شوری خاک به عنوان یکی از مهمترین چالش های کشاورزی مدرن، سالانه میلیاردها دلار به محصولات کشاورزی خسارت وارد می کند. شوری خاک و آب، بیش از ۲۰ درصد از اراضی تحت کشت جهان و نزدیک به ۳۴ درصد از اراضی ایران را به شدت تحت تأثیر قرار داده است. این پدیده با اختلال در جذب آب و مواد غذایی، موجب کاهش چشمگیر کمیت و کیفیت محصول، زردی برگ ها، سوختگی حاشیه برگ ها و در نهایت مرگ گیاه می شود. روش های سنتی مقابله با شوری؛ مانند شستشوی خاک (Leaching) یا استفاده از خاک های گچی، اغلب پرهزینه، زمان بر و نیازمند مقادیر فراوان آب هستند؛ عاملی که خود در بسیاری از مناطق به بحرانی جدی تبدیل شده است. در این میان، یافتن راهکارهای مقرون به صرفه و پایدار برای احیای این اراضی به اولویتی جهانی مبدل شده است. چه می شود اگر بتوان با یک راهکار زیستی و پایدار، نه تنها اثرات منفی شوری را خنثی کرد، بلکه سلامت کلی خاک و گیاه را نیز ارتقا داد. اینجاست که کودهای جلبک دریایی (Seaweed Extract) از جایگاه یک مکمل غذایی فراتر رفته و به عنوان یک استراتژی مدیریتی کلیدی در کشاورزی نوین مطرح می شوند.
مقاله حاضر به بررسی نقش کودهای جلبک دریایی، نه فقط به عنوان یک عامل تغذیه ای، بلکه به عنوان یک عامل زیستی بهبوددهنده شوری می پردازد و با استناد به جدیدترین تحقیقات علمی، مکانیسم های دقیق اثرگذاری این کودها در کاهش تنش شوری و بازیابی حاصلخیزی خاک ارائه می گردد.
اثر کود جلبک دریایی در کاهش تنش شوری حاصل ترکیبی پیچیده و هم افزا از مواد فعال زیستی است که بر چندین بخش به طور هم زمان عمل می کند. درک این مکانیسم ها برای آشنایی کشاورزان برای استفاده از این محصول ضروری است.
شوری اغلب باعث تخریب ساختار خاک، سله بندی و کاهش نفوذپذیری می شود. تحقیقات نشان داده اند که پلی ساکاریدهای موجود در عصاره جلبک دریایی، مانند آلژینات و کاراگینان، مانند یک چسب طبیعی عمل کرده و با به هم چسباندن ذرات ریز خاک، کلوخه های پایدار ایجاد میکنند.
این کلوخه ها فضای مناسبی برای نفوذ هوا و آب فراهم می آورند. در نتیجه، عمل شستشوی املاح از ناحیه ریشه (لیچینگ) با کارایی بسیار بالاتری انجام می پذیرد و نیاز به آب کمتر می شود.
در مطالعه ای نشان داده شد که کاربرد عصاره جلبک دریایی Ascophyllum nodosum به طور معنی داری تخلخل و هدایت هیدرولیکی در خاک شور را افزایش داد که منجر به شستشوی مؤثرتر یون های سدیم شد (Sangeetha et al., 2022).
مکانیسم اصلی آسیب شوری، ایجاد یک فشار اسمزی خارجی قوی است که مانع جذب آب توسط ریشه می شود (خشکی فیزیولوژیک).
کود جلبک دریایی حاوی مقادیر قابلتوجهی از اسیدهای آمینه (مانند پرولین)، قندهای الکلی (مانند مانیتول) و بتائین است. این ترکیبات به عنوان اسمولیت های سازگار (Compatible Solutes) درون گیاه عمل می کنند. آنها با تجمع در سیتوپلاسم سلول های گیاهی، فشار اسمزی داخلی را افزایش داده و به گیاه اجازه می دهند به راحتی آب را از خاک شور جذب کند. این امر موجب حفظ تورگور سلول ها و ادامه فرایندهای حیاتی مانند فتوسنتز و رشد می شود.
در مطالعه ای مشخص شد که کاربرد عصاره جلبک دریایی روی گیاه گوجه فرنگی تحت تنش شوری، منجر به افزایش ۴۰ درصدی تجمع پرولین و بهبود قابلتوجه وضعیت آبی گیاه شد (Ali et al., 2021).
شوری باعث تولید گونه های فعال اکسیژن (ROS) مانند پراکسید هیدروژن می شود که به غشاهای سلولی، پروتئین ها و DNA گیاه آسیب می رساند (تنش اکسیداتیو).
عصاره جلبک دریایی سرشار از هورمون های گیاهی طبیعی (مانند اکسین، سیتوکینین، جیبرلین) و ترکیبات فنلی است. این ترکیبات، سیستم دفاعی آنزیمی و غیرآنزیمی گیاه را تحریک می کنند. آنزیم های آنتی اکسیدانی مانند کاتالاز (CAT)، سوپراکسید دیسموتاز (SOD) و پراکسیداز (POD) به طور چشمگیری افزایش یافته و رادیکال های آزاد مخرب را خنثی می کنند. در نتیجه، سلول های گیاه سالم تر مانده و انرژی خود را به جای ترمیم آسیب ها، صرف رشد و تولید محصول می کنند.
در مطالعه ای مشخص شد که عصاره جلبک، فعالیت آنزیم های SOD و CAT را در گیاه نخل تحت تنش شوری تا ۶۰ درصد افزایش داده و میزان پراکسیداسیون لیپیدها (شاخص آسیب غشا) را به شدت کاهش داد (Elansary et al., 2020).
یکی از کلیدی ترین اثرات کود جلبک دریایی، رقابت و مهار یون های سدیم (+Na) است. ترکیبات موجود در این کودها، جذب یون های مفید مانند پتاسیم (+K) و کلسیم (+Ca2) را که برای حفظ یکپارچگی غشا سلول و فعالیت آنزیم ها حیاتی هستند، افزایش می دهند.
به عبارت ساده، گیاه را هوشمندانه تر می کنند تا به جای جذب سدیم مضر، عناصر غذایی سودمند را انتخاب کند. این تعادل یونی برای حفظ سلامت گیاه ضروری است.
یوان و همکاران (۲۰۱۹) دریافتند که عصاره جلبک دریایی نسبت +K+/Na را در برگ های گیاه خیار تحت تنش شوری به میزان قابل توجهی بهبود بخشید که نشان دهنده بهبود در انتخابگری جذب یون ها است (Yuan et al., 2019).
مطالعات متعدد در شرایط مزرعه اثرات ملموس کود جلبک دریایی را تأیید کرده اند:
حتی در شرایط شوری، بذرهای تیمار شده با عصاره جلبک، نرخ جوانه زنی بالاتری نشان می دهند.
گیاهان تیمار شده، سبزینگی (کلروفیل) بیشتر، سطح برگ گسترده تر و ساقه های قوی تری دارند.
مطالعات روی محصولاتی از جمله گندم، ذرت، گوجه فرنگی و پسته نشان داده که کاربرد این کودها می تواند وزن میوه، تعداد دانه در خوشه و میزان مواد جامد محلول (بریکس) را افزایش دهد.
زردی و سوختگی حاشیه برگ ها به وضوح کاهش می یابد.
با استناد به حجم بالایی از تحقیقات در مجلات علمی معتبر، می توان نتیجه گرفت که کود جلبک دریایی نه تنها یک مکمل غذایی، بلکه یک راهکار مؤثر و چندجانبه برای کاهش اثرات مخرب شوری خاک است.
این کودها به صورت مستقیم (از طریق بهبود ساختار خاک و تسهیل شستشوی املاح) و غیرمستقیم (از طریق تقویت فیزیولوژیک گیاه و افزایش مقاومت درونی آن) به مقابله با شوری می پردازند. این اثرگذاری تنها محدود به آزمایشگاه نبوده و در شرایط مزرعه نیز به اثبات رسیده است.
شرکت پرگاس شیمی ایرانیان با تأمین کود جلبک دریایی باکیفیت، گامی مؤثر در راستای کمک به بخش کشاورزی برمی دارد. مشاوره با کارشناسان این شرکت و استفاده از این محصولات، راهکاری کارآمد برای غلبه بر چالش شوری خاک و رقم زدن آیندهای پربارتر برای مزرعه است.
Reference:
پرگاس شیمی پیشرو در صنعت کشاورزی کشور
