کلسیم یک یون دو ظرفیتی (Ca2+) نسبتاً بزرگ است که به راحتی وارد آپوپلاست سلول میشود و به شکل تبادلی به دیوارههای سلولی و سطح خارجی پلاسما متصل شده است. بنظر میرسد غلظت بسیار کمی از آن در سیتوپلاسم و کلروپلاست است و نقش محدودی به عنوان کوفاکتور آنزیمی داشته باشد. محلول خاک معمولاً مقدار کافی کلسیم برای گیاهان فراهم میکند. اختلالات فیزیولوژیکی شناخته شده در نتیجه کمبود Ca در گیاه، به توزیع ضعیف کلسیم در خاک نسبت داده میشود بنابراین محدودیت در جذب عنصر توسط گیاه وجود ندارد. کلسیم به طور عمده در آوند چوبی وجود دارد و به میزان بسیار محدودی در آبکش دیده میشود. نسبت کلسیم در آوند آبکش و آوند چوبی میتواند در اندامهایی که به طور طبیعی داری مقدار کم کلسیم هستند مانند میوهها و برگهای جوان بسیار مهم باشد. عواملی مانند رطوبت، فشار ریشه، فعالیت فیتوهورمونها که بر توزیع کلسیم تأثیر میگذارند نیز موجب افزایش بروز این اختلالات در گیاه میشوند. گیاهان آلی به طور کلی حاوی مقادیر قابل توجهی کلسیم هستند، معمولاً در محدوده (50-1 میلیگرم کلسیم بر گرم ماده خشک) است. کمبود کلسیم در گیاهان بسیار نادر است اما میتوان در خاک های شدیدا شسته شده و آهک دهی نشده اسیدی به وجود آید.
نقش کلسیم در گیاه
کلسیم برای ساختار غشائ دیواره سلولی و نفوذپذیری آن ضروری است. کمبود کلسیم غشائ سلولی را ضعیف میکند که این امر باعث افزایش نفوذپذیری میشود و هدر رفت محتویات سلول و از دست رفتن مکانیزمهای جذب عناصر را به دنبال دارد. کلسیم (Ca2+) برای طویل شدن و تقسیم سلولی ضروری است. کمبود کلسیم توسعه جوانههای انتهایی اندام هوایی و نوک ریشهها را کاهش داده و باعث توقف رشد گیاه میشود. کلسیم همچنین برای انتقال کربوهیدارتها و عناصر غذایی ضروری است. تجمع کربوهیدارتها در برگها تحت شرایط کمبود کلسیم باعث کاهش مقدار کربوهیدراتهای ساقه و ریشه شده و به ایفای نقش طبیعی ریشه (جذب عناصر غذایی) صدمه میرساند زیرا در این حالت میزان تامین انرژی کم است. در نتیجه کمبود کلسیم منجر به بدشکلی بافت های ذخیره ای در بسیاری از میوهجات و سبزیجات میشود. با وجود اینکه کلسیم در نقل و انتقال مواد مهم است ولی معمولا در گیاه غیر پویا است. به دلیل اینکه کلسیم در گیاه توزیع مجدد نمییابد تامین مداوم کلسیم برای جذب ریشه گیاهان برای رشد طبیعی و توسعه میوهها بسیار اهمیت دارد.
شرایطی از خاک که رشد ریشه گیاهان را کاهش میدهد (مانند سمیت آلومنیوم، کمبود فسفر، بیماریها و ...) دسترسی ریشه به کلسیم را محدود کرده و باعث ایجاد کمبود این عنصر میشود. مشکلات مربوط به جذب ناکافی کلسیم در گیاهانی که سیستم ریشهای کوچکی دارند نسبت به گیاهانی که سیستم ریشهای توسعه یافتهای دارند بیشتر متداول است.
علائم کمبود کلسیم، نخست در بافتهای میرستمی برگها، ساقهها و ریشهها مشاهده میشود. نوک و حاشیه برگها زرد شده و یا میسوزد حالتی که معمولا به پشت برگشتن و سوختگی نوک گفته میشود. ترشح مواد ژلاتینی باعث میشود که در برخی گیاهان نوک برگها به هم بچسبد. کمبود کلسیم باعث گرهزایی ضعیف به وسیله باکتریهای تثبیت کننده نیتروژن در ریشه لگومها میشود و بافت گرهها سفید تا خاکستری است در حالی که رنگ گرهها در گیاهان سالم صورتی تا قرمز میباشد. در شرایط کمبود شدید کلسیم توسعه ریشه کند شده و نوک ریشهها به رنگ تیره درآمده و میمیرد.
جذب کم کلسیم همراه با محدود شدن انتقال کربوهیدراتها علائم مشخصی را در میوهجات و سبزیجات به وجود میآورد. به عنوان مثال پوسیدگی گلگاه در فلفل و گوجه فرنگی، بدشکلی هندوانه، لکه تلخی در سیب، لکه قهوهای بین برگها سیب زمینی، قلب قهوهای بادام زمینی، قلب سیاه در کرفس و حفرههای موضعی در هویج را میتوان نام برد. کمبود کلسیم باعث کم رنگی و بافت نرم میوهجات میشود که باعث کم شدن عمر انبارداری و بازارپسندی میشود. کیفیت سبزیجات برگی مانند کاهو، کلم و اسفناج به دلیل سوختگی نوک و حاشیه برگها کاهش پیدا میکند.
Havlin, J. L., Tisdale, S. L., Nelson, W. L., & Beaton, J. D. (2016). Soil fertility and fertilizers. Pearson Education India.
Kirkby, E. A., & Pilbeam, D. J. (1984). Calcium as a plant nutrient. Plant, Cell & Environment, 7(6), 397-405.