این بار الکتریکی در سرعت جذب و حرکت مواد در گیاه تاثیر بسزایی دارند و معمولا سرعت حرکت و عبور آنیون ها کمتر کاتیون ها می باشد.

عوامل موثر بر جذب عناصر غذایی:

اکسیژن موجود در خاک: تخلخل بافت خاک یکی از مهمترین فاکتورها برای رسیدن اکسیژن بیشتر به درون بافت خاک می باشد، پس یکی از مزایا و دلایل استفاده از ماسه بنایی (یا مواردی از این دست) در هنگام تهیه خاک کاکتوس را می توان در تحقق یافتن این امر دانست.

 شبکه ریشه ای گسترده: میزان رطوبت(حدود ۵۰-۷۰%)، حرارت (۲۵-۳۰ درجه سانتی گراد)، حالت فیزیکی محل رشد ریشه‌ی گیاه و مقدار هوایی که در خاک نفوذ میکند از جمله عواملی هستند که در داشتن شبکه ریشه ای گسترده موثرند.

غلظت عناصر غذایی موجود درخاک به تناسب غلظت مواد موجود در ریشه: هرگاه غلظت عناصر غذایی موجود در خاک بیشتر از غلظت عناصر غذایی موجود در ریشه باشد جذب مواد اتفاق می افتد.

اسیدیته (PH) خاک: جذب آنیونها در PH نسبتا پایین و جذب کاتیون ها در PH بالا (حدود ۷) سریعتر و بهتر صورت می گیرد.

روش های جذب مواد غذایی در گیاه:

معمولا گیاهان برای جذب عناصر غذایی از خاک به دو روش جذب فعال و جذب غیرفعال عمل می کنند.

جذب غیرفعال (فیزیکی): جذب مواد غذایی بدون صرف انرژی( به دلیل تعرق گیاه) را جذب غیرفعال گویند. در این حالت هنگامی که گیاه بعد از فتوسنتز و غذاسازی رطوبت اضافی را از خود دفع می کند فشار حرکتی در ریشه های گیاه افزایش پیدا کرده و به دلیل کمتر بودن فشار در محیط خاک عناصر غذایی موجود در خاک بسمت درون بافت ریشه حرکت می کنند.

جذب فعال: جذب مواد غذایی با صرف انرژی (حاصل از تنفس گیاه) را جذب فعال گویند.

• تنفس: ایجاد موادی با میل ترکیبی شدید

عناصر مورد نیاز گیاه بصورت یون جذب می شوند، به استثنای باز های ضعیف از جمله آهن (فریک)، آمونیوم و یا عناصری که بصورت کیلات وارد ریشه می شوند.

تاثیر عناصر موجود در خاک بر جذب مواد:

حضور برخی عناصر در خاک می تواند موجب جذب بیشتر عناصر دیگر (تعاون یونی) و یا کاهش میزان جذب (تضاد یونی) گردد. برخی از عناصر که موجب تضاد یونی میشوند عبارتند از:

پتاسیم، که موجب کاهش جذب منیزیم، کلسیم و آهن شده.

مس، جلوگیری از جذب روی

فسفر، کاهش جذب ازت و روی

منگنز، کاهش جذب آهن

کلسیم، کاهش جذب آهن

آمونیوم، کاهش جذب منگنز

می گردند.

برخی از عناصر همچون کلسیم، موجب جذب بیشتر منیزیم و همچنین نیترات که باعث جذب بیشتر منگنز می گردد نیز وجود دارد.

پس توجه به این نکته بهنگام استفاده از کودهای شیمیای تاثیر بسزایی در رسیدن هرچه بیشتر مواد به گیاه خواهد شد.

در جدول زیر برخی از یونهای مورد نیاز گیاه را بهمرا نام علمی آنها می توانید مشاهده نمایید:

ویژگی های برخی از عناصر غذایی:

ازت:

یکی از عناصر مهم که نقش تسریع کننده در رشد قسمت های هوایی گیاه را برعهده دارد ازت می باشد. گروه ازت ها عموما هیچکدام منشا معدنی نداشته و بیشتر منشا آلی دارند. بافت های مرده در درون خاک به مرور زمان توسط برخی از میکرواورگانیسم ها به صورت آمونیوم( NH ) آزاد می شوند که اگر اسیدیته و Ph خاک در حالت خنثی و قلیایی باشد همین ترکیب جذب گیاه میشود اما هنگامی که Ph خاک تمایل به قسمت اسیدی داشته  باشد آمونیوم توسط برخی از باکتری های دیگر به نیترات اکسید (تبدیل) شده و جذب گیاه خواهد شد. آمونیوم جذب شده در ریشه به آمونیاک تبدیل شده و وارد ساختمان اسید های آمینه می شود ولی نیترات به همان شکل توسط آوند های های چوبی به قسمت های غذاساز منتقل می گردد. نیترات نیز طی فرآیند هایی در درون سلول گیاهی (تبدیل به  نیتریت -توسط آنزیم نیترات ردوکتاز- و سپس با دخیل شدن آنزیم نیتریت ردوکتاز و در نهایت آمونیاک) به آمونیاک تبدیل شده و جذب آمینه اسیدها می گردد.

پس تاکنون می توان گفت که یکی از فاکتورهای مهم در دادن کود های ازته به گیاه اسیدیته و Ph خاک است که معمولا کود های گروه ازت به دو گروه کود های آمونیوم (خاک قلیایی تا خنثی) و کودهای نیتراته یا ازته (خاک اسیدی) تقسیم بندی می شوند. در خاکهای اسیدی به دلیل خاصیت تعاون یونها و همچنین وجود مواد کلوئیدی در خاک (آبشویی کودهای ازته) از کود های نیتراته بجای کودهای آمونیوم استفاده می گردد.

هرگاه تجمع کربوهیدرات ها در گیاه بالا باشد(توازن و تعادل در ترکیب خاک و حضور عناصری هچون فسفر، پتاسیم و… در ترکیب خاک)، نور کافی وجود داشته باشد و دمای محل نگهداری گیاه نیز بالا باشد میتوانیم از کودهای آمونیومی استفاده نماییم. زیرا گیاه قادر است آمونیاک تولید شده از آمونیوم را سریعا وارد ساختمان اسیدهای آمینه نماید. اما اگر در مناطق مرطوب، سرد و کم آفتاب زندگی می کنیم و گیاهمان نیز در چنین شرایطی قرار دارد بهتر است از کودهای نیترات استفاده شود.

علائم و عوارض بیش بود ازت در خاک بر گیاه:

بطور کلی مقدار زیاد ازت باعث تشکیل بافت های تُرد و آبدار در گیاه می گردد که این امر باعث می شود گیاه در مقابل امراض و صدمات مکانیکی بسیار حساس شده و گاهی نیز باعث ترکیدگی بافت های گیاه می گردد. معمولا توصیه می شود به گیاهانی همچون کاکتوس ها کود گاوی (به دلیل داشتن آمونیاک بالا) داده نشود زیرا فرایند جذب آمونیاک در بهترین شرایط در کاکتوس ها (علی الخصوص کاکتوسهای گرد همچون اچینو گروزنی ها و مامیلاریا ها و…) کند و به آرامی همراه بوده که این امر باعث می شود که گیاه از رشد تدوینی (هماهنگ) خویش خارج شده و اصطلاحا برخی از نقاط گیاه آب بیشتری جذب نموده و دچار ترکیدگی بافت گردد. معمولا برای تامین ازت مورد نیاز گیاهان برگی می توان از کود های سولفات آمونیوم، نیترات آمونیوم و اوره استفاده نمود اما در خصوص کاکتوس ها توصیه می شود از بکار بردن کودهای ازته پرهیز گردد و معمولا میزان ازت (اوره) موجود در کود های دامی برای تغذیه گیاه کفایت می کند اما موادی همچون آزولا و … که معمولا محل رشدشان در آب های شیرین زمین های کشاورزی هستند منابع طبیعی تامین ازت می باشند.

علائم و عوارض کمبود ازت در خاک بر گیاه:

یکی از خصوصیات بارز ازت قدرت جابجایی (سیال) بودن آن است که معمولا از قسمت های فتوسنتز کننده (در گیاهان برگدار، محل فتوسنتز برگ و در کاکتوسها، تنه ی گیاه) پیر به سمت قسمت های جوان گیاه منتقل می شود. عناصری همچون: ازت، منیزیوم و پتاسیم جزو عناصر متحرک دسته بندی می شوند و علائم کمبود این مواد عموما در قسمت های پیر گیاه خود را نشان می دهند اما برخی از عناصر همچون: فسفر، منگنز، بور، آهن، کلسیم و مس معمولا در نقاط بخصوصی از گیاهان مورد استفاده قرار می گیرند که معمولا علائم کمبود آنها موضعی بوده و همچنین به آنها عناصر غیر متحرک اطلاق می شود.

فسفر:

فسفر بعد از نیتروژن مهمترین عنصر غذایی ضروری و پرمصرف مورد نیاز گیاه بوده و به دو شکل آلی (اسیدهای نوکلئیک، فسفولیپیدها، فسفوپروتئین‌ها، فسفات‌های اینوزیتول و قندهای فسفری) و معدنی (عمدتاً فسفات‌های کلسیم، منیزیم، آهن و آلومینیوم) در خاک‌ها یافت می‌شود و مهم ترین نقش آن در فرآیند تولید و انتقال انرژی است. فسفر در فرایند  روزانه گیاهان نقش حیاتی دارد که شامل انتقال انرژی می باشد. فسفات پر انرژی بخشی از ساختار شیمیایی ADP  وATP  می باشد که منبع ذخیره ای انرژی است و تعداد زیادی از واکنش های شیمیایی را به راه می اندازد. برای رشد سلول های جدید و برای انتقال رمز های ژنتیکی از یک سلول به سلول دیگر مقدار کافی از عنصر فسفر ضروری است.

در دانه ها و میوه ها مقدار زیادی از فسفر وجود دارد. فسفر هم چنین یکی از بخشهای سازنده فیتین ( یک شکل ذخیره ای اصلی فسفر در دانه) می باشد. تقریبا ۵۰% از کل فسفر (به صورت فیتین) در دانه گیاهان دو لپه ای ذخیره شده است. کمبود فسفر می تواند اندازه دانه، تعداد دانه و امکان زیستائی دانه را کاهش بدهد.

به طور کلی کمبود فسفر باعث کاهش سرعت پردازش و بهره وری از کربو هیدرات می شود در حالی که تولید کربوهیدرات از طریق فتوسنتز ادامه دارد. در بعضی گیاهان کمبود فسفر باعث رنگ بنفش می شود.

مقدار کافی فسفر باعث عملکرد بالا، رشد و نمو مناسب گیاه می شود. وقتی مقدار فسفر محدود شود بیشترین اثرش بر روی کاهش سطح برگی و تعداد برگها و آروئول ها نمایان می شود. همچنین تاثیر آن روی رشد جوانه ها بیشتر از رشد ریشه است که منجر به کاهش نسبت وزن خشک جوانه به ریشه می شود. همچنین باعث کاهش توده ریشه و در نتیجه کاهش جذب آب و مواد غذائی نیز می گردد .

علائم و عوارض بیش بود فسفر در خاک بر گیاه:

بر اثر مصرف زیاد فسفر، گیاه دچار مسمومیت فسفری می‌شود و یا تعادل تغذیه‌ای گیاه بهم می‌خورد. هم‌چنین در اثر مصرف زیاد فسفر به دلیل تضاد یونی فسفر با روی، کمبود روی در گیاه  بروز می‌کند. بهترین عنصری که با فسفر اثر تضاد یونی داشته، عنصر روی است که بر اثر مصرف زیاد فسفر در کشور ما کمبود روی (Zn)، آهن (Fe) و منگنز (Mn)  تشدید می‌شود.

علائم و عوارض کمبود فسفر در خاک بر گیاه:

• رشد غیر متعارف ریشه ها: ریشه‌های جانبی و تولید سیستم ریشه‌ای بلندتر بمنظور افزایش بیشتر مواد غذایی
• تشابه علائم با عنصر ازت: گاهی علائم کمبود فسفر شبیه ازت می‌باشد، زرد شدن برگها و قسمت های فتوسنتز کننده ی مسن و پیر
• کاهش شدید رشد و نمو: در کمبود فسفر رشد بخش هوایی و ریشه هر دو کند و یا متوقف می‌شود، برگها کوتاه و تیغ ها نرم، باریک و نازک میشوند. رشد طولی گیاه عمودی بوده و شاخه‌های جانبی کمتر رشد می‌یابند. تعداد برگها و آرئولها و شکوفه‌ها کاهش یافته وجوانه‌ها می‌میرند.
• تغییر رنگ محل های فتوسنتز کننده: برگها و بدنه گیاه به رنگ سبز تیره مایل به آبی یا ارغوانی در‌ می‌آیند و گاهی لکه‌ها و یا نوارهایی به همین رنگ بر روی پهنک برگ و طول ساقه کاکتوسها ظاهر می‌شود. کمبود فسفر فعل و انفعالات سوخت و ساز نظیر تبدیل قند به نشاسته را متوقف می‌سازد و در نهایت آنتوسیانین در محل های فتوسنتزکننده گیاه (همچون برگها و در کاکتوسها بدنه اصلی گیاه) تشکیل می‌شود. علائم کمبود در برگها و قسمت های پیر مشاهده می‌شود و برگها و قسمت های جوان سرشاخه‌ها به رنگ سبز طبیعی باقی می‌مانند. در هنگام کمبود فسفر در بعضی از میوه ها، گوشت میوه نرم و شیره میوه خیلی ترش و می گردد.

کودهای رایج:

کودهای رایج برای مصرف در علم باغبانی عبارتند از سوپر فسفات ساده، سوپر فسفات تریپل، فسفات آمونیوم و دو کود جدید که اخیراً به مصرف می‌رسد یعنی بیوفسفات طلایی و کود فسفاته میکروبی. در بین کود های شیمیایی معمولا کود سوپرفسفات تریپل بهترین پاسخ را در کاکتوس ها داده است. اما برای تامین فسفر خاک می توان از ترکیب گوگرد و روی (به تناسب سن ، جنس، و شرایط نگهداری گیاه و…) استفاده نمود. معمولا سنگ های آذرینی همچون آپاتیت ها نیز می توانند منبع فسفات مناسبی برای گیا باشند اما باید به نکته توجه داشت که حلالیت مواد فسفاته وابستگی شدید به حضور رطوبت دارد، از طرفی عموم این مواد مقامت بالای در مقابل آبشویی از خود نشان می دهند.

پتاسیم:

معمولا با شنیدن نام پتاسیم خواه و ناخواه ذهنمان به سمت این موضوع میرود که این عنصر موجب افزایش مقاومت گیاه در مقابل خطرات محیطی و آفات و کم آبی می گردد، اما این اتفاق در گیاه چگونه رخ می دهد؟! معمولا پتاسیم به دلیل داشتن خاصیت کاتیونی و همچنین تسریع در فرآیند جذب و سنتز مواد غذایی موجب تحرک هر چه بیشتر کربوهیدرات ها شده که در نهایت منجر به افزایش ضخامت دیواره های سلول گیاه می گردد. هرگاه دیواره ی سلول گیاهی ضخیم گردد مسلما مقاومت قسمتهای مختلف گیاه همچون ساقه در مقابل تنش های فیزیکی، مقاومت در مقابل شدت تابش بالا(آفتاب سوختگی) و… نیز افزایش میابد. اثر دیگر پتاسیم در گیاه بالا بردن قدرت بازسازی و ترمیم قسمت های زخمی شده گیاه است که این امر نیز به دلیل افزایش میزان سنتز در بافت های گیاه با سرعت بسیار بیشتری صورت می گیرد.

نکته دیگر آن که این عنصر بیشتر در برگهاو بافت های جوان و مریستمی و آوند های آبکشی وجود داشته که به دلیل وجود سیتوکنین و اکسین، در بافت های جوان و مریستمی پروتئین سازی بیشتر انجام می گیرد. در برگها موجب جلوگیری از تعرق بیش از حد شده و همچنین می تواند روزنه های گیاهی رو در حد تعادل باز و بسته نماید. در آوند های آبکشی پتانسیل آب را افزایش داده که به دنبال آن فشار ریشه ای افزایش میابد و در نهایت مواد بیشتری وارد اوند های گیاه می گردد. اما بطور کلی وظیفه عمده پتاسیم، فعالسازی آنزیم هایی همچون: اکسیدوریداکتاز، دی هیدروژناز، ترانسفوراز و کیناز می باشد. از نظر تحریک پذیری عناصر در خاک ها، پتاسیم حدفاصل ازت و فسفر قرار دارد و نیز اثر ازت فراوان را در گیاه تعدیل می کند خاکها غالبا دارای مقادیر فراوانی پتاسیم قابل استفاده هستندف بدین جهت فقیرترین خاکها از نظر پتاسیم قابل استفاده خاکهای آلی اسیدی (خاک های جنگلی) و غنی ترین خاک ها از نظر پتاسیم قابل استفاده خاک های زیر بافت با واکنش خنتثی تا قلیایی می باشد. همچنین در خاک های رسی میزان پتاسیم بیشتر از خاک های شنی می باشد. معمولا کودهای سولفات پتاسیم و نیترات پتاسیم بعنوان کود های پتاسه شیمیایی برای گیاهان مورد استفاده قرار می گیرد. باتوجه به این موضوع که یکی از مهمترین فاکتورها برای جذب پتاسیم اکسیژن موجود در خاک می باشد لذا توصیه مجدد میگردد که از تخلیل خاک اطمینان حاصل نمایید. منابع طبیعی پتاسیم کانی هایی همچون کارنالیت، پلی هالیت، لانگبنیت و سیلویت می باشد.

آهن:

این عنصر در ساخته شدن کلروفیل نقش داشته و در ساختمان کوآنزیم فردوکسین (واسط انتقال الکترون در فرآیند فتوسنتز) وجود داشته و در اعمالی همچون: اکسیداسیون، احیا در فتوسنتز و کاهش جذب نیتریت تاثیر گذار است. کانی های اولیه و ثانویه خاک حاوی آهن می باشند و اهن قابل جذب در خاک در مقایسه با اهن کل بسیار کمتر است. آهن قابل حل ابتدا بصورت فریک Fe3 در خاک وجود دارد که پس از ترکیب با هوا تبدیل به آهن Fe2 و یا هیدروکسید آهن می شود. جذب آهن تا حدودی تحت رقابت منگنز، مس، پتاسیم و روی قرار می گیرد در جذب آهن در PH قلیایی و کلسیم زیاد کاهش می یابد و فقدان ان موجب کلروز می شود. گرچه با اسیدی شدن خاک جذب آهن افزایش می یابد اما در PH معمولی میزان جذب آهن به اندازه کافی بوده و مقدار آن بیشتر از میزان مورد نیاز گیاه می باشد. ریبوفلاوین ترشح شده ار ریشه سبب کاهش PH خاک شده و گیاه کاتیون بیشتری (ازجمله آهن) نسبت به آنیون جذب می کند.

درصورت کمبود آهن می توان با محلول باشی Fe-EDTA از طریق برگ و یا دادن آن به خاک و همچنین از براده های آهن به منظور تامین آهن خاک استفاده می شود که در این حالت آهن خشک به آهن انحلال پذیر تبدیل می گردد. از جمله معایب این اینکار جذب دیر مواد (به دلیل طی کردن فرایند اکسیداسیون) و همچنین سفت شدن خاک میباشد.

در نهایت با توجه به اینکه کود های شیمیایی و استفاده بی رویه از آنها دارای عوارض زیادی می باشد، باید به این نکته توجه نمود که تعویض خاک بموقع گلدان (معمولا هر دوسال یکبار) و استفاده از مواد مرغوب در تهیه خاک تا حد بسیار بالایی نیاز های اصلی و اساسی گیاه را تامین نموده و از استفاده بی رویه کودهای شیمیایی جلوگیری بعمل می آورد، هرگاه از فقر عناصر غذایی در خاک اطمینان حاصل کرده و علائم کمبود عناصر غذایی را مشاهده نمودید می توانید به میزان توصیه شده بر روی بسته های کود برای تامین مواد غذایی گیاه استفاده نمایید.

منابع :

خوشخوی،م ب. شیبانی،ا.روحانی ،تفضلی.اصول باغبانی انتشارات دانشگاه شیراز

رسول زادگان،ی. میوه کاری در مناطق معتدله

شیبانی ،ح. باغبانی جلد ۴و۵.انتشارات مرکز نشر سپهر

معزاردلان ،م تغذیه گیاهان انتشارات مؤسسه نشر جهاد

جلیلی مرندی،رسول میوه کاری

گیاهشناسی پایه جلد اول قهرمان، احمد