تغذیه گیاهان یعنی تأمین هوشمندانه آب و عناصر مورد نیاز گیاه به شکلی که ریشه، ساقه، برگ، گل و میوه همزمان بتوانند بهترین عملکرد خودشان را نشان بدهند. گیاه برای هر مرحله از رشدش به تعادل دقیقی از عناصر پرمصرف مثل نیتروژن، فسفر و پتاسیم، عناصر متوسط مثل کلسیم و منیزیم و عناصر کممصرفی مثل آهن، روی و بور نیاز دارد و کمبود یا زیادی هر کدام از اینها خیلی زود خودش را با زردی برگ، ریزش گل، کاهش محصول یا ضعیف شدن ریشه نشان میدهد. اگر کشاورز بداند هر عنصر چه نقشی در گیاه دارد، در چه ناحیهای از ریشه بهتر جذب میشود و چگونه میتوان با اصلاح خاک، انتخاب بستر کشت مناسب و استفاده درست از کودهای آلی و شیمیایی این جذب را بهینه کرد، میتواند هم هزینه کوددهی باغ یا مزرعه خود را کنترل کند و هم پایداری تولید را بالا ببرد. در ادامه این مقاله، تمامی عناصر مورد نیاز گیاهان را مرحلهبهمرحله بررسی میکنیم.
بررسی اهمیت تغذیه گیاهان
به طور کلی تغذیه گیاهان، مطالعه عناصر و ترکیبات مختلفی است که برای رشد، متابولیسم و تأمین نیازهای متنوع گیاهان لازم هستند. در واقع در شرایطی که این ترکیبات و عناصر وجود نداشته باشند، چرخه زندگی گیاه مختل شده و گیاه نمیتواند رشد و نمو داشته باشد و از بین میرود. جدیدترین تحقیقات علمی بر روی اصول تغذیه گیاهان، مثل مقالهای که در pmc.ncbi.nlm.nih.gov چاپ شده نشان میدهند که گیاهان برای رشد مطلوب علاوهبر آب، اکسیژن و دیاکسیدکربن به حداقل ۱۴ عنصر معدنی نیاز دارند که کمبود هرکدامشان، رشد و عملکرد محصول را کاهش میدهد. شش عنصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و گوگرد بهعنوان ماکرونیوترنیتها در مقادیر زیاد مورد نیازند، درحالیکه عناصری نظیر کلر، بور، آهن، منگنز، مس، روی، نیکل و مولیبدن بهعنوان ریزمغذیها در مقادیر بسیار کمتر مصرف میشوند.
روند جذب این عناصر توسط ریشهها به شرایط خاک، pH، رطوبت و حضور میکروارگانیسمها وابسته است. همچنین مقاله دیگری در nature.com مینویسد که گیاهان در پاسخ به کمبود عناصر، ساختار ریشه را تغییر میدهند؛ مثلاً رشد ریشههای جانبی و ریشهچهها (اولین ریشههایی که از بذر بیرون میآیند) افزایش یافته یا طول ریشه اصلی کاهش مییابد تا سطح تماس ریشهها با خاک بیشتر شود. این موارد نشان میدهد که مدیریت عناصر غذایی چگونه بر ساختار گیاه و در نتیجه محصول آن تاثیر میگذارد.
بررسی عناصر موردنیاز گیاه از نظر میزان مصرف
برای طراحی یک برنامه اصولی تغذیه گیاهان، معمولاً عناصر غذایی را از نظر میزان نیاز گیاه به سه گروه:
- عناصر پر مصرف
- عناصر متوسط مصرف
- عناصر کم مصرف
تقسیم میکنند. نقش شما این است که با انتخاب منبع کودی مناسب، این تعادل را در خاک حفظ کنید. در این میان، استفاده از کودهای آلی مثل اسیدهیومیک میتواند هم جذب عناصر پرمصرف و هم ریزمغذیها را بهتر کند؛ بههمیندلیل بسیاری از کشاورزان، خرید کود هیومیک اسید را بهعنوان پایه برنامه تغذیه در کنار کودهای شیمیایی کلاسیک در نظر میگیرند.
در ادامه، هر یک از این سه گروه عناصر تغذیه گیاهان را جداگانه بررسی میکنیم.
عناصر کم مصرف گیاهان (ریزمغذیها)
ریزمغذیها هرچند به مقدار کم نیازند؛ اما نبودشان باعث اختلالات جدی در گیاهان (کاهش رشد، زردی برگها و کاهش تولید محصول) میشود. برخی از مهمترین ریزمغذیها و نقش آنها در گیاه عبارتاند از:
|
عنصر |
شکل جذب و نقشهای اصلی |
| آهن (Fe) |
جذب بهصورت کاتیونهای Fe²⁺ یا Fe³⁺؛ در فتوسنتز، تنفس، تشکیل کلروفیل و بسیاری از واکنشهای آنزیمی نقش دارد. |
|
بور (B) |
جذب بهصورت اسید بوریک یا بورات؛ در جابجایی و متابولیسم قندها، سنتز هورمونها و لیگنینسازی دیواره سلولی دخالت دارد. |
| منگنز (Mn) |
بهصورت یون Mn²⁺ جذب میشود؛ جزء آنزیمها، در فتوسنتز، رشد ریشه و تثبیت نیتروژن موثر است. |
|
روی (Zn) |
بهصورت Zn²⁺ جذب میشود؛ در سنتز پروتئین، DNA و تولید هورمونهای رشد و توسعه بذر نقش دارد. |
| مولیبدن (Mo) |
جذب بهصورت یون مولیبدات؛ در تثبیت و نیتراتاسیون نیتروژن دخالت دارد. |
|
مس (Cu) |
جذب بهصورت Cu²⁺؛ جزء آنزیمهایی است که در تشکیل لیگنین، فتوسنتز و فرآیندهای مرتبط با نیتروژن نقش دارند. |
عناصر پرمصرف گیاهان (درشتمغذیها)
عناصر پرمصرف یا ماکرونیوترنیتها پایه اصلی ساختار گیاه و مهمترین بخش در تغذیه گیاهان هستند. این عناصر مورد نیاز گیاه شامل نیتروژن (N)، فسفر (P)، پتاسیم (K) و در معنای گستردهتر کربن، هیدروژن و اکسیژن هستند. در ادامه نقش مهمترین درشتمغذیها طبق اطلاعات موجود در aces.edu و iastate.edu و omexcanada.com آمده است:
- نیتروژن (N): عنصر رشد و سبزینگی است. نیتروژن جزء همه پروتئینهاست و در ساخت آنزیمها و کلروفیل دخالت دارد؛ همچنین در DNA و انتقال کربوهیدراتها نقش ایفا میکند. کمبود نیتروژن باعث زردی برگها و رشد کند میشود.
- فسفر (P): محققان همگی اتفاق نظر دارند که نقش فسفر در گیاه بسیار گسترده است. فسفر در انتقال انرژی بهصورت ATP و ADP، سنتز اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA) و فسفولیپیدهای غشا دخالت دارد و در حرکت کربوهیدراتها به اندامهای تولیدی مشارکت میکند. فسفر عمدتا از طریق نفوذ و تماس مستقیم ریشهها جذب میشود و کمبود آن باعث کاهش رشد و تأخیر در بلوغ گیاه میشود.
- پتاسیم (K): پتاسیم بیشترین کاتیون داخل سلول گیاه است و در تعادل یونی، فعالسازی آنزیمها، تنظیم باز و بسته شدن روزنهها، اسمزی، رشد سلولی، انتقال کربوهیدراتها و مقاومت به تنشهای محیطی نقش دارد. کمبود پتاسیم باعث سوختگی حاشیه برگها، ضعف ساقه و کاهش مقاومت به خشکی و بیماری میشود.
عناصر متوسط مصرف گیاهان (عناصر ثانویه)
عناصر ثانویه شامل کلسیم (Ca)، منیزیم (Mg) و گوگرد (S) هستند. این عناصر مورد نیاز گیاه نسبت به N، P و K در مقادیر متوسط مصرف میشوند اما برای ساختار و عملکرد سلولی ضروریاند. منبعی معتبر بیان میکند که این عناصر بهعنوان عناصر متوسط مصرف در مقدار کمتری از عناصر اصلی ولی بیشتر از ریزمغذیها نیازند و اهمیت آنها کمتر از عناصر اصلی نیست.
- کلسیم دیواره سلولی را تقویت میکند و بهعنوان پیامرسان ثانویه در شرایط تنش عمل میکند. کمبود کلسیم باعث ضعف رشد، پوسیدگی انتهایی میوهها و مرگ نقطه رشد میشود.
- منیزیم اتم مرکزی کلروفیل است و بهعنوان فعالکننده بسیاری از آنزیمها و پایدارکننده اسیدهای نوکلئیک عمل میکند. کمبود آن موجب زردی بین رگبرگی برگهای پیر میشود.
- گوگرد در تشکیل کلروفیل، ساخت سه آمینواسید حاوی گوگرد (متیونین، سیستئین و سیستین)، سنتز روغنها و فعالسازی آنزیمها نقش دارد. علاوهبراین، وجود گوگرد کیفیت محصول و میزان پروتئین و روغن دانهها را افزایش میدهد.
منطقه جذب عناصر در گیاهان مختلف
بیشتر عناصر موردنیاز گیاه در بخش انتهایی ریشه و مخصوصاً در ناحیهای که ریشهموها تشکیل میشوند جذب میشوند. ریشهموها همان موهای بسیار ظریف روی ریشه هستند که سطح تماس ریشه با خاک را چندبرابر میکنند و عملاً محل اصلی ورود آب و مواد غذایی به گیاه هستند. چه در گیاهان با ریشه افشان (بیشتر تکلپهایها) و چه در گیاهان با ریشه اصلی عمیق، بخش فعال جذب، همین ناحیه ریشهمو است. خود بستر کشت هم در این جذب نقش مهمی دارد.
محیط رشد باید همزمان سه چیز را برای ریشه فراهم کند: آب، هوا و مواد غذایی. علاوهبراین، ویژگیهای شیمیایی بستر مانند pH تعیین میکند که عناصر تا چه حد برای ریشه قابل جذب باشند (معمولاً در بازه حدود ۵٫۵ تا ۶٫۵ اکثر عناصر در دسترس گیاه هستند). اگر pH خیلی بالا برود، عناصری مثل آهن، منگنز، روی، مس و بور سختتر حل میشوند و گیاه علائم کمبودشان را نشان میدهد. بههمیندلیل، انتخاب بستر مناسب و کنترل pH آن برای پیشگیری از کمبود یا مسمومیت غذایی بسیار مهم است.
فرایند و مکانیزم جذب عناصر در گیاه
در تغذیه گیاهان، عناصر غذایی از سه راه اصلی وارد ریشه میشوند:
- اول، «برخورد مستقیم ریشه با خاک» (Root interception) است؛ یعنی وقتی نوک ریشه در حین رشد با ذرات تازه خاک تماس پیدا میکند و بخشی از عناصری مثل کلسیم، منیزیم، روی، آهن و منگنز را جذب میکند؛ سهم این مسیر کم است، اما هرچه ریشه سالمتر و گستردهتر باشد، کارایی آن بیشتر میشود.
- دوم، «نفوذ» (Diffusion) است؛ عناصر از جایی که غلظتشان در خاک بیشتر است، به سمت سطح ریشه که غلظت کمتر دارد حرکت میکنند. این سازوکار برای جذب فسفر و پتاسیم بسیار مهم است و به رطوبت و بافت خاک وابسته است.
- سوم، «جریان جرمی» (Mass flow) است؛ یعنی آبِ در حال حرکت در خاک، محلول حاوی عناصر مورد نیاز گیاه را همراه خود به سمت ریشه میآورد. بیشتر نیتروژن و بخش مهمی از پتاسیم، کلسیم، منیزیم، گوگرد و ریزمغذیها از این مسیر وارد گیاه میشوند و سرعت آن به تعرق گیاه، دما، رطوبت و باد بستگی دارد.
در کنار این سه مسیر، گیاه با کمک هورمونها شدت و الگوی جذب عناصر را تنظیم میکند. موادی که کشاورزان از آنها بهعنوان هورمون رشد سریع گیاهان استفاده میکنند، معمولاً ترکیبی از تنظیمکنندههای رشد هستند که طول ریشه، تعداد ریشهموها و رشد شاخوبرگ را تغییر میدهند و در نتیجه به جذب بهتر عناصر مورد نیاز گیاه کمک میکنند. هورمونهایی مانند اکسین، جیبرلین، سایتوکینین، اتیلن و اسید آبسزیک روی جوانهزنی بذر، طویل شدن ساقه، رشد ریشه و میوهدهی اثر میگذارند و به گیاه کمک میکنند در شرایط تنش (کمآبی، شوری یا کمبود غذایی) مدیریت بهتری روی رشد و تغذیه خود داشته باشد.
سخن پایانی
در نهایت، تغذیه گیاهان یعنی رساندن درست و بهموقع همه عناصر مورد نیاز گیاه به ریشه، نه فقط دادن چند نوع کود پراکنده! عناصر پرمصرف مثل نیتروژن، فسفر و پتاسیم اسکلت اصلی رشد و تولید را میسازند، عناصر با مصرف متوسط مثل کلسیم، منیزیم و گوگرد به استحکام بافتها و کارکرد کلروفیل و آنزیمها کمک میکنند و ریزمغذیها با وجود مقدار کم، در بسیاری از واکنشهای حیاتی درون گیاه مهم هستند. جایی که این عناصر واقعا وارد گیاه میشوند، همان ناحیه ریشهموها و بستر کشت اطراف آن است؛ جایی که کیفیت خاک، pH، رطوبت و جمعیت میکروبی تعیین میکند گیاه چقدر میتواند از کودهایی که میدهیم، استفاده کند. اگر این بخش را در کنار مدیریت صحیح آبیاری و استفاده هوشمندانه از کودهای آلی و تنظیمکنندههای رشد در نظر بگیریم، برنامه کوددهی به ابزاری قابلاعتماد برای حفظ سلامت گیاه و افزایش پایداری تولید تبدیل میشود.
آبادیس؛ تولیدکننده کودهای آلی در ایران
شرکت اکسیر دانش آبادیس (آبادیس تک) در ایران بهعنوان تولیدکننده انواع کودهای آلی از جمله کودهای هیومیک اسید و سایر مکملهای زیستی فعالیت دارد. محصولات این مجموعه با استفاده از مواد طبیعی و فرآیندهای زیستسازگار تولید میشوند و هدف آنها بهبود حاصلخیزی خاک، افزایش کارایی مصرف عناصر و کاهش وابستگی به کودهای شیمیایی در تغذیه گیاهان است. استفاده از چنین کودهایی علاوهبر حفظ محیط زیست، میتواند سلامت محصولات کشاورزی و سطح بازدهی محصولات را افزایش دهد.
سوالات متداول
۱. چرا باید به ریزمغذیها توجه کنیم؟
اگرچه ریزمغذیها مانند آهن، روی و منگنز به مقدار کم مصرف میشوند، اما در واکنشهای حیاتی مثل فتوسنتز، تشکیل هورمونها و فعالیت آنزیمها نقش دارند. کمبود هر کدام در تغذیه گیاهان میتواند موجب زردی برگها، رشد ناقص و کاهش عملکرد شود.
۲. آیا استفاده از کودهای هیومیک اسید لازم است؟
کودهای هیومیک اسید با افزایش مادهآلی خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی و نگهداری آب را بالا میبرند و به جذب بهتر عناصر غذایی توسط ریشهها کمک میکنند. استفاده از این کودها بهویژه در خاکهای فقیر یا شنی توصیه میشود.
۳. چگونه میتوان فهمید گیاه دچار کمبود کدام عنصر است؟
مشاهده علائم ظاهری (مانند زردی بین رگبرگی، سوختگی حاشیه برگ یا رنگ بنفش برگها)، آزمایش خاک و تجزیه بافت گیاهی راهکارهای اصلی تشخیص کمبود هریک از عناصر مورد نیاز گیاه هستند. بررسی جدول کمبود عناصر در گیاهان و مشاوره با کارشناسان کشاورزی میتواند به تشخیص دقیق و انتخاب کود مناسب کمک کند.
4.نحوه تغذیه گیاهان چگونه است؟
گیاهان غذای اصلی خود را با فرایند فتوسنتز میسازند؛ یعنی با استفاده از نور، کربن دی اکسید هوا و آب، قند و سایر مواد آلی را تولید میکنند. در کنار این، برای رشد طبیعی به عناصر معدنی هم نیاز دارند که آنها را بهصورت یونهای محلول از خاک جذب میکنند. این مواد معدنی عمدتاً از طریق ریشه و بهویژه تارهای موسوم به تار کشنده وارد گیاه شده و همراه آب در آوندهای چوبی به سایر بخشها منتقل میشوند.
5. برای جذب مواد معدنی خاک، گیاه به چه چیزی نیاز دارد؟
برای جذب مواد معدنی، قبل از هر چیز لازم است این عناصر در آب موجود در خاک حل شده و به صورت یون قرار بگیرند؛ بنابراین وجود رطوبت مناسب خاک بسیار مهم است. وجود ریشه سالم و تارهای کشنده فعال نیز برای افزایش سطح تماس با مواد معدنی محلول در خاک و جذب بهترشان ضروری است. در سطح سلولهای ریشه، برخی پروتئین و پمپهای غشایی به گیاه کمک میکنند برخی یونها را بهطور انتخابی جذب کنند. علاوه بر این، همزیستی با قارچهای میکوریزا میتواند سطح جذب ریشه را چند برابر کرده و دسترسی گیاه به عناصری مانند فسفر را بهبود دهد.