مقاله آشنایی با نقش عنصر روی در گیاهان

روی (Zn) یک فلز انتقالی با عدد اتمی 30 و بیست و سومین عنصر فراوان روی زمین است. همچنین روی به طور معمول دومین فلز انتقالی فراوان در ساختار موجودات زنده بعد از آهن (Fe) است، و تنها فلزی است که در هر شش کلاس آنزیمی وجود دارد. روی (Zn) یکی از اجزای اساسی ساخت هزاران پروتئین در گیاهان است، اگرچه مقدار بیش از حد آن سمی می‎باشد. ورودی اولیه روی (Zn)  به خاک از مواد شیمیایی و هوازدگی فیزیکی سنگ‎های مادری است. لیتوسفر به طور معمول شامل (80-70 µg Zn g-1) است، در حالی که سنگ‎های رسوبی حاوی (10–120 µg Zn g-1) می‎باشند. مقدار روی در خاک‎های غیر آلوده به طور معمول کمتر ازppm  125 است، و در گیاهانی که در این خاک‎ها رشد می‎کنند غلظت این فلز بین (0.04-0.02) میلی‎گرم در گرم وزن خشک متفاوت است.

 

روی در گیاهان

ریشه گیاهان روی را به شکل Zn2+ یا ترکیبات کمپلکس آلی طبیعی یا مصنوعی جذب می‎کنند. روی برای فعالیت بسیاری از آنزیم‎ها ضروری است، Zn در ساخته شدن تریپتوفان که جزیی از ساختمان برخی از پروتئین‎ها بوده و ترکیبی ضروری برای ساخته شدن هورمون رشد (اکسین‎ها مانند ایندول‎استیک اسید) می‎باشد، مهم است. کاهش هورمون رشد در گیاهان مبتلا به کمبود روی فاصله میان گره‎ها را کوتاه کرده و حالت ریزی غیر طبیعی برگ‎ها مشاهده می‎شود. روی همچنین در سنتز کلروفیل، فعال سازی آنزیم‎ها و استحکام غشای سلولی دخالت دارد. ضرورت روی در گیاهان اولین بار در ذرت و متعاقبا در جو و گل آفتابگردان نشان داده شد. گزارش‎های اولیه ازکمبود شدید Zn در گوجه فرنگی که باعث اختلال در طول ساقه آن بوده است. علائم اولیه کمبود روی درگوجه فرنگی، شامل کاهش پروتئین و نشاسته که با تأمین مجدد روی اصلاح می‎شود، گزارش شده است. همیشه کمبود روی با نکروز راس ریشه مشخص می‎شود. شایع‎ترین کمبود ریز مغذی‎ها در بین محصولات مربوط به عنصر روی (Zn) است، به ویژه در خاک‎های با pH بالا این کمبود شدید‎تر است.

علائم ظاهری کمبود روی

کمبود روی باعث ایجاد حالت رزت یا خوشه‎ای شدن برگ‎ها ریز، در نوک گیاه می‎شود. حالت رزت معمولا در درختان میوه و مرکبات دیده می‎شود. ذرت، پنبه، سیب‎زمینی و سایر سبزیجات به کمبود روی حساس هستند. در حالت کمبود شدید روی در برگ‎های ذرت، بین رگبرگ‎ها و حاشیه برگ رنگ سفید مشاهده می‎شود. کمبود روی می‎تواند به وسیله علائم ظاهری در برگ‎ها شناسایی شود. علائم رایج کمبود روی عبارتند از:

  • ایجاد نواحی سبز کمرنگ، زرد یا سفید بین رگبرگ‎ها بخصوص در برگ‎های مسن
  • سوختگی یا نکروز پراکنده بافت در برخی از نواحی برگ‎های زرد شده
  • کوتولگی ساقه، کاهش فاصله میان گره‎ها که باعث به وجود آمدن حالت رزت یا بوته‎ای شدن برگ‎ها می‎شود.
  • برگ‎ها کوچک، باریک و ضخیم که با رشد برخی از نواحی برگ، حالت بدشکلی به وجود می‎آید.
  • ریزش پیش از موعد برگ‎ها
  • بدشکلی میوه که اغلب بصورت ریزی و یا فقدان میوه نمایان می‎شود.

جدول1: حساسیت گیاهان زراعی به کمبود روی

حساسیت زیاد

حساسیت متوسط

حساسیت کم

سیب

گندم

هویج

مرکبات

یونجه

مارچوبه

انگور

جو

نخود

ذرت

شبدر

یولاف

کتان

پنبه

چاودار

برنج

کاهو

گلرنگ

سویا

سیب زمینی

پونه

پیاز

سورگوم

گیاهان علوفه ای

لوبیا

چغندرقند

کلم

 

 

سمیت روی در گیاهان

سمیت روی در محصولات بسیار کمتر از کمبود روی رخ می‎دهد، اما با این حال، سمیت روی در خاک‎های آلوده در مناطق استخراج فلزات سنگین و در خاک‎های کشاورزی تیمار شده با لجن فاضلاب، و در خاک شهری و نیمه شهری آلوده شده توسط ورودی‎های انسانی، به ویژه در خاک‎های با pH پایین مشاهده می‎شود. علائم مسمومیت روی شامل کاهش عملکرد و کاهش رشد در گیاهان است. کلروز ناشی از کمبود آهن از طریق کاهش در سنتز کلروفیل و تخریب کلروپلاست، و تداخل در جذب (فسفر، منیزیم و منگنز) رخ می‎دهد، محصولات از نظر حساسیت به مسمومیت روی تفاوت چشمگیری با یکدیگر دارند.

 

Broadley, M. R., White, P. J., Hammond, J. P., Zelko, I., & Lux, A. (2007). Zinc in plants. New phytologist, 173(4), 677-702.

Tsonev, T., & Cebola Lidon, F. J. (2012). Zinc in plants-an overview. Emirates Journal of Food & Agriculture (EJFA), 24(4).