قابليت دسترسي عناصر كم مصرف در خاك
بسياري از فاكتورهاي خاكي بر روي قابليت دسترسي عناصر غذايي از جمله عناصر كم مصرف اثر مي‌گذارند كه pH محلول خاك و ميزان مواد آلي از مهمترين اين عوامل هستند. pH يا اسيديته كنترل‌كننده نوع يون‌هاي عناصر كم مصرف و حلاليت يا رسوب تركيبات مختلف اين عناصر در خاك است.
شکل 1- تاثیر pH بر قابلیت دسترسی عناصر در خاک
آهن
آهن در حدود 5 درصد از وزن پوسته زمين را تشكيل مي‌دهد كه چهارمين عنصر در ليتوسفر (پوسته) است و كاني‌هاي مختلفي را مانند اليوين، پيريت و ... شامل مي‌شود. اين ميزان در خاك ميتواند كمتر يا بيشتر باشد به طوري كه ميزان آهن كل خاك از 0.7تا 55 درصد متغير است. ميزان آهن در محلول خاك بسيار كمتر از ساير كاتيون‌ها است كه بستگي كامل به pH دارد به طوري كه با افزايش يك واحد pH ميزان يون Fe3+ هزار و Fe2+ صد برابر كاهش پيدا مي‌كند. ولي به هر حال در محدوده pHهاي موجود خاك كل آهن محلول خاك براي برطرف كردن نياز گياهان كافي نيست (حتي در خاك‌هاي اسيدي) پس مكانيزم‌هاي ديگري نيز در تأمين نياز گياهان دخيل است.
تشكيل كلات با تركيبات آلي خاك باعث افزايش آهن قابل جذب مي‌شود. تركيبات مصنوعي كلات كننده آهن نيز همين اثر مثبت را دارد. اين تركيبات آلي كلات‌كننده كه همين عمل را با ساير عناصر كم مصرف نيز انجام مي‌دهند شامل مواد حاصل از تجزيه مواد آلي توسط ميكروارگانيسم‌ها و مواد حاصل از خود موجودات‌ريز خاك و بالاخره تركيبات خارج شده از ريشه مي‌باشد. با توجه به اينكه اين روند در مورد كليه عناصر ريز مغذي تكرار مي‌شود. كلات به تركيبات آلي محلول تلقي مي‌شود كه پيوندهايي با فلزات مختلف تشكيل داده، حلاليت آن‌ها را زياد كرده و براي ريشه قابل جذب مي‌شوند. از طرف ديگر عناصر كلات شده كمتر به شكل‌هاي نامحلول در خاك در مي‌آيند.
در مورد كلات‌ها گفته شد كه كلات‌هاي مصنوعي نيز در خاك مانند كلات‌هاي طبيعي عمل مي‌كنند. بنابراين به عنوان كودهاي مفيد مصرف مي‌شوند. چون كلات كننده‌هاي مصنوعي بسيار متنوع هستند بايد گفت كه كلات‌هاي مناسب براي توليد كود به عنصر كم مصرف مورد نظر و پايداري كلات در خاك بستگي دارد. پايداري كلات به اين معني است كه بعد از ورود آن به داخل خاك و قرار گرفتن در معرض تغيير،pH ساختمان آن عوض نشده و كاتيون‌هاي ديگر جايگزين آن نشود.
مثلا در مورد آهن، كلات آن با EDDHA در محدده وسيعي از pH خاك ميتواند آهن را در اختيار گياه قرار دهد. ميزان مطلوب آهن در خاك برابر با 5 ميلي‌گرم در كيلوگرم است كه با وجود مقادير زياد آهن كل در خاك، در اكثر شرايط pH(بالاتر از 4) خاك توانايي تامين آن را ندارد و همان گونه كه ذكر شد با كمك ساير تركيبات آلي اين ميزان تامين مي‌شود. البته نقش ريشه در تغيير شرايط اطراف خود به نفع جذب آهن نيز موثر است.
خاك‌هاي آهكي كه درصد بالايي از خاك‌هاي ايران را نيز تشكيل مي‌دهد بيشترين علائم كمبود را نشان مي‌دهد كه دليل اصلي آن مقادير بالاي يون بي‌كربنات در محلول خاك است. آبياري سنگين، فشردگي خاك و كاهش تهويه باعث زياد شدن يون بي‌كربنات مي‌شود. اين يون ميتواند جذب و انتقال آهن را كاهش داده و يا اينكه باعث غير فعال شدن مقادير بالايي از آهن در داخل برگ‌ها شود.
آهن نقش‌هاي متعددي در گياهان ايفا مي‌كند كه عموما ناشي از توانايي آن در تغيير ظرفيت خود مي‌باشد ولي مهمترين نتيجه كمبود آن را ميتوان كاهش ساخت كلروفيل (سبزينه) در گياه و بوجود آمدن كلروز يا زردي در برگ‌هاي جوان دانست. اين مسئله كاهش فتوسنتز و گل آغازي در بسياري از گياهان را به دنبال دارد.
همچنين آهن به شدت به بافت‌ها متصل شده، در داخل گياه به عنوان عنصر غير متحرك محسوب مي‌شود و 80 درصد آن در كلروپلاست برگ‌هاي سبز قرار دارد كه كمبود آن زردي برگ‌هاي جوان را باعث مي‌شود. البته زردي در بين رگبرگ‌ها بوده و خود رگبرگ‌ها سبز باقي مي‌ماند.
شکل 2- زردی بین رگبرگی در مرکبات به علت کمبود آهن
درختان ميوه بيشترين حساسيت را نسبت به كمبود آهن نشان مي‌دهند. اين تفاوت در حساسيت حتي در بين واريته‌ها و ارقام مختلف يك گياه ديده مي‌شود كه مربوط به توانايي ريشه در جذب آهن است. در اكثر گياهان اگر ميزان آهن كمتر ازppm 50 باشد علائم كمبود مشاهده مي‌شود ولي مقادير كافي اين عنصر را نميتوان در گياهان مختلف بيان كرد. در برخي مواقع ميزان اين عنصر حتي بيشتر از حد نرمال است ولي با اين حال علائم كمبود مشاهده مي‌شود كه به دليل غير فعال شدن آهن در داخل گياه است. پس در بسياري از موارد اندازه‌گيري آهن در برگ براي تشخيص كافي نيست.
بهترين راه حل‌هاي مبارزه و پيشگيري از كمبود آهن و زردي ناشي از آن را ميتوان به صورت زير خلاصه كرد:
-
كاشت گياهان مقاوم به كمبود آهن
-
آبياري سبك و با دفعات بيشتر و بالا بردن تهويه خاك.
-
كاهش رفت و آمد ماشين آلات در مزرعه.
-
افزودن مواد آلي به خاك.
-
مصرف كودهاي شيميايي مناسب (استفاده از سولفات آمونيم در باغات داراي كمبود آهن).
-
استفاده از اصلاح كننده‌هاي خاك وكمك به كاهش موضعي pH خاك.
-
استفاده از كودهاي آهن مناسب (برگ پاشي و مصرف خاكي).
-
كاهش بي‌كربنات آب آبياري با مصرف اسيد
روی
ميزان روي در پوسته زمين حدود 80 و در خاك بين 10 تا 300 ميلي‌گرم در كيلوگرم است كه كاني‌هاي مختلفي از آن در خاك وجود دارد. كمبود روي در اكثر قسمت‌هاي دنيا ديده مي‌شود كه خاك‌هاي شني و اسيدي، خاك‌هاي آهكي، خاك‌هاي با pH زياد، برخي خاك‌هاي آلي و خاك‌هاي فرسايش يافته شامل اين نوع خاك‌ها هستند. در ايران آهكي بودن خاك‌ها، pH بالا، مواد آلي كم، بي‌كربناته بودن آب آبياري و مصرف نامتعادل كودها از عوامل اصلي كمبود روي در خاك‌هاي كشاورزي هستند كه pH با زياد كردن جذب روي بر روي اجزاي خاك از دلايل اصلي تعيين‌كننده قابليت جذب آن است. روي در خاك به شكل محلول، جذب شده بر روي ذرات رس، مواد آلي و كربنات‌ها، كمپلكس شده با مواد آلي و موجود در كاني‌ها مشاهده مي‌شود.
با افزايش pH ميزان روي قابل دسترس بسرعت كاهش مي‌يابد و بنابراين كمبود در شرايط خاك‌هاي آهكي بوجود مي‌آيد بطوري كه روي به صورت كم محلول رسوب مي‌كند. به علاوه روي ميتواند بر سطوح خارجي آهك نيز رسوب كند. مواد آلي بر مقادير قابل جذب عنصر روي اثر مي‌گذارد كه به ميزان و نوع مواد آلي بستگي دارد. در خاك‌هاي آلي كمبود روي ديده مي‌شود ولي اسيدهاي آلي مانند اسيد فوليك و اسيد هيوميك ميتواند باعث افزايش حلاليت روي قابل دسترس شود كه در خاك‌هاي مناطق خشك اهميت دارد. زيادي ساير عناصر فلزي كاتيوني مانند Cu2+، Fe2+ و منگنز جذب روي را كاهش مي‌دهد. وجود مقادير زياد فسفر در خاك‌هايي كه ميزان روي در مرز كمبود قرار دارد قابليت دسترسي روي را نيز كمتر مي‌كند. از طرف ديگر در اين گياهان در اثر كمبود روي، گياه توانايي خود را در تنظيم تجمع فسفر از دست مي‌دهد و در نتيجه فسفر در مقادير زياد جذب گياه شده، انتقال مي‌يابد و سميت را بوجود آورده و بنابراين علائم مشابه كمبود روي را در خود نشان مي‌دهد. حتي با وجود مقادير كافي روي در آن مصرف پتاسيم ميتواند اين اثر مضر فسفر را كاهش دهد.
حد بحراني روي در خاك نسبت به روش‌هاي عصاره‌گيري و نوع گياه متفاوت است. مثلا اين حد براي روي در گندم با روش عصاره گيري DTPA از 0.7 تا 0.95 پي پي ام اعلام گرديده كه اين ميزان به مواد آلي خاك ربط داده شده است. (با افزايش مواد آلي عدد حد بحراني كاهش يافته است). اين عدد براي پنبه حدود 1.1 ميلي‌گرم در كيلوگرم گزارش گرديده است. ميزان يك ميلي گرم روي در كيلوگرم خاك با روش عصاره گيري DTPA براي اكثر محصولات مقادير مناسبي است.
روی در گیاه
گياهان عمدتا روي را به صورت كاتيون دو ظرفيتي (Zn2+) جذب مي‌نمايند كه نقش اصلي آن شركت در ساخت برخي از آنزيم‌ها و يا تنظيم‌كننده آن‌ها مي‌باشد. ميزان روي در گياهان به طور متوسط 40 ميلي‌گرم در كيلوگرم است. در اكثر گياهان مقادير كمتر از 20 ميلي‌گرم در كيلوگرم باعث كمبود و بالاتر از 400 باعث بروز علائم سميت است. تحرك روي در گياه نسبتا كم است، بنابراين علائم كمبود آن اكثرا در بافت‌هاي جوان ديده مي‌شود كه اين علائم در گياهان مختلف متفاوت است. علائم عمومي كمبود شامل توقف رشد گياه، ضعف در جوانه‌زني، روشن شدن رنگ گياه، زردي آن و ريز برگي با ريزش برگ‌هاي انتهاي شاخه درختان است. چون روي يكي از عناصر ضروري براي ساخته شدن هورمون ايندول استيك اسيد (IAA) است، كمبود آن باعث بروز علائم كمبود آن مي‌شود كه در آن فاصله بين گره‌ها در ساقه كاهش پيدا مي‌كند.
شکل 3- کمبود روی در مرکبات
مصرف روي
كاربرد انواع كودهاي حاوي روي در خاك‌هاي داراي كمبود روي باعث بهبود رشد و عملكرد شده و حتي مثلا درباره گندم ميزان اين عنصر در دانه نيز افزايش يافته و بهبود كيفيت را در پي‌خواهد داشت. مصرف Zn مخصوصا به صورت محلول پاشي باعث كاهش غلظت فسفر در اكثر محصولات و اصلاح وضعيت نسبت Zn/P در گياه مي‌شود. مصرف خاكي 30 تا 40 كيلوگرم سولفات روي در اكثر آزمايشات براي رفع كمبود و افزايش عملكرد گندم مناسب بوده است. البته وضعيت خاك‌هاي ايران تثبيت اكثر كود بكار رفته را در پي دارد. اثر مثبت مصرف روي در خاك‌هاي داراي كمبود در شرايط تنش شوري نيز به اثبات رسيده است. البته در مزارع داراي عملكرد بالا با توجه به هزينه مصرف خاك كودهاي روي، محلول‌پاشي اين عنصر ميتواند مفيد باشد. رقم گياه در قابليت جذب اين عنصر مانند آهن اهميت و نقش داشته و ارقام را از نظر جذب اين عنصر به ارقام كارا و غير كارا تقسيم مي‌كنند.
منگنز
مقدار منگنز در پوسته زمين حدود 1000ميلي‌گرم در كيلوگرم است كه اين ميزان در خاك‌ها از 20 تا 3000 ميلي‌گرم در كيلوگرم و ميانگين 600 متغير است. منگنز در سنگ‌هاي حاوي آهن Fe و منیزیم Mg وجود دارد. منگنز Mn در خاك به صورت پوسته اكسيدها و هيدروكسيد روي ذرات خاك مشاهده مي‌شود. نوع سنگ مادري، سن خاك‌ها، مواد آلي و pH از جمله عوامل مؤثر در ميزان منگنز Mn خاك است.
كمبود Mn در خاك به صورت يون محلول (Mn2+) تبادلي و متصل به مواد آلي نيز ديده مي‌شود و تعادل بين آن‌ها نماينده قابليت دسترسي اين عنصر براي گياه است. شرايط تهويه، pH و تشكيل تركيبات پيچيده با مواد آلي در اين ميان نقش مهمي دارند.Mn در شرايط خاصي ميتواند آبشويي شده و از خاك خارج شود.
افزايش pH ميزان منگنز محلول و تبادلي را كاهش مي‌دهد و به همين علت مصرف كودهاي اسيدزاي ازته و گوگردي ميتواند باعث بهبود وضعيت حلاليت Mn شود. تهويه نامطلوب و رطوبت زيادي، كاهش O2و افزايش Mn محلول را بخصوص در شرايط اسيدي به دنبال دارد كه حتي منجر به مسموميت نيز مي‌شود. خاك‌هاي قليايي داراي مواد آلي زياد باعث بوجود آمدن تركيبات كلاته محلول مي‌شود. البته در شرايطي مانند استان يزد كه مواد آلي اندكي دارد اضافه كردن مواد آلي طبيعي مانند كمپوست و يا بقاياي گياهي گندم ميتواند ميزان Mn قابل استفاده را افزايش دهد. مقادير زياد مس، آهن و روي ميتواند جذب Mnرا كاهش دهد. تركيباتي مانند KNO3و KCL و حتي NaCl حلاليت و قابليت جذب Mn را افزايش مي‌دهد.
منگنز در گیاه
منگنز به صورت كاتيون Mn2+جذب گياه شده و در فرآيندهاي متعددي شركت مي‌كند. از جمله فعال سازي آنزيم‌ها و ساخت متابوليست‌هاي ثانوي كه اين خود باعث افزايش مقاومت گياهان در برابر بيماري‌ها مي‌شود. Mn در برخي واكنش‌ها ميتواند با Mg جايگزين شود.
بيشترين ميزان منگنز در ريشه وجود دارد. گياهان مختلف حساسيت متفاوتي نسبت به كمبود Mn از خود نشان مي‌دهند. ميزان Mn در گياهان مختلف متفاوت گزارش شده ( 20تا 30 ميلي‌گرم در كيلوگرم در اندام‌هاي مختلف) است. علائم كمبود اين عنصر نيز به نوع گياه بستگي دارد. اين عنصر در داخل گياه تحرك كمي دارد و كمبود ابتدا در پهنك برگ‌هاي جوان به صورت كلروز بين رگبرگي به شكل لكه‌ا‌ي درشت و مشبك مانند ديده مي‌شود و كلروفيل در اين مناطق تجزيه مي‌شود. سميت منگنز در غلظت‌هاي 100 تا 600 ميلي‌گرم بر كيلوگرم آن به صورت لكه‌هاي قهوه‌اي بر روي برگ‌هاي پير مشهود است كه به علاوه ميتواند كمبود عناصري مانند آهن، منيزيم و كلسيم را سبب شود.
شکل 4- کمبود منگنز در گیاهان
كودها در شرايط كمبود شديد به صورت نواري و در مقادير بالاتر به صورت پخش سطحي نيز ميتواند بكار برده شود. ميزان 40-50 كيلوگرم سولفات منگنز براي غلات مناسب تشخيص داده شده است.
محلول پاشي در شرايط برطرف نمودن كمبود درختان ميوه يا گياهان زراعي نيز توصيه شده است كه معمولا اقتصادي‌تر و مؤثرتر است. البته اثرات دراز مدت مصرف در خاك را ندارد. بذرهاي غني شده سبز در رفع كمبود موثر است.