علایم ظاهري کمبود عناصر غذایی
علایم کمبود عناصر غذایی پر مصرف
کمبود نیتروژن: نیتروژن جزء ترکیبات ضروري اسیدهاي آمینه، اسیدهاي نوکلئیک، نوکلئوتیدها و کلروفیل می‌باشد. رشد سریع گیاه (افزایش ارتفاع و تعداد پنجه)، اندازه برگ، تعداد خوشچه در خوشه، درصد خوشچه‌هاي پر در هر خوشه و درصد پروتئین دانه به میزان نیتروژن گیاه بستگی دارد. بنابراین نیتروژن همه فاکتورهاي مؤثر در عملکرد را تحت تأثیر قرار می‌دهد. غلظت نیتروژن در برگ ارتباط نزدیک با میزان فتوسنتز برگ و تولید بیوماس دارد. نیتروژن، نیاز به دیگر عناصر غذایی مثل فسفر و پتاسیم را نیز افزایش می‌دهد. کمبود نیتروژن در همه اراضی شالیزاري که واریته‌هاي جدید بدون مصرف کافی از کودهاي نیتروژنی کشت می‌شوند وجود دارد. این کمبود در شرایطی که کود نیتروژنی در زمان نامناسب و به روش نادرست مصرف شود نیز شایع است.
این عنصر در داخل گیاه خیلی متحرك بوده و به دلیل انتقال آن از برگ‌هاي پیر به برگ‌هاي جوان‌تر، علایم کمبود آن ابتدا در برگ‌هاي پیر مشاهده می‌شود. در صورت کمبود، علایم آن در مزرعه به صورت رنگ پریدگی عمومی، کوچک ماندن اندازه برگ‌ها و ضعف عمومی بوته‌ها و توقف رشد، بروز می‌نماید.
در شرایط کمبود نیتروژن، برگ‌هاي پیرتر یا تمام گیاه سبز متمایل به زرد شده و نوك برگ‌ها کلروزه می‌شود. در شرایط کمبود شدید برگ‌ها می‌میرند. به جز برگ‌هاي جوان که سبزتر هستند، برگ‌ها باریک، کوتاه، عمودي و سبز متمایل به زرد لیمویی می‌باشند. تمام مزرعه ظاهري زرد رنگ دارد. پنجه‌زنی و تعداد دانه در متر مربع کاهش می‌یابد.
شکل 1- کمبود نیتروژن در برنج
کمبود نیتروژن ممکن است با کمبود گوگرد تداخل یابد، ولی در کمبود گوگرد ابتدا برگ‌هاي جوان‌تر یا همه برگ‌ها در گیاه برنج زرد رنگ می‌شود که در کمبود نیتروژن این چنین نیست. علایم کمبود نیتروژن در وسط فصل می‌تواند با کمبود آهن اشتباه گرفته شود. کمبود نیتروژن در اراضی شالیزاري بسیار شایع بوده و ممکن است به دلایل زیر بروز نماید. مقدار کم ذخیره نیتروژن در خاك، کاربرد ناکافی کودهاي نیتروژنی، پایین بودن راندمان کودهاي نیتروژنی (هدر رفت از طریق تصعید، دنیتریفیکاسیون، زمان مصرف نامناسب، جایگذاري نامناسب، آبشویی و روان آب)، کاهش ذخیره معدنی نیتروژن در اثر غرقاب طولانی مدت (بطور مثال در سیستم چند کشتی)، هدر رفت از طریق بارندگی سنگین (آبشویی، نفوذ عمقی)، خشک شدن ناگهانی خاك در طی دوره رشد و تثبیت زیستی ضعیف نیتروژن به دلیل کمبود شدید فسفر.
خصوصیات خاک‌هایی که در معرض کمبود نیتروژن هستند به شرح زیر می‌باشد:
- خاک‌هاي با مقدار کربن آلی خیلی کم (بطور مثال کمتر از 0.5درصد کربن آلی)
-خاک‌هاي اسیدي با بافت درشت
- خاک‌هاي با خصوصیات ویژه براي ذخیره طبیعی نیتروژن بطور مثال، خاک‌هاي اسیدي سولفاته، خاک‌هاي شور، خاک‌هاي مبتلا به کمبود فسفر، خاک‌هاي با زهکشی ضعیف و خاک‌هایی که معدنی شدن نیتروژن یا تثبیت زیستی نیتروژن در آن‌ها کم می‌باشد.
-خاک‌هاي قلیایی و آهکی با مقدار کم مواد آلی و پتانسیل بالاي تصعید نیتروژن
نیتروژن در تمام دوره رشد گیاه مورد نیاز می‌باشد اما زمان حداکثر نیاز نیتروژن برنج بین ابتداي پنجه‌زنی تا اواسط آن و نیز مرحله تشکیل خوشه اولیه می‌باشد. ذخیره کافی از نیتروژن در دوره رسیدن دانه براي تأخیر در پیري برگ، ثابت ماندن فتوسنتز در زمان پرشدن دانه و افزایش درصد پروتئین دانه مورد نیاز می‌باشد.
مصرف بیش از حد نیتروژن نیز با علایمی همراه است. رنگ گیاه به سبز تیره تغییر می‌یابد. در کمبود فسفر نیز برگ‌ها سبز تیره می‌شوند که ممکن است با مصرف اضافی نیتروژن اشتباه گرفته شود ولی در کمبود فسفر، پنجه‌زنی کاهش و رشد متوقف خواهد شد. زیادي نیتروژن، در صورتی که مقدار سایر عناصر غذایی کم باشد، دورة رشد گیاه را طولانی‌تر کرده و رسیدن محصول را به تأخیر می‌اندازد. چنانچه نیتروژن اضافی به گیاه برسد و شرایط رشد نیز مناسب باشد، کربوهیدرات‌ها صرف ساختن پروتئین می‌شوند. به همین خاطر، آب بیشتر جذب پروتوپلاسم گیاه شده و در نتیجه گیاه ترد و شکننده می‌شود.
در این شرایط گیاه برنج ممکن است سالم باشد، اما در مرحله رسیدن (مخصوصا در کشت مستقیم) ورس خواهد کرد. در این شرایط ساقه‌هاي برنج نسبت به بیماری‌ها (بلایت برگی باکتریایی، شیت بلایت و بلاست) و یا خسارت حشرات (کرم برگخوار برنج) حساس خواهد شد.
کمبود فسفر: فسفر از عناصر اصلی مورد نیاز گیاه به شمار می‌آید. فسفر در کلیۀ فرآیندهاي بیوشیمیایی، ترکیبات انرژي‌زا و سازوکار انتقال انرژي دخالت دارد. افزون بر آن، فسفر جزیی از پروتئین یاخته بوده و به عنوان بخشی از پروتئین هسته، غشاء یاخته‌اي و اسیدهاي نوکلئیک نقشی ویژه دارد.
شکل2- کمبود فسفر در برنج
فسفر در درون گیاه پویا بوده و سبب افزایش پنجه‌دهی، توسعه ریشه و گلدهی شده و زمان رسیدن محصول را به ویژه در شرایطی که درجه حرارت پایین باشد، تسریع می‌نماید. کمبود فسفر، فعل و انفعالات سوخت و ساز، نظیر تبدیل قند به نشاسته را متوقف ساخته و در نهایت آنتوسیانین (رنگ ارغوانی) در برگ تشکیل می‌شود. جذب فسفر به مقدار کافی در اوایل دوره رشد گیاه، اهمیتی بسیار دارد. این اهمیت در اندام‌هاي زایشی، بیشتر نمایان است. فسفر عامل زودرسی محصولات، به ویژه غلات است.
کمبود فسفر در همه سیستم‌هاي کشت برنج به عنوان یک عامل محدود کننده رشد در خاک‌هاي با قدرت تثبیت فسفر بالا معمول می‌باشد. ذخیره پایین فسفر خاك، کاربرد ناکافی کودهاي فسفري معدنی، راندمان پایین کودهاي فسفري به دلیل ظرفیت تثبیت بالاي فسفر و هدر رفت از طریق فرسایش، تثبیت فسفر به شکل فسفات‌هاي کلسیم، مصرف بیش از حد کودهاي نیتروژنی همراه با مصرف ناکافی فسفر، اختلاف ارقام در حساسیت به کمبود فسفر و پاسخ به کودهاي فسفري، روش استقرار گیاه (کمبود فسفر به طور معمول در روش کشت مستقیم برنج به دلیل تراکم بالا و سیستم ریشه‌اي ضعیف اتفاق می‌افتد) از دلایل عمده کمبود فسفر به حساب می‌آید.
خاک‌هاي با بافت درشت، مقادیر کم مواد آلی و با ذخیره فسفر پایین (خاک‌هاي شنی) خاک‌هاي به شدت هوا دیده، خاک‌هاي اسیدي با قدرت تثبیت بالاي فسفر (التی‌سل و اکسی‌سل‌ها)، خاک‌هاي آهکی، شور و سدیک، خاک‌هاي آتشفشانی با ظرفیت تثبیت بالاي فسفر (اندي‌سل‌ها)، خاک‌هاي پیت (هیستوسل‌ها) و خاک‌هاي اسیدي سولفاته با مقادیر بالاي آهن و آلومینیم در معرض کمبود فسفر قرار دارند.
مهمترین علایم کمبود فسفر در برنج شامل توقف رشد و کاهش پنجه‌زنی می‌باشد. در این شرایط برگ‌ها به ویژه برگ‌هاي پیرتر، باریک، کوتاه، خیلی عمودي و سبز تیره هستند. رنگ قرمز و آبی کم رنگ در اثر تولید آنتوسیانین در برگ‌ها ظاهر می‌شود و در نهایت برگ‌هاي پیر قهوه‌اي شده و می‌میرند. ساقه نازك و دوكدار شده و تأخیر در رشد گیاه اتفاق می‌افتد. تعداد برگ، خوشه و تعداد دانه در خوشه کم می‌شود. وقتی کمبود نیتروژن و فسفر همزمان با هم باشد، رنگ برگ‌ها سبز کم رنگ خواهد شد. تشخیص کمبود فسفر در حد متوسط در مزرعه مشکل است. کمبود فسفر به طور معمول با دیگر عارضه‌ها مثل سمیت آهن در pH پایین، کمبود روي، کمبود آهن و شوري در خاک‌هاي قلیایی همراه است. وقتی کمبود فسفر شدید باشد، گیاه به گلدهی کامل نمی‌رود و نسبت بالایی از خوشه‌ها پوك می‌شوند. در این شرایط وزن هزار دانه پایین آمده و کیفیت دانه نیز کم می‌شود. عدم پاسخ به مصرف کودهاي نیتروژنی، تحمل کم به آب سرد و عدم وجود جلبک در آب غرقابی از نشانه‌هاي کمبود فسفر است.
کمبود پتاسیم: پتاسیم مانند نیتروژن و فسفر جزو عناصر پر مصرف مورد نیاز گیاه می‌باشد. مقدار پتاسیمی که جذب گیاه می‌شود با مقدار نیتروژن مورد استفاده گیاه در اکثر مواقع برابري می‌نماید. پتاسیم عنصري پویا بوده که در صورت کمبود، به بافت‌هاي جوان و زایندة گیاه منتقل می‌شود. کمبود پتاسیم ابتدا در برگ‌هاي پایینی و در صورت کمبود بیشتر، در برگ‌هاي جوان و بالایی پدیدار می‌گردد. گرچه پتاسیم در تشکیل هیچ یک از ترکیبات مهم گیاهی مانند پروتوپلاسم، چربی‌ها و سلولز شرکت ندارد، ولی از آن جا که به عنوان یک کاتالیزور عمل می‌کند، داراي نقشی اساسی است. این عنصر مجموعه آنزیمی را در فرآیندهاي بیوشیمیایی فعال ساخته و نقشی مهم در فعال کردن آنزیم‌هاي احیاکننده دي اکسید کربن ایفا می‌کند. پتاسیم در اعمال زیستی نظیر سوخت و ساز نیتروژن و ساختن پروتئین‌ها، فعال کردن آنزیم‌هاي مختلف، سوخت و ساز کربوهیدرات‌ها، خنثی‌سازي اسیدهاي آلی و تسریع رشد بافت‌هاي زاینده نقش دارد. پتاسیم نقش مهمی در کنترل اسمزي، تنظیم pHسلول‌ها، تعادل بین آنیون-کاتیون درون سلولی، کنترل تبخیر و تعرق از طریق تنظیم روزنه‌ها و انتقال مواد فتوسنتزي دارد. در گیاهان مبتلا به کمبود پتاسیم، کربوهیدرات‌هاي غیر اشباع، ترکیبات نیتروژنی محلول و اسیدهاي آمینه انباشته شده ولی از مقدار نشاسته و پروتئین برگ‌ها کاسته می‌شود. پتاسیم سبب لیگنینی شدن دیواره‌هاي سلولی و استحکام آن‌ها می‌گردد. بدین ترتیب، گیاهان داراي پتاسیم فراوان، در مقایسه با گیاهان مبتلا به کمبود، داراي بافت نگهدارنده قوي‌تري خواهند بود. بر اثر وجود این بافت‌ها، پایداري غلات در برابر خوابیدگی (ورس) افزایش یافته و آلودگی به بیماری‌هاي قارچی کاهش می‌یابد. پتاسیم برخلاف نیتروژن و فسفر، نقش چندانی در پنجه‌زنی ندارد ولی در مقابل، سبب افزایش تعداد غلاف و تعداد دانه در هر سنبله و افزایش وزن هزار دانه می‌گردد.
شکل 3- کمبود پتاسیم در برنج
در گیاهان مبتلا به کمبود پتاسیم، برگ‌ها به رنگ زرد با حاشیه سوخته در می‌آیند. ساقه‌ها در بیشتر موارد ضعیف شده و در برابر عوامل طبیعی بیماری‌زا حساس‌تر می‌باشند. تحت شرایط کمبود شدید پتاسیم، نوك برگ‌ها زرد متمایل به قهوه‌اي می‌شود. علایم کمبود ابتدا در برگ‌هاي مسن‌تر در امتداد حاشیه برگ‌ها و در نهایت در کل پهنک برگ ظاهر می‌شود. برگ‌هاي بالایی کوتاه، افتاده و به رنگ سبز تیره در می‌آیند. اگر کمبود پتاسیم در گیاه اصلاح نشود تغییر رنگ در برگ‌هاي جوان‌تر نیز بروز می‌کند.
کمبود منیزیم: کمبود منیزیم در مزارع برنج به ویژه در شمال کشور محتمل بوده و در این شرایط مقاومت گیاهان در برابر خطرات سرمازدگی کاهش می‌یابد. در مقطع فعلی کمبود منیزیم در مزارع برنج در شمال کشور چندان محدودکننده عامل رشد نمی‌باشد.
کمبود گوگرد: گوگرد جزو ترکیبات ضروري اسیدهاي آمینه سیستئین، متیونین و سیستین بوده که در تولید کلروفیل و در نتیجه براي تولید پروتئین مورد نیاز هستند. این عنصر جزو کوآنزیم مورد نیاز در سنتز پروتئین نیز می‌باشد. این عنصر در هورمون‌هاي تیامین و بیوتین که در متابولیسم کربوهیدرات‌ها نقش دارند نیز وجود دارد. گوگرد در بعضی از واکنش‌هاي اکسیداسیون نیز نقش دارد. این عنصر نسبت به نیتروژن در گیاه از تحرك کمتري برخوردار بوده در نتیجه علایم کمبود ابتدا در برگ‌هاي جوان رخ می‌دهد.
در شرایط کمبود گوگرد گیاه ظاهري سبز کم رنگ و یا زرد پیدا می‌کند. کلروزه شدن برگ‌هاي جوان یا سبز روشن یا کلروزه شدن نوك گیاه از علایم کمبود گوگرد می‌باشد. در این شرایط برگ‌هاي پایین نکروزه می‌شود. کمبود گوگرد در طی رشد رویشی بر عملکرد تأثیر می‌گذارد. کاهش در ارتفاع گیاه و توقف در رشد، کاهش تعداد پنجه، خوشه و کاهش در تعداد خوشچه در خوشه، تأخیر در توسعه گیاه و رسیدگی در 1-2 هفته، زردي نشاها در خزانه با تأخیر در رشد و افزایش تلفات بعد از کاشت نشاء از دیگر علایم کمبود گوگرد به حساب می‌آید. گیاهان دچار کمبود گوگرد، مقاومت کمتري نسبت به شرایط غیر معمول مانند سرما دارند.
شکل 4- کمبود گوگرد در برنج