نکاتی در مورد نحوه‌ی کوددهی به گیاهان

1. زمان مصرف کودهای شیمیایی، برای گیاهانی مانند درختان، درختچه‌ها و بوته‌ها، از اوایل بهار تا اواسط تابستان و پس از آن اواخر شهریور تا اواخر مهر می‌باشد.
2. برای کوددهی به درختان بزرگ باید تعدادی سوراخ به عمق 50 تا 70 سانتیمتر و در فاصله‌ی 80 سانتیمتری از هم و در محدوده‌ی سایه‌انداز درخت ایجاد کرد. فاصله‌ی سوراخ‌های ایجاد شده از تنه‌ی درختان باید درحدود 1.5 متری از تنه قرار داشته و کودهای شیمیایی مورد نظر را در درون این سوراخ‌ها ریخته و سوراخ را پر از آب نمایند. برای ریختن کود در این سوراخ‌ها می‌توان از قیف استفاده کرد.
3. برای کوددهی چمن، در اواخر پاییز پس از توقف رشد، کودهای ازته مورد نیاز را روی سطح چمن توزیع کرده و درصورتی‌که بارندگی به مقدار کافی انجام گیرد، قسمت اعظم ازت در منطقه فعالیت ریشه توزیع خواهد شد.
4. برای از بین بردن علف‌های هرز موجود در کودهای دامی و آلی، باید پیش از مصرف آنها را مدتی مرطوب کرد تا بذر علف‌های هرز موجود جوانه‌زده و عاری از قوه‌ی نامیه شوند.
5. جمع‌آوری سطح فوقانی خاک(لایه‌ی 30 سانتی‌متر سطحی) و توزیع آن در سطح زمین پس از اتمام عملیات تسطیح، از مدفون شدن لایه‌ی حاصلخیز خاک(30-50 سانتی‌متر فوقانی) جلوگیری به عمل خواهد آورد.
6. در مصرف کودهای شیمیایی و آلی، همیشه این اصل مهم را به یاد داشته باشیم: هیچ‌گاه نباید شرایطی فراهم شود که علایم کمبود در گیاه ظاهر گردد، چون گیاه در مرحله ظهور علایم کمبود، روند مرگ و نابودی را طی می‌کند.
7. مصرف کودهای شیمیایی که به منظور افزایش تولید و ارتقاء کیفیت محصولات کشاورزی صورت می‌گیرد بایستی ضمن آلوده نکردن محیط زیست و به خصوص آب‌های زیرزمینی، تجمع مواد آلاینده نظیر نیترات در اندام‌های مصرفی محصولات را در حداقل ممکن نگهداشته و از این نظر سلامت و بهداشت انسان و دام را تامین نماید.
8. مصرف کود شیمیایی از لحاظ اقتصادی و کارآیی، زمانی مطلوب‌ترین بازده را به همراه دارد که تمامی مواد مغذی در حد نیاز در دسترس گیاه باشد که مستلزم نگرشی فراسوی تامین عناصر اصلی ازت، فسفر و پتاسیم است.
9. معمولاً برای افزایش رشد محصولات کشاورزی کوددهی ضروری است، با این وجود بخش اعظم کودی که در زمین‌های کشاورزی رها می‌شود، هنگام آبیاری شسته و در نهایت به رودخانه‌ها راه می‌یابد. این امر علاوه بر خسارت اقتصادی، به محیط زیست نیز آسیب می‌رساند. گروهی از دانشمندان دستگاهی ابداع کرده‌اند که تنها به اندازه نیاز گیاه، کود را در اختیار قرار داده، رشد گیاهان را به‌طور محسوسی افزایش می‌دهد و تا 90% از اتلاف کوددهی در روش سنتی کاسته است.

مصرف گوگرد در صنایع کودهای شیمیایی

برای اولین بار در سال ۱۸۴۰ سوپر فسفات توسط Johnlawes با اضافه کردن اسید سولفوریک بر روی سنگ فسفات به دست آمد. از آن زمان تاکنون اسید سولفوریک به مراتب بیشتر از سایر اسیدها در تهیه کودهای فسفاته به کاررفته است. در مقایسه با اسیدهای قوی دیگر که برای تهیه کودهای فسفاته کاربرد دارد، اسید سولفوریک ارزان و فراوان بوده و محصول نهائی یعنی سوپر فسفات و یا اسید فسفریک نسبتاً آسان‌تر به دست می‌آید. تا چندی قبل کود سوپر فسفات ساده که تقریباً به همان روش اولیه تولید می‌شد، به مراتب بیش از کودهای فسفاته دیگر تهیه می‌گردید، ولی در سال‌های اخیر سوپر فسفات تریپل و فسفات‌های آمونیم در صنایع فسفات بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند و در نتیجه از اهمیت نسبی سوپر فسفات ساده کاسته شده است.

خصوصیات کشاورزی و مبلغی که مصرف کننده نهایی یعنی زارع می‌پردازد نوع کودی را که باید در کارخانه تولید شود را مشخص می‌کند. در مناطقی که هزینه حمل کود زیاد است، تولید محصولات متراکم از قبیل فسفات دی آمونیم و سوپر فسفات تریپل و امثال آنها بیشتر مقرون به صرفه می‌باشند در نقاطی که مسافت کوتاه و هزینه حمل کم باشد کودهای سولفات آمونیم و سوپرفسفات ساده به آسانی با محصولات متراکم‌تر رقابت می‌کنند و در صورتی‌که تاثیر گوگرد نیز منظور گردد(مثلاً در مورد زمین‌هایی که دچار کمبود گوگرد هستند) کودهایی مانند سولفات آمونیم و سوپرفسفات ساده تا مسافات دورتری از محل تولید قابلیت رقابت با کودهای متراکم‌تر را خواهد داشت.

انتخاب اسید سولفوریک یا اسیدنیتریک باید براساس خصوصیات اگرونومی و قیمت تحویلی به زارع محاسبه گردد ولی در حال حاضر بالا بودن قیمت اسید نیتریک در مقایسه با اسید سولفوریک(به جز در مواردی معدود) مانع مصرف این اسید برای تهیه کودهای فسفاته می‌گردد. این توضیح نیز اضافه می‌شود که برای خاک‌های قلیایی کودهای فسفری که با اسیدنیتریک تهیه شده باشند زیاد مناسب نیست. در بسیاری از مناطق کشاورزی مصرف کودهای فسفاته که حاوی مقدار بیشتری P₂O₅ قابل حل در آب باشند، برای کسب نتایج بهتر و محصول بیشتر لازم به نظر می‌رسد ولی در شرایط فعلی مقرون به صرفه نخواهد بود، لذا تولید این نوع کودها نیترو فسفاته فقط در مراکز بزرگ تولید آمونیاک امکان پذیر خواهد بود.

اسید نیتریک را می‌توان برای تهیه کودهایی که P₂O₅ آنها ۱۰۰% در آب قابل حل باشند به‌کار برد، ولی این امر نیاز به استفاده مقادیر بیش از حد اسید نیتریک دارد که به دلایل ذکر شده اقتصادی نخواهد بود.

اهمیت گوگرد در کشاورزی

بیشتر از ۴۰% مصرف سالانه گوگرد در کشاورزی است. موارد مصرف گوگرد در کشاورزی بیشتر برای تهیه کودهای فسفاته و تا حدود کمتری برای تهیه سولفات آمونیم و سموم دفع آفات می‌باشد. اگر به جای اسید سولفوریک جوهر گوگرد را در نظر بگیریم خواهیم دید که حدود ۵۰% تولید سالانه این اسید در تهیه کودهای شیمیائی به مصرف می‌رسد. مقادیر کمی گوگرد که شاید حدود ۱% کل مصرف سالانه این عنصر باشد برای کنترل انواع آفات نباتی کاربرد دارد.

علاوه بر تهیه کودهای شیمیائی و دفع آفات نباتی گوگرد در کشاورزی حائز اهمیت دیگری است که مستقیماً با مصرف گوگرد و اسید سولفوریک ارتباطی ندارد. گوگرد یکی از عناصر حیاتی در تغذیه گیاهی و حیوانی است وقتی به مقدار کافی در منطقه نمو ریشه موجود نباشد رشد گیاهان متوقف می‌گردد و مقدار محصول و در بعضی مواقع مرغوبیت آن کاهش می‌یابد. هر گاه بعضی از مواد آلی گوگرددار به مقدار کافی در غذای پستانداران(به جز حیوانات نشخوار کننده) نباشد عوارض سو تغذیه بروز خواهد نمود. حیوانات نشخوارکننده از مصرف گوگرد بی‌نیاز نیستند ولی قادرند علاوه بر انواع آلی از انواع معدنی گوگرد نیز استفاده کنند. لذا اهمیت گوگرد در کشاورزی را می‌توان در مورد زیر بررسی نمود:

۱ـ تولید کودهای شیمیائی، تغذیه گیاهی و حاصلخیزی زمین

۲ـ تغذیه حیوانات و انسان

۳ـ تهیه سموم دفع آفات

تاریخچه تغذیه گیاهان

تغذیه گیاهی علمی است که به چگونگی تامین نیازهای غذایی گیاهان به منظور افزایش کمیّـت و کیفیـت محصولات می‌پردازد. تغذیه، علم تامین نیازهای غذایی گیاه، جذب مواد غذایی و استفاده از آن‌ها در متابولیسم گیاهی است. این علم قدمتی طولانی دارد؛ قدمت علم تغذیه گیاهی به زمان شروع کشاورزی بر می‌گردد، بر این اساس انسان‌های اولیه متوجه شدند که بعد از چند دوره کشت و کار، خاک مورد استفاده فقیر شده و محصولات بعدی مانند محصولات اولیه رشد و تولید خوبی نخواهند داشت. چنانچه موادی مانند کود حیوانی و خاکستر به خاک اضافه شود، خاک تقویت می‌شود. در زمان‌های قدیم به دلیل آن که تحقیقات به صورت تجربی یا عملی وجود نداشت یافته‌های انسان حالت تجربی به خود گرفت. بنابراین بشر از زمانی که به رشد گیاهان همت گماشت تامین نیازهای غذایی گیاهان را در مد نظر داشت تا این‌که 350 سال قبل از میلاد ارسطو تئوری هوموس را ارائه داد. نظریه هوموس ارسطو در ارتباط با انسجام علم تغذیه گیاه یکی از نظریه‌های مطرح بود. بر طبق این نظریه، گیاهان به وسیله ریشـه خود هوموس را از خاک جذب می‌کنند، و بعد از بین رفتن گیاه هوموس به خاک برمی‌گردد و این چرخه ادامه دارد. هوموس ماده‌ای است سیاه رنگ، مقاوم به تجزیه و در اثر تجزیه ماده آلی در خاک، حاصل می‌شود و تاثیر بسیار مثبتی در خصوصیات خاک، رشد و تغذیه گیاه دارد. نظریه هوموس ارسطو سالیان سال مورد قبول واقع شد تا این‌که در سال 1643 میلادی محققی به نام وان هلمونت آزمایش مشهور با درخت بید را که گاهی از آن به عنوان نخستین آزمایش دقیق پیرامون فیزیولوژی گیاهی یاد می‌شود، انجام داد. او قلمه بیدی را در گلدانی کاشت و آن را پنج سال با آب باران آبیاری کرد. وزن قلمه در آغاز آزمایش 25/2 کیلوگرم بود اما پس از پنج سال به 72/76 کیلوگرم رسید. او طی این مدت روی گلدان را با پوشش آهنی سوراخ‌داری پوشانده بود و در پایان پنج سال خاک آن را خشک و سپس وزن کرد. از وزن آن فقط 6/56 گرم کاسته شده بود(این مقدار اندک توسط هلمونت خطای آزمایش فرض گردید). بنابراین وان هلمونت نتیجه گرفت ماده سازنده پیکر گیاهان از خاک به دست نمی‌آید. هلمونت به این نتیجه غلط دست پیدا کرد که توده زنده درخت نه از دی اکسیدکربن بلکه از آب بارانی به دست آمده که به گلدان افزوده شده است. اما آیا او در طراحی آزمایش خود اشتباهی داشت؟ چنین به نظر نمی‌رسد! آزمایش او بسیار دقیق و کنترل شده بود که به نتیجه‌گیری نادرستی انجامید. امروزه می‌دانیم حجم عمده توده گیاه از دی اکسید کربن به دست می‌آید. اما این حقیقت علمی در آن زمان به طور کامل ناشناخته بود. در واقع واژه «گاز» نیز سال‌ها بعد توسط خود وان هلمونت ابداع شد و در سال 1727 میلادی استفن هلز نشان داد که نوعی گاز در رشد گیاهان دخالت دارد.

در واقع هلمونت با آزمایش خود منکر نقش خاک در رشد گیاهان نشد بلکه فقط نشان داد افزایش وزن گیاه با آب دریافتی گیاه ارتباط دارد نه با خاکی که گیاه در آن پرورش می‌یابد. نتیجه‌گیری او امروزه نیز پذیرفتنی است. توده گیاهی حاصل ساختن مولکول‌هایی است که از ترکیب هیدروژن‌های مولکول آب با دی اکسید کربن به دست می‌آید و هر چند عناصر موجود در خاک نقش اساسی در رشد و نمو گیاه دارند، در وزن گیاه کم‌ترین تاثیر را دارند.

آزمایشات انجام شده فوق تا آغاز قرن نوزدهم، تصویر روشنی را در ارتباط با برنامه‌های آینده ارایه نداد. در سال 1804، تئودر دسوسر، فیزیکدانان سوئیسی، از راه آزمایشات خود نیاز حیاتی گیاه را به گاز دی اکسید کربن مشخص نمود. او خاک را بخش ضروری غذایی گیاه معرفی کرد. بنابراین اولین کسی است که وابستگی اجتناب ناپذیر گیاه به عناصر معدنی جذب شده به‌وسیله ریشه را مطرح نموده است. او عنوان نمود که عناصر موجود در آب همانند کربن در گیاه تثبیت می‌شوند و در غیاب نیترات و مواد معدنی تغذیه‌ی گیاه طبیعی نیست و ازت گیاه از هوا نبوده بلکه از خاک است. در قرن نوزدهم دانشمندان به‌وسیله‌ی آزمایش‌هایی که انجام دادند، دریافتند که عناصر مختلف مورد نیاز گیاه عمدتاً از طریق خاک جذب گیاه می‌شوند و با اضافه کردن کود به خاک می‌توان کمبود این عناصر غذایی را در گیاه جبران کرد.

با مطالعه تاریخچه‌ی کوتاهی که در مورد علم تغذیه گیاهی بیان کردیم می‌توان به اهمیت این علم در توسعه و گسترش کشاورزی مدرن پی برد؛ در شرایط حاضر کشاورزی ایران و جهان، با توجه به کاهش و از دست رفتن زمین‌های مرغوب و مناسب کشاورزی، به نظر می‌رسد تنها راه پیش‌رو یا یکی از مهم‌ترین راه‌ها افزایش عملکرد در واحد سطح باشد. که این امر تحقق نمی‌یابد جز با پرداختن به مباحثی مانند تغذیه گیاه و کاربردی کردن این علم در مزارع و به تعبیری دیگر سرمایه گذاری درون خاک. در این زمینه هدف تغذیه گیاهان در کشاورزی ارگانیک و مدرن با تغذیه گیاهان در کشاورزی رایج متفاوت است. هدف کشاورزی سنتی تامین مستقیم غذای گیاهان با استفاده از کودهای معدنی محلول است؛ ولی کشاورزان ارگانیک گیاهان را بطور مستقیم با تغذیه ارگانیسم‌های خاک با مواد ارگانیک تغذیه می‌نمایند.

اهمیت تغذیه گیاهان زینتی

به طور کلی کیفیت محصول، به خصوص در مورد گل‌ها و گیاهان زینتی مثل رنگ گل، بوی گل و خصوصیاتی مثل تعداد کاسبرگ و تعداد پرهای گل در درجه اول به وسیله عوامل ژنتیکی کنترل می‌شوند؛ و عوامل محیطی از جمله تغذیه گیاه تاثیر ثانویه در آن دارند. از طریق تغذیه صحیح و متعادل گیاه، کمیت و کیفیت محصول افزایش پیدا می‌کند. پس کیفیت محصول به وسیله دو عامل محیطی و ژنتیکی در گیاه کنترل می‌شود. به این مفهوم که در درجه اول باید سعی کنیم گیاهی را انتخاب کنیم که به طور ژنتیکی کیفیت خوبی داشته باشد و این کیفیت خوب باید در یک محیط خوب پرورش داده شود و عوامل مورد نیاز آن نیز تأمین گردد تا این کیفیت خوب بروز کند.

امروزه بحث کیفیت محصولات به خصوص در زمینه گل‌های زینتی دارای اهمیت به سزایی است. بسیاری از کشورها در زمینه صادرات گل زینتی موفقیت‌های زیادی کسب کرده‌اند و سالانه میلیاردها دلار ارز به دست می‌آورند. کشور ما رتبه دوازدهم صادرات گل‌های زینتی را در سطح جهان داراست.

کودهای بیولوژیک

تاریخچه کودهای بیولوژیک(کودهای میکروبی)

در سال‌های گذشته به دلیل مصرف کودهای شیمیایی اثرات زیست محیطی متعددی از جمله انواع آلودگی‌های آب و خاک و مشکلاتی در خصوص سلامتی انسان و دیگر موجودات زنده به وجود آمد. سیاست کشاورزی پایدار و توسعه پایدار کشاورزی، متخصصین را بر آن داشت که هر چه بیشتر از موجودات زنده خاک در جهت تأمین نیازهای غذایی گیاه کمک بگیرند و بدین‌سان بود که تولید کود بیولوژیک آغاز شد.

البته مصرف کودهای بیولوژیک قدمت بسیار طولانی دارد. تولیدکنندگان محصولات برای تقویت زمین‌های کشاورزی، گیاهان تیره‌ای به نام لگومینوز را کشت می‌کردند و معتقد بودند که با کشت آن حاصلخیزی خاک افزایش پیدا می‌کند. در نوشته‌های تاریخی کاشت گیاه شبدر، باقلای مصری و... برای تقویت خاک‌ها گزارش شده است.

کودهای بیولوژیک مواد نگهدارنده‌ی میکروارگانیزم‌های مفید خاک می‌باشند که به طور متراکم و با تعداد بسیار زیاد در یک محیط کشت تولید شده‌اند. هدف از مصرف کودهای بیولوژیک، تقویت حاصلخیزی خاک و تأمین نیازهای غذایی گیاه است، گرچه ممکن است اثرات مفید دیگری نیز داشته باشند.

نخستین کود بیولوژیک با نام تجارتی نیتراژین تولید شد که در اواخر قرن نوزدهم مورد استفاده قرار گرفت و از آن تاریخ به بعد سایر کودهای بیولوژیک ساخته شدند. ارگانیزم‌هایی که در تولید کودهای بیولوژیک مورد استفاده قرار می‌گیرند عمدتاً از خاک جداسازی می‌شوند، در شرایط آزمایشگاه در محیط‌های کشت مخصوص تکثیر و پرورش پیدا می‌کنند و بعد به صورت پودرهای بسته‌بندی شده و آماده، مصرف می‌شوند.

انواع کودهای بیولوژیک

مهم‌ترین کودهای بیولوژیک عبارتند از:

1) تثبیت کننده ازت هوا؛

2) قارچ‌های میکوریزی، که با ریشه بعضی از گیاهان ایجاد همزیستی کرده و اثرات مفیدی ایجاد می‌کنند؛

3) میکروارگانیزم‌های حل کننده فسفات، که فسفات نامحلول خاک را به فسفر محلول و قابل جذب گیاه تبدیل می‌کنند؛

4) اکسید کننده گوگرد(تیوباسیلوس)، کودی که دارای باکتری تیوباسیلوس بوده و باعث اکسایش بیولوژیکی گوگرد می‌شود؛

5) کرم‌های خاکی، در تولید هوموس مورد استفاده قرار می‌گیرند و نوعی کود کمپوست به نام ورمی کمپوست (Wermy compost) تولید می‌کنند.

جایگاه تغذیه ای سیلیسیم در گیاهان

سیلیسیم دومین عنصر فراوان(28درصد) پوسته زمین است. این عنصر جزء عناصر مفید برای گیاهان است. مکانیسم جذب این عنصر بسته به نوع گیاه متفاوت است، مثلاً در گندم به صورت غیر فعال و در برنج به صورت فعال جذب می شود. میزان نیاز گیاهان مختلف به سیلیسیم متفاوت است، در برنج حدود 108 درصد ازت جذب می شود. گیاه برنجی که 5 تن در هکتار دانه تولید می کند، حدود 470-230 کیلوگرم سیلیسیم عنصری را از یک هکتار زمین برحسب نوع خاک و رقم جذب می کند.

به دلالیل زیر تا به حال نقش آن مورد توجه جدی قرار نگرفته است:

فرضیه رایج مبنی بر اینکه سیلیسیم جزء عناصر ضروری مورد نیاز گیاهان نمی باشد.

تولید حداکثر(نیل به پتانسیل تولید در محصولات زراعی) مطرح نبوده.

مهمتر از همه اینکه سیلیسیم 28 درصد ترکیب پوسته زمین را تشکیل می دهد و کمبود پیش نمی آید.

اشکال مختلف سیلیسیم در خاک:

سیلیسیم در خاک به 3 صورت وجود دارد:

الف) سیلیسیم موجود در فاز جامد شامل سیلیسیمی است که در ساختمان کانی های رسی و سیلیکات های آمورف یافت می شود.

ب) سیلیسیم جذب سطحی شده.

ج) سیلیسیم موجود در محلول خاک می باشد.

این سیلیسیم به صورت اسید مونو سیلیسیک است. سیلیسیم جذب سطحی شده فوری ترین منبع تامین سیلیسیم محلول است. سیلیکات های بی شکل مهمترین منبع اولیه تامین سیلیسیم مورد نیاز می باشد. هر چند که سیلیسیم محلول از انحلال و فروپاشی سیلیکات های بی شکل و سیلیسیم موجود در کانی های رسی حاصل می شود، جذب سطحی سیلیکات از طریق تبادل لیگاندی یا نفوذ آنیونی صورت می گیرد.

رقابت آنیونهای معمول در خاک های زراعی در جذب روی سطوح به صورت زیر است:

Sio4 > PO4 > SO4 > NO3 ~ Cl

از این رابطه چنین می توان نتیجه گرفت که آنیون فسفات در حضور سیلیکات جذب نخواهد شد و سیلیکات در آزاد سازی عنصر فسفر نقش مهمی دارد.

سیلیسیم قابل استفاده گیاهان:

منظور از سیلیسیم قابل استفاده، سیلیسیم استخراج شده توسط استات سدیم با  Ph=4است. با استفاده از استات سدیم به عنوان عصاره گیر، سطح بحرانی سیلیسیم، در خاک های اسیدی ژاپن و کره جنوبی بیش از 130 و در تایوان بیش از 90میلی گرم SiO₂ در هر کیلوگرم خاک پیشنهاد شده است. البته در خاک های آهکی سیلیسیم خیلی بیشتر از مقادیر فوق است و افزودن کودهای سیلیسیمی به خاک باز هم عکس العمل گیاهان را در پی دارد. شاید به این دلیل باشد که بافر استات سدیم موجب انحلال کربنات کلسیم و آزاد شدن سیلیسیمی می شود که تحت شرایط مزرعه قابل استفاده گیاهان نمی باشد.

درخاک های آهکی عوامل موثر بر سیلیسیم قابل استفاده گیاهان عبارتند از:

درصد رس، درصد کربنات کلسیم، PH، با افزایش هرکدام از این عوامل، سیلیسیم قابل استفاده گیاه در خاک افزایش می یابد.

سیلیسیم در گیاهان:

گیاهان عالی از نظر ظرفیت آنها در جذب سیلیسیم ویژگی های گوناگون دارند. بر پایه میزان اکسید سیلیسیم موجود در آنها(که بر پایه درصد وزن خشک ساقه ارائه می شود)، می توان سه گروه عمده غلات مناطق مرطوب مانند برنج 10 تا 15 درصد و غلات مناطق خشک مانند نیشکر و گندم 1 تا 3درصد و بیشتر دو لپه ای ها، به ویژه لگوم ها کمتر از 0.5 درصد تقسیم کرد.

در بررسی 175 گونه گیاه که در یک نوع خاک رشد کرده بودند، در گروه گیاهان از هم تشخیص دادند، گروه اول گیاهان انباشته کننده سیلیسیم که میزان جذب سیلیسیم در آنها به میزانی بیشتر از جذب آب بوده و گروه دوم گیاهان غیر انباشته کننده که میزان جذب سیلیسیم در این گیاهان همانند یا کمتر از جذب آب بوده.

جابجایی سیلیسیم در گیاهان:

این جابجایی در درون آوندهای چوبی صورت می گیرد. بنابراین توزیع آن در شاخه و برگ ها و اندام های هوایی، به وسیله میزان تعرق در اندام ها تعیین می شود. بخش عمده سیلیسیم در درون آپوپلاست برجا می ماند و پس از تبخیر از بخش های انتهایی جریان تعرق به طور عمده در بخش بیرونی دیوارهای سلول های بشره، در دو سطح برگ ها به صورت سیلیکات بی شکل و یا به شکل اصطلاح اوپال فیتولیت ها ته نشست می کند. میزان جذب سیلیسیم توسط گیاه به فاکتورهای خاکی و گیاهی بستگی دارد که از فاکتورهای گیاهی، متابولیزم گیاه و تعرق تاثیرگذار هستند.

نقش سیلیسیم در گیاه:

الف) کاهش سمیت آلومینیوم: یک عنصر بسیار سمی برای انواع مختلف گیاهان است و یک عامل مهم محدود کننده رشد در خاک های اسیدی است.در آزمایشی که توسط بایلز و همکاران(1994) بر روی سویا انجام گرفت، مشاهده شدکه رشد ریشه سویا در محیط اسیدی به طور چشمگیر کاهش یافت اما با افزودن سیلیسیم به خاک سمیت آلومینیوم کاهش یافت و این موضوع به این دلیل است که سیلیسیم با آلومینیوم در محلول های  رقیق تشکیل ترکیب هیدروکسی آلومینوسیلیکات خنثی می دهدکه قابل جذب گیاه نمی باشد.

ب) کاهش سمیت آهن و منگنز:

عنصر سیلیسیم بسته به نوع گیاه به چندطریق سمیت آهن و منگنز را کاهش می دهد. در گیاهانی مثل برنج، سیلیسیم با افزایش حجم و استحکام فضای سرشار از هوا، در ریشه ها و ساقه ها و در نتیجه با افزایش جابجایی اکسیژن از شاخه ها به ریشه های غرقاب ، قدرت اکسیدکنندگی ریشه ها را افزایش می دهد و در نتیجه موجب واکنش زیر می شود:

Mn2+ à Mn4+, Fe2+ à Fe3

چون این عناصر با عدد اکسیداسیون بالاتر حلالیت کمتری دارند، لذا سبب کاهش سمیت این عناصر می گردند. بدیهی است که در خاک های شالیزاری شمال که میزان آهن و منگنز قابل استفاده بسیار بالا است، با مصرف سیلیسیم از مسمومیت این عناصر کاسته می شود. در گیاهانی مثل لوبیا و جو که تحمل بافت های آن به میزان زیاد منگنز اندک است، سیلیسیم باعث تغییر در توزیع منگنز در درون بافت برگ می شود. با نبود سیلیسیم ، توزیع منگنز غیر یکنواخت شده و به صورت موضعی و یا لکه مانند در سطح برگ انباشته شده و در نهایت مسمومیت را سبب می گردد.

ج) متحرک کردن فسفات خاک:

رقابت آنیونهای معمول در خاک های زراعی در جذب روی سطوح به صورت زیر است:

SiO4 > PO4 > SO4 > NO3 ~ Cl

به خاطر اینکه سیلیسیم با قدرت بیشتری نسبت به فسفات جذب سطحی می شود، لذا سبب آزاد سازی فسفات می شود و بدین ترتیب تحرک و قابلیت استفاده آن برای گیاهان افزایش می یابد.

تاثیر بر فتوسنتز:

سیلیسیم کافی میزان جذب نور توسط گیاه را افزایش می دهد. در صورت کشت متراکم گیاهان، مستقیم بودن برگ ها عامل مهمی است که بر جذب نور اثر دارد و نیز سیلیسیم از سایه اندازی گیاهان بر روی همدیگر جلوگیری نموده و بدین ترتیب باعث افزایش تولیدات فتوسنتزی می شود.

افزایش مقاومت گیاه به آفات، بیماری ها و ورس(خوابیدگی):

سیلیسیم در دیواره سلول های آوند چوبی ته نشین شده و از فرو ریختن آوندها در شرایط تعرق زیاد جلوگیری می کند. همچنین با استحکام ساقه، موجب کاهش ورس در گیاهان می شود. علاوه بر آن دیواره سلول های بشره به وسیله لایه ای محکم از سیلیسیم آغشته می شوند و در برابر آلودگی های قارچی، مانع فیزیکی موثری می باشد. سیلیسیم باعث افزایش مقاومت برنج نسبت به بیماری های قارچی نظیر سوختگی برگ یا سنبله، لکه قهوه ای و همچنین افزایش مقاومت به آفاتی نظیر کرم ساقه خوار و زنجرک می شود.

اعمال پتاسیم در گیاه

پتاسیم تقریباً در تمام فرآیندهای متابولیسمی گیاه نقش دارد. پتاسیم به صورت یون با صرف انرژی از خاک جذب شده، وظایف برقراری پتانسیل اسمزی، فعال کردن آنزیمها (بعنوان کوآنزیـم)، تثبیـــت PH، سنتـز پروتئیـن، حرکات روزنـه ای Stomatal Movement، انبساط سلولی، فتوسنتـز، و تعادل آنیونی و000 را درگیاه به عهـده دارد. قسمت اعظم پتاسیم موجود در گیاه بصورت ترکیبات معدنــی در سیتوپلاسم واکوئل مشاهده گردیده، و برعکس فسفـر و ازت در ترکیبات سلولــی شرکت ندارد و عمده نقش آن در فعل و انفعالات گیاهی است. بین تولید نشاستـه و قنـد و مقدار پتاسیم رابطة مثبتـی وجود دارد. پتاسیـم فعالیـت دیاستـازی و قنـدسازی را در گیـاه افزایش داده و بدیـن ترتیـب از عمل یـخ زدن در داخل سلول های گیاهـی تا حدود زیادی می کاهـد، و به همیـن دلیـل است که می گوینـد: پتاسیم مقاومـــت گیاهان را به سرما افزایش می دهد. ثابــت شـده است که وقتی مقـدار پتاسیــم در سلول های درخت کاج 3/0%  باشـد فقط 4 روز در مقابل خشکی مقاومت می کند در حالیکه اگر مقدار آن به 3/1%  برسد، مقاومت درخت تا 7 روز افزایش می یابد، بنابراین پتاسیم در افزایش مقاومت گیاه در مقابل خشکی هم موثر است. پتاسیم متابولیسم ازت را در گیـاه مسـاعـد می کند. این عنصر برای گیاهان روغنی لازم بوده و مقدار و فعالیت تولیـد مواد روغنی را در سلولهای گیاهی افزایش می دهد. اکثر گیاهان در موقع رشد و نمو به پتاسیم زیادی احتیاج دارند و این نیاز در درختان میوه تمام مدت فعالیــت را شامـل می شود. پتاسیـم در درختان میـوه در عمــــل فتوسنتــز، تشکیـل هیدرات کربن، تشکیل پروتئین، و کنترل و جلوگیری از تبخیر و تعرق نقش مهمـی ایفا می نماید. یون پتاسیم با تجمع در روزنه ها باعث منفی تر شدن فشار اسمـزی و جذب آب می گردد که در نهایت به باز شدن روزنه و وقوع عمل تبادلات فتوسنتزی می انجامد.

پتاسیم در گیاه متحرک بوده و به خاطــر تامین نیاز گیاه به کاتـیون تک ظرفیتــی در چندیـن واکنش آنزیمی شرکت می کند. پتاسیم به عنوان فعال کنندة تعدادی از آنزیم های گیاهی عمل می نماید. ایوانز و سرجـــر(1996) لیستی از 46 آنزیم شناخته شده را که پتاسیم به عنوان فعال کنندة آنها نقش دارد، تهیــه نموده انــد. این آنزیــم ها در واکنش های متابولیسمـی مربوط به کربوهیـدارت ها، اسیـدهای نوکلوئیک، نوکلئوتیدها، اسیدهای آمینه و سنتز پروتئیــن و اسیــد فولیـک به عنـوان کاتالیــزور عمل می نماید.

جذب یـون پتاسیم به داخل سیتوپلاسـم یا واکوئل سلول های ریشه با جذب فعال صورت می گیرد و احتیاج به انرژی دارد(انرژی خواه است). دیواره ای که پتاسیــم از آن عبور می کند غشا پلاسمایـــی است، که سیتوپلاسم را احاطه کرده است. پتاسیم فراوانترین کاتیون موجود در سیتوپلاسم است. پتاسیم ماده ای مهم در انبساط سلولـــی بوده و رشد سریع درخــت در شرایط کمبود پتاسیم دچار اشکال می شود. انبساط سلولی شامل تشکیل یک واکوئــل بزرگ مرکزی است که بالاخـص درمیـوه می تواند بیش از 90% حجم سلول را اشغال نماید. این مطلب که انبساط سلولی درنتیجة تراکم پتاسیم در سلولها و واکوئلها بوجود می آید، اثبات شده است (پتاسیم برای بزرگ شــدن اندازة میــوه امری ضروری می باشد). پتاسیم درمحدودة 7/0 - 1% وزن خشک برگ، باعث افزایش وزن و اندازة میــوه می شود، و وقتی غلظت پتاسیــم قبـل از تیمار بیش از 1% باشد، هیــچ اثری ملاحظه نخواهد شد.

در برخی از گیاهان پتاسیم به همراه قندهای احیا کننده می توانند به صورت مکمـل هم، فشار اسمزی لازم برای انبساط سلولی را فراهم بنماید. چگونگی عملکرد پتاسیــم و سوربیتــول به عنوان دو مادة فعال در فشاراسمزی و بزرگ شدن میوه ها، هنوز روشن نشده است. پتاسیم علاوه بر نقشـی که در آوندهای چوبی وآبکش دارد، در حفظ تعادل یون های غیـرمتحرک سیتوپلاسم و آنیون های متحرک واکوئل نقش مهمی را ایفا می کند.

تجمـع اسیدهای آلی اغلب حاصل انتقال پتاسیم به داخل سیتوپلاســم است، بدون اینکـه آنیونها را با خود به همراه ببرد. برای ایجاد حالت موازنـه در پتاسیم نامتعادل، نیاز به سنتـزهای ضریـب ترکیبـی برای مولکول های اسیدهای آلی است. در هلو کوددهی پتاسیمی باعث افزایش میزان اسید موجود در تیتراسیون میوه می گردد. اسیــد تولیــدی در درختان میوه اغلــب مالات است که می تواند مجدداً به ریشه منتقل شده و یا در بافت متراکم گردد.

پتاسیم نقش مهمی را در فعال کردن آنزیمهای احیا کنندة گازکربنیک ایفاء می نماید. بطور خلاصه دراعمال زیستی چندی به شرح زیر دخالت دارد:

1. در متابولیسم ازت و سنتز پروتئینها نقش دارد
2. آنزیمهای مختلف(بیش از 60 نوع آنزیم را فعال می کند) را فعال می کند
3. کار روزنه ها و روابط آبی گیاه را تنظیم می کند
4. در سوخت و ساز کربوهیدرات ها و عمل فتوسنتز نقش دارد
5. فعالیت های عناصر کانی اساسی و گوناگون را تنظیم و کنترل می کند
6. خنثی سازی اسیدهای آلی(از نظر فیزیولوژیکی دارای اهمیت فراوانی است) را برعهده دارد
7. تسریع رشد در سلولهای مریستیمی را باعث می شود
8. باعث افزایش مقاومت گیاهان در برابر کم آبی، سرمازدگی، آفات و بیماری ها می گردد
9. تاثیر شدت نور را متعادل کرده، غلظت کلروفیل و عمل کربن گیری را افزایش می دهد
10. طول عمر گل های شاخه بریده و خاصیت انباری محصولات را افزایش می دهد
11. بازدهی(راندمان) آب آبیاری و کودهای ازته را افزایش می دهد
12. فعالیـــت ریزوبیـــوم های تثبیـــت کننـدة ازت را افزایش داده، مانع تجمع نیتــرات در سبزی ها و صیفی جات می گردد
13. برروی Source و Sink، و فرآیند انتقال مواد از منبع به مخزن دخالت دارد
14. پتاسیم باعث افزایش سطح برگ، و افزایش بازده فتوسنتز می شود، همچنین شدت فتوسنتز را هم بالا می برد
15. تحمل گیاه را به شوری افزایش داده، تنش رطوبتــی را کاهش و تنش های اقلیمــی را به حداقــل ممکن می رساند
16. کارایـــی تعرق گیاه درشرایط تنش آبی را به دلیل افزایش تعداد و قطر دسته های آوندی افزایش می دهد
17. پتاسیم استقامت بافتهای مختلف گیاهان را افزایش می دهد

میزان پتاسیـــم موجـود در بافت های گیاهی از گیاهی به گیاه دیگر متفاوت بوده، حتی بین ارقام نیز تفاوت هایی دیده می شود. شرایط محیطی هم در تعیین حد بحرانــی پتاسیم تاثیر دارند. معمولاً یون پتاسیم به اندازة 1/0 مقدار یون کلسیم در خاک، بصورت قابل جذب وجود دارد. اما مقدار آن در گیاه 10 برابر کلسیـــم است. در گیاه، ازت بصورت پروتئیــــن تکامـــل می یابد. پروتئیـن ها از ترکیبات ضــروری آنزیمها می باشند و در اصــل آنزیمها انواعـی از پروتئیــن بوده، بیشتـر پروتئین گیاهان جوان بصورت آنزیم می باشند.

پتاسیم بیشتـــر آنزیم هایی را فعال می کند که باعث تجمع ترکیبات مولکول بزرگ، مانند نشاستــه و پروتئین می شوند. موادی که در برگ ساخته می شود باید به نقاط زاینــده و ذخیــره ای گیاه انتقال داده شود. هرچه میزان پتاسیم گیاه به مقدار بهینه یا اپتیمـــم نزدیک تر باشد انتقــال این مواد نیـــز سریعتر خواهد شد. در گوجه فرنگـــی با افزایش میزان پتاسیم انتقال مواد از برگ به میـوه ها بیشتر می گردد. مصرف پتاسیم کافی در گیاهان باعث پاییـــن آمدن مصرف آب برای تولیـد هر واحد مادة خشک گیاهی می شود. در ضمن وقتی گیاه در معرض کم آبـــی باشد شــدت کربن گیری در گیاهان مبتـلا به کمبـود پتاسیـم به صفـر نزدیک می شود، در حالـــی که در گیاهان با پتاسیم کافی همچنان عمل فتوسنتـــز ادامه می یابـــد. بنابر آنچه که گفتـه شد، پتاسیم باعث افزایش راندمان آب می گردد؛ پتاسیم در افزایش راندمان آب اثرات مستقیم و غیر مستقیمی دارد، از اثرات مستقیــم آن می توان به افزایش جذب آب، کاهـش تعرق، و سایر مکانیسم ها اشاره کرد. مثلاً مکانیسمـــی در گیاهان مناطــق خشک وجود دارد بنام مکانیسم تنظیم اسمزی Osmotic adjastment که اینگونـــه گیاهان با جـذب زیاد املاح و یون ها، وتجمع آنها در برگ ها باعث منفی تر شدن پتانسیل آب در درون گیاه می شوند و این امر به جذب آب کمک می کند. اثر غیر مستقیم مصرف پتاسیم بدین صورت است که با مصرف پتاسیم عملکـــرد تولید افزایش می یابـــــد و در نتیجه واحـدهای آب لازم برای تولید محصول کمتر می شود، این مسئله در کشوری مانند ایران حائز اهمیت است.

پتاسیم باعـث افزایش مقـاومت گیاه نسبت به آفـات و بیماری هـا می گردد؛ بدیـن صورت کــــه ایـن عنصر باعث کلفتی کوتیکول برگ گردیده، در خنثی کردن نیتروژن اثــــر دارد، در بعضـی از گیاهان پتاسیم ترکیباتی را تولیــد می کند که برای عامـل بیماریزا سمی است، مثلاً در سیب زمینی که گیاهی پتاس دوســت است، مصرف پتاس تولیـــد اسیدآمینه ای بنام آرژنیـن را افزایش می دهد و آرژنین برروی قارچ فیتوفتـرا که باعث مرگ و میر بوته های سیب زمینی می گردد اثر سمی دارد. پتاسیم در گیاهان مختلف با افزایش غلظت شیرة سلولی، کاهش نقطة انجماد، و کاهش آب آزاد سلول (آب اکثراً با دیوارة سلولی پیوند می یابد) از سرمازدگی گیاه جلوگیری می کند.

منبع: ناقل، 1381، موضوع سمینار دوره ی کارشناسی ارشد

کیفیت آب آبیاری و تغذیه گیاه

در مناطق خشک مثل شرایط کشور ما، آب‌های آبیاری معمولاً کیفیت نامطلوبی دارند. منظور از کیفیت آب، مطلوب بودن آن برای مصرف است. آب در مواردی از جمله کشاورزی، باغبانی، آشامیدن و صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد، در باغبانی چنانچه آب برای پرورش درختان و گیاهان زینتی مناسب باشد، دارای کیفیت مناسب است.

معیارهای ارزیابی کیفیت آب: شوری یا مقدار املاح، میزان نسبی سدیم، غلظت کربنات و بی‌کربنات، عناصر سمی.

1- شوری یا مقدار املاح: مقدار شوری و املاحی که در آب آبیاری وجود دارد اگر از یک حد مشخصی تجاوز کند اصطلاحاً آب را شور می‌گویند. آب شور، باعث شور شدن خاک می‌شود.

2- میزان نسبی سدیم: میزان نسبی سدیم آب، نسبت سدیم Na به کلسیم Ca و منیزیم Mg می‌باشد. چنانچه این نسبت بالا باشد آب را سدیمی می‌گویند. آب سدیمی موجب سدیمی شدن خاک می‌شود.

آب‌ها از نظر شوری به چهار گروه: C1, C2, C3, C4 طبقه بندی می‌شوند. کلاس C1، آب‌هایی هستند که کمتر از۲۵۰ میکرو موس بر سانتیمتر شور هستند، یا هدایت الکتریکی کمتر از ۲۵۰ میکروموس بر سانتیمتر دارند. کلاس C4 شامل آن دسته از آب‌هایی است که بیش از ۲۲۵۰ میکروموس بر سانتیمتر شور هستند.

از نظر سدیمی بودن آب‌ها به چهار گروه: S1, S2, S3, S4 طبقه بندی می‌شوند. گروه S1 آب‌هایی هستند که نسبت جذب سدیم آنها کمتر از ۱۰ است. هر گروه از این آب‌ها، محدودیت های خاص داشته و نیازمند به مدیریت خاصی برای آبیاری می‌باشند. پس شوری و سدیمی بودن دو معیار برای ارزیابی کیفیت آب‌هاست.

3- غلظت کربنات و بی‌کربنات: معیار سوم، غلظت کربنات و بی کربنات آب های آبیاری است. غلظت زیاد کربنات و بی‌کربنات باعث می‌شود که این دسته از آب‌ها برای آبیاری نامناسب شوند و مشکلاتی را ایجاد کنند.

مشکلات ناشی از بی‌کربنات فراوان آب در تغذیه گیاه: بی کربنات زیاد در آب به دو صورت مستقیم و غیرمستقیم در تغذیه گیاه اثر دارد. بی کربنات زیاد آب، باعث تسریع سدیمی شدن خاک می‌شود و در نتیجه مشکلات خاک‌های سدیمی در تغذیه گیاه را نیز به همراه دارد. در تغذیه گیاه، اثر مستقیم بی‌کربنات زیاد در آب مهم‌تر است. بی‌کربنات زیاد در آب باعث ایجاد اشکال در جذب آهن و روی توسط گیاه می‌شود. یعنی آب های دارای بی‌کربنات زیاد موجب تشدید کمبود عناصری مثل آهنFe و رویZn، درگیاه می‌شوند. گیاهان زینتی به کمبود آهن حساس هستند و چنانچه بی‌کربنات آب زیاد باشد کمبود آهن تشدید می‌شود. کمبود آهن باعث تغییر رنگ برگ‌ها از سبز به زرد می شود، در برخی از گیاهان ممکن است رنگ برگ کاملاً سفید شده یا رگبرگ‌ها سبز و بقیه برگ حالت زردی داشته باشد. باید در مصرف آب هایی که بیش از ۲۰۰ میلی‌گرم در لیتر بی‌کربنات دارند احتیاط کرد.

4- عناصر سمی: عامل مهم دیگر در ارزیابی کیفیت آب، عناصر سمی است. در آب‌های مناطق خشک، ممکن است عناصری مثل کلر، سدیم و بُر به مقدار زیاد وجود داشته و باعث مسمومیت گیاه شوند. علاوه بر آن، آب‌های آلوده مانند پس آب های صنعتی دارای عناصر سمی مانند: کادمیومCd، سربPb و نیکلNi می‌باشند. به نحوی که غلظت این عناصر در آب فراوان است و برای گیاه ایجاد مسمومیت می‌کند. حد مجاز عناصری مانند آلومینیومAl، بریلیومBe، سلنیومSe و نیکل در آب بسیار کم است و اگر از این حد مجاز بیشتر شوند برای گیاه ایجاد مسمومیت می‌کنند.

منبع: کتاب تغذیه گیاهان دانشگاه پیام نور