۱۶ عنصر شیمیایی ضروری برای رشد گیاهان
عناصر غذایی بر اساس مقدار نسبی نیاز گیاه به آنها در سه گروه عناصر غذایی اولیه و ثانویه (ماکرو) و عناصر کم مصرف (میکرو یا ریزمغذی ها) تقسیم بندی می شوند.
عناصر غذایی اولیه و ثانویه که به آنها عناصر پرمصرف یا ماکروالمنت(macro element) می گویند عناصری هستند که گیاه به مقدار زیاد به آنها احتیاج دارد. عناصر ماکرو مورد نیاز گیاهان شامل ۹ عنصر :
- اکسیژن (O)
- هیدروژن (H)
- کربن(C)
- فسفر(P)
- پتاسیم(K)
- ازت(N)
- کلسیم(Ca)
- منیزیم(Mg)
- گوگرد(S)
می باشند. گیاهان عناصر کربن، هیدروژن و اکسیژن را از هوا و آب و بقیه عناصر را از خاک دریافت می کنند.
عناصر کم مصرف یا میکرو عناصری هستند که گیاهان به مقدار کم به آنها احتیاج دارد ولی وجود آنها برای رشد گیاهان ضروری است این عناصر شامل :
- آهن(Fe)
- روی(Zn)
- مس(Cu)
- مولیبدن(Mo)
- کلر(Cl)
- بر (B)
- منگنز(Mn)
می باشد. تامین مناسب این عناصر برای گیاهان و عدم کمبود آنها تعیین کننده میزان عملکرد در گیاهان می باشد.
در این مقاله شما شناخت جامعی از 16 عنصر غذایی اصلی مورد نیاز گیاهان به دست خواهید آورد.
درشت مغذی های اولیه یا عناصر پرمصرف (Primary Macronutrients):
این گروه شامل عناصری می باشد که گیاهان به مقادیر زیادی از آنها نیاز دارد مانند نیتروژن (N)، فسفر (P) و پتاسیم (K). بیشترین حجم مصرف عناصر غذایی محصولات کشاورزی مربوط به کودهای گروه N-P-K می باشد.
نیتروژن (N)
- بهبود جذب سایر عناصر غذایی.
- افزایش عملکرد و تولید محصول.
- محرک اصلی رشد رویشی و توسعه برگ ها.
- موثر در سنتز اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA).
- تنظیم فعالیت آنزیم ها و تولید هورمون های گیاهی.
- جزء اصلی اسیدهای آمینه است و در سنتز پروتئین ها نقش دارد.
- در ساختار مولکول کلروفیل نقش دارد که برای فرآیند فتوسنتز ضروری می باشد.
- در تولید انرژی های متابولیک (ATP) و ساخت اسیدهای نوکلئیک تاثیر می گذارد.
درصد نیتروژن در کودهای NPK اولین عددی است که روی کیسه نوشته می شود. از کودهای اوره، آمونیوم سولفات، آمونیوم نیترات، پتاسیم نیترات، کلسیم نیترات، دی آمونیوم فسفات، مونو آمونیوم فسفات، نیترات سدیم، اوره فسفات، کودهای حیوانی و کود نیتروژنه گوگردی برای تامین نیتروژن مورد نیاز گیاهان می توان استفاده کرد.
فسفر (P)
- افزایش راندمان جذب آب.
- بهبود کیفیت میوه ها، سبزیجات و غلات.
- افزایش مقاومت به سرمای زمستان و تنش های محیطی.
- عنصر ضروری برای رسیدگی و مرحله بلوغ محصولات.
- در تحریک رشد ریشه و رشد اولیه بذر یا نهال موثر خواهد بود.
- اثرگذار در فتوسنتز، ذخیره و انتقال انرژی، تقسیم سلولی و رشد گیاهان.
- گیاهان زراعی برای ساختن پروتئین ها، جوانه ها و بذردهی به فسفر نیاز دارند.
- نقش موثر در انتقال کربوهیدرات های تولید شده در برگ به گل ها و میوه های در حال رشد.
درصد فسفر در کودهای NPK دومین عددی است که روی کیسه نوشته می شود. کودهای مونو آمونیوم فسفات، دی آمونیوم فسفات و آمونیوم پلی فسفات برای تامین فسفر مورد نیاز گیاهان مورد استفاده قرار می گیرند.
پتاسیم (K)
- اثرگذار در سنتز پروتئین ها.
- افزایش راندمان مصرف آب.
- افزایش کیفیت محصولات کشاورزی.
- افزایش مقاومت گیاه در برابر بیماری ها.
- نقش موثر در تقسیم سلولی و رشد ریشه.
- عنصری ضروری برای فرایندهای فتوسنتز و تنفس.
- موثر در حرکت آب در گیاه و باز و بسته شدن روزنه ها.
- نقش موثر در متابولیسم کربوهیدرات، تجزیه و انتقال نشاسته.
- افزایش مقاومت گیاهان در برابر تنش های محیطی (خشکی، سرما).
درصد پتاسیم در کودهای NPK سومین عددی است که روی کیسه نوشته می شود. از کودهای پتاسیم نیترات، سولفات پتاسیم و سولفات پتاسیم منیزیم برای تامین عنصر پتاسیم استفاده می شود.
درشت مغذی های ثانویه (Secondary macronutrients):
گیاهان به مقادیر کمتری از این عناصر در مقایسه با درشت مغذی های اولیه (نیتروژن، فسفر و پتاسیم) نیاز دارند. این گروه شامل عناصر غذایی کلسیم (Ca)، گوگرد (S) و منیزیم (Mg) می باشد که تاثیر بسیار مهمی در رشد و نمو گیاهان دارند.
گوگرد (S)
- در سنتز اسیدهای آمینه و پروتئین ها نقش موثر دارد.
- در سنتز ویتامین ها، فعالسازی آنزیم ها و متابولیسم انرژی اثرگذار است.
- باعث گره زایی در حبوبات شده و به تثبیت نیتروژن هوا کمک می کند.
- کمک به جذب و انتقال سایر عناصر غذایی (مانند فسفر، آهن و مولیبدن).
- در تشکیل کلروفیل و بهبود فتوسنتز نقش دارد (با افزایش کارایی استفاده از نیتروژن).
- در سنتز ترکیبات دفاعی گیاه و مقاومت گیاهان به آفات و بیماری ها نقش کلیدی دارد.
- بهبود کیفیت محصولات (افزایش درصد پروتئین دانه غلات، عطر و طعم سبزیجات و روغن های گیاهی)
کلسیم (Ca)
- موثر در تقسیم و طویل شدن سلولی.
- فعالسازی آنزیم ها و هورمون های گیاهی.
- بهبود رشد ریشه و جذب سایر عناصر غذایی.
- افزایش انبارمانی با تقویت دیواره سلولی و سفتی میوه ها.
- در حفظ یکپارچگی و استحکام دیواره سلولی موثر است.
- اثر سمیت آلومینیوم و منگنز در خاک اسیدی کاهش می دهد.
- تنظیم نفوذپذیری غشای سلولی و جلوگیری از تخریب غشاها در شرایط تنش.
- افزایش مقاومت به تنش های غیرزیستی (گرما، سرما، شوری و خشکی)، آفات و بیماری ها.
- کاهش پوسیدگی انتهای میوه (Blossom End Rot) در محصولاتی مانند گوجه فرنگی و فلفل.
از کودهایی مانند نیترات کلسیم ، سولفات کلسیم و کلسیم منیزیم میتوان برای تامین عنصر کلسیم مورد نیاز گیاهان استفاده کرد.
منیزیم (Mg)
- در سنتز پروتئین ها اثرگذار می باشد.
- نقش موثری در انتقال و ذخیره انرژی دارد.
- جذب و انتقال فسفر را در گیاه تسهیل می کند.
- بهبود حرکت مواد فتوسنتزی از برگ ها به سایر اندام های گیاه.
- در افزایش محتوای قند میوه ها و کیفیت دانه های روغنی نقش دارد.
- بخش مرکزی ساختار کلروفیل را تشکیل می دهد و نقش فعالی در فتوسنتز دارد.
- در تنظیم فشار اسمزی سلول، حفظ تورژسانس سلولی و باز شدن روزنه ها مؤثر است.
- فعال سازی آنزیم های کلیدی متابولیکی ( مانند آنزیم روبیسکو در فتوسنتز و ATPase در تولید انرژی).
ریز مغذی ها یا میکرو المنت ها (Micro nutrients, trace elements):
ریزمغذی های ضروری برای رشد گیاهان شامل مس (Cu)، آهن (Fe)، مولیبدن (Mo)، روی (Zn)، بور (B) کلر (Cl) و منگنز (Mn) می باشند که به اندازه عناصر غذایی اولیه و ثانویه ضروری هستند اما گیاهان به مقادیر کمتری از آنها نیاز دارند و همین مقادیر کم نقش موثری در رشد و سلامت گیاهان دارد. اکثر ریزمغذی ها برای فعال شدن واکنش های آنزیمی در گیاهان ضروری هستند.
مس (Cu)
- کمک به متابولیسم نیتروژن.
- موثر در سنتز لیگنین و دیواره سلولی.
- نقش حیاتی در رشد لوله گرده و تشکیل دانه.
- افزایش مقاومت به بیماری های قارچی و باکتریایی.
- مؤثر در سنتز ترکیبات فنولی که نقش دفاعی در گیاه دارند.
- نقش موثر در تنظیم پتانسیل آب گیاه، عملکرد روزنه ها و هدایت آبی گیاه.
- فعالسازی آنزیم های مهم اکسیداتیو (سیتوکروم اکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز، آسکوربات اکسیداز).
- نقش در فرایند فتوسنتز (به عنوان جزء اصلی پلاستوسیانین، یک پروتئین حامل الکترون در زنجیره انتقال الکترون).
آهن (Fe)
- در تثبیت و متابولیسم نیتروژن موثر است.
- در سنتز و انتقال کربوهیدرات ها نقش دارد.
- برای تقسیم سلولی و رشد مریستمی ضروری است.
- در تولید ATP و متابولیسم انرژی نقش حیاتی دارد.
- موثر در سنتز اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA).
- در ساختار آنزیم های موثر در سنتز کلروفیل نقش اساسی دارد.
- موثر در سیستم های آنتی اکسیدانی گیاه و افزایش مقاومت به تنش های اکسیداتیو.
روی (Zn)
- فعالسازی آنزیم های متابولیکی در گیاهان.
- تأثیرگذار بر جوانه زنی بذر و استقرار اولیه گیاهچه.
- موثر در سنتز پیش سازهای کلروفیل و بهبود فتوسنتز.
- در سنتز پروتئین ها و کربوهیدرات ها نقش موثر دارد.
- برای تشکیل دانه های کامل و با کیفیت ضروری است.
- بر تقسیم سلولی و رشد مریستمی تأثیر مستقیم می گذارد.
- افزایش مقاومت گیاه در برابر تنش های محیطی و زیستی.
- در تولید و تنظیم اکسین (هورمون رشد گیاهی) نقش اساسی دارد.
- موثر در حفظ یکپارچگی غشای سلولی و جلوگیری از پراکسیداسیون لیپیدها در شرایط تنش.
منگنز (Mn)
- کاهش استرس اکسیداتیو.
- تأثیر مستقیم بر سنتز اسیدهای آمینه.
- موثر در فعال سازی سیستم های آنزیمی.
- مقاومت به تنش های محیطی و زیستی را افزایش می دهد.
- در سنتز پیش سازهای کلروفیل و ساختار تیلاکوئید نقش دارد.
مولیبدن (Mo)
- برای همزیستی ریزوبیوم-لگوم ها حیاتی است.
- برای تقسیم سلولی و رشد مریستمی ضروری است.
- در رشد لوله گرده و کیفیت و کمیت بذر تأثیر مستقیم دارد.
- کمک به جذب و انتقال آهن و جلوگیری بروز کمبود آهن.
برای آشنایی با جلبک دریایی و کاربرد آن در کشاورزی، میتوانید این مقاله را مطالعه کنید.
کلر (Cl)
- موثر در انتقال یونی و تعادل بار الکتریکی.
- به حفظ تعادل اسمزی سلول کمک می کند.
- بیشتر گیاهان از طریق آب آبیاری و باران، کلر کافی دریافت می کنند.
بور (B)
- بهبود جذب و انتقال کلسیم.
- فعال سازی سیستم های آنتی اکسیدانی.
- نقش مهم در تنظیم فعالیت هورمون های گیاهی.
- اثرگذار در متابولیسم نیتروژن و سنتز پروتئین ها.
- ایجاد کمپلکس با قندها و تسهیل انتقال آنها در گیاه.
- عنصر ضروری برای تقسیم سلولی در مریستم های ریشه و ساقه.
- با تقویت دیواره سلولی، مقاومت به خشکی، شوری و بیماری ها را افزایش می دهد.
- در تشکیل پکتین (ماده اصلی لاملا میانی دیواره سلولی) و استحکام دیواره سلولی نقش دارد.
- در گرده افشانی، لقاح و تشکیل میوه نقش حیاتی دارد و کمبود آن باعث ریزش گل و میوه و بدشکلی میوه ها می شود.
جذب عناصر غذایی توسط گیاهان به چه روش هایی انجام می شود؟
- جذب از طریق ریشه :
اصلی ترین راه جذب عناصر غذایی توسط گیاهان جذب از طریق ریشه می باشد که به دو صورت جذب فعال (جذب یون ها با مصرف انرژی) و جذب غیرفعال که جذب از طریق انتشار یا انتقال همراه با جریان آب می باشد.
- جذب از طریق روزنه های برگ :
در صورت محلول پاشی، عناصر غذایی از راه روزنه ها وارد برگ می شوند. این روش بخصوص برای محلول پاشی عناصر ریز مغذی (آهن، روی، منگنز) مناسب بوده و سرعت جذب و اثرگذاری بالایی دارد. همچنین اکسیژن و کربن دی اکسید به صورت گاز از روزنه ها جذب می شوند.
همزیستی ریشه گیاه با میکروارگانیسم ها :
به عنوان مثال همزیستی باکتری ریزوبیوم با ریشه باعث تثبیت نیتروژن در لگومها می شود، همچنین همزیستی قارچ میکوریزا با ریشه در افزایش جذب فسفر و آب موثر است.
- جذب از طریق کوتیکول برگ:
در صورت محلول پاشی کودها، درختان میوه و گیاهان چندساله عناصر غذایی مورد نیاز خود را از طریق کوتیکول یا پوسته جذب می کنند.
در شرایط طبیعی و بدون دخالت انسان تنها ۳۰-۴۰ درصد از نیاز گیاه به عناصر پرمصرف و کمتر از ۱۰درصد از نیاز گیاه به عناصر کم مصرف تأمین میشود. بیش از ۹۰ درصد محصولات کشاورزی امروزی به دلیل انتخاب ژنتیکی برای عملکرد بالا، وابستگی شدیدی به کودهاپیدا کرده اند و بدون کوددهی علمی قادر به تأمین نیازهای غذایی خود نیستند. همه عناصر غذایی موجود در خاک برای گیاهان قابل استفاده نمی باشند. اکثر این عناصر به فرم های معدنی یا آلی تثبیت شده اند و غیرقابل جذب هستند و تنها بخش کوچکی از آن ها در دسترس گیاه می باشند. بنابراین مصرف به موقع و در حد نیاز گیاه در بهبود رشد و عملکرد گیاهان بسیار اثرگذار خواهد بود.
عوامل تاثیرگذار در فرآیند جذب، شامل:
- مدیریت مصرف نوع و روش کوددهی
- معدنی شدن مواد آلی و آزادسازی عناصر
- ویژگی های خاک (pH، ماده آلی، بافت)
- سلامت سیستم ریشه و توسعه ریشههای مویین
- تفاوت در کارایی جذب بین گونههای مختلف گیاهی
- فعالیت های میکروبی که در معدنی کردن نیتروژن و فسفر و بهبود جذب سایر عناصر نقش دارند.
- تعادل شیمیایی بین عناصر غذایی موجود در خاک برای کاهش اثرات آنتاگونیستی و افزایش اثرات سینرژیستی.
جمع بندی :
عناصر غذایی گیاهان به سه دسته اصلی عناصر غذایی پرمصرف اولیه، ثانویه و عناصر کم مصرف (ریزمغذی) تقسیم بندی می شوند. تمامی این عناصر برای رشد و نمو گیاه، گل دهی، تولید بذر و میوه ضروری می باشند اما گیاهان مقادیر متفاوتی از آنها را نیاز دارند برای همین در سه گروه اصلی برای اساس نیاز گیاهان و میزان مصرف آنها دسته بندی می شوند. این مقاله ۱۶ عنصر ضروری مورد نیاز گیاهان و مهمترین اثرات هر عنصر را به شما همراهان عزیز معرفی کرد.