گستره جغرافیایی عنصر روی در جهان
گزارش جهانی فائو حاکی از این است که کمبود روی در بخشهای گسترده ای از جهان وجود دارد، بطوریکه خاکهای دارای کمبود مساحت ۳۰ درصدی را شامل می شوند. عواملی نظیر آهکی بودن خاکها، شنی بودن خاکها، فقر ماده آلی در خاک، غرقابی و تهویه ضعیف و شدت آبشویی باعث کمبود روی در خاک می باشند. اولین بار در سال ۱۸۷۰ تاثیر مثبت روی بر روی رشد گیاهان توسط رائولین کشف شد.
گستره جغرافیایی عنصر روی در جهان
گزارش جهانی فائو حاکی از این است که کمبود روی در بخشهای گسترده ای از جهان وجود دارد، بطوریکه خاکهای دارای کمبود مساحت ۳۰ درصدی را شامل می شوند. عواملی نظیر آهکی بودن خاکها، شنی بودن خاکها، فقر ماده آلی در خاک، غرقابی و تهویه ضعیف و شدت آبشویی باعث کمبود روی در خاک می باشند. اولین بار در سال ۱۸۷۰ تاثیر مثبت روی بر روی رشد گیاهان توسط رائولین کشف شد.
وضعیت روی در ایران
بیش از ۶۰% از زمین های کشاورزی در ایران دارای کمبود روی هستند و همین امر سبب کاهش ۵۰% محصولات می‌شود.
اهمیت عنصر روی
روی یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاه است که مقدار آن در پوسته زمین حدوداً ۸۰ میلی گرم در کیلوگرم و مقدار کل آن در خاک از ۱۰ تا ۳۰۰ میلی گرم در کیلوگرم متغیر است . مقدار روی در خاک سطحی ، کمتر از خاک زیرین است . روی قابل جذب بصورت محلول و تبادلی است و PH خاک مقدار ماده آلی، مقدار و نوع رس، کربنات های خاک، همچنین مقدار فسفر، سولفات، آهن، منگنز و مس، از جمله مواردی است که در قابلیت جذب روی توسط گیاه دخالت دارند. غلظت روی در محلول خاک معمولا خیلی پایین است. محلولیت روی کاملا وابسته به PH است.
پروتئین گیاهان در کمبود روی به سختی تشکیل می شود. روی در گیاه از تحرک کمی برخوردار است و علائم کمبودش در برگهای جوان دیده می شود و در بسیاری از سیستم های آنزیمی گیاه نقش فعال کننده ، کاتالیزوری و یا ساختمانی دارد. در اثر کمبود روی، فتوسنتز خالص بمقدار ۷۰ درصد کاهش پیدا می کند. همچنین روی سطوح اکسین (IAA) در گیاه را تحت تاثیر قرار می دهد ، بطوری که کمبود آن موجب توقف رشد همچنین تجزیه ایندول استیك اسید بوسیله افزایش فعالیت پراکسیداز می شود.
این عنصر بطور غیر مستقیم مقدار آب گیاه را تحت تاثیر قرار می دهد ، زیرا با کاهش اکسین که در اثر کمبود روی اتفاق می افتد، رشد دیواره های سلولی ضعیف شده و کاهش می یابد و در این شرایط فشار اسمزی بالا رفته وباعث محدود شدن جذب آب خواهد شد.
عناصر پر مصرف Macroelements or Macronutrients
عناصر ضروری پر مصرف شامل کربن C، هیدروژن H، اکسیژن O، نیتروژن N، فسفر P، پتاسیم K، کلسیم Ca، گوگرد S و منیزیم Mg می باشند.عناصر کم مصرف Micronutrients
عناصر کم مصرف شامل آهن Fe، کلر Cl، منگنز Mn، بور B، روی Zn، مس Cu و مولیبدن Mo می باشند.فعالیت آنزیمی روی (زینک)
روی (زینک) برای تشکیل هورمون ایندول استیک اسید مورد نیاز است. سبب فعال شدن آنزیم های الکل دهیدروژناز، اسید لاکتیک دهیدروژناز، اسید گلوتامیک دهیدروژناز و کربوکسی پپتیداز می‌شود.اشکال روی در خاک ها
روی در خاک به شکل های زیر دیده می شود:- به عنوان جزء ساختمانی در کانیهای رسی
- بصورت کاتیون قابل تبادل جذب سطحی شده در کانیهای رسی
- بخشی از روی نیز بصورت جذب سطحی اکسیدها، هیدروکسیدها و اکسی هیدروکسیدهای آهن و آلومینیم و همچنین جذب سطحی کربناتها می شوند.
- بخشی از روی هم بصورت ترکیب با ماده آلی موجود است.
- بخش کمی نیز بصورت محلول وجود دارد.
علل بروز کمبود روی در ایران
- فقیر بودن خاک از کانی های حامل روی
- وجود PH قلیایی و مقدار زیادی کربنات کلسیم در خاک و بی کربنات در آب های آبیاری
Ph:
pH یکی از عوامل مهم در کنترل فعالیت روی در خاک می باشد و با هر واحد افزایش در مقدار pH غلظت روی ۱۰۰ برابر کاهش می یابد. حرکت روی در خاک بصورت انتشار بوده و ضریب انتشار روی در خاکهای آهکی نسبت به خاکهای اسیدی ۵۰ مرتبه کمتر است، و به این دلیل کمبود روی در خاکهای آهکی مشهود است. - مرده بودن خاک مانند وضعیت خاک ها پس از تسطیح که فاقد باکتری ها و مواد آلی مفید هستند
- مقدار زیاد فسفر و ازت در خاک کمبود روی عموماً در خاک های شنی اسیدی با مقدار پایین کل روی ، خاک های خنثی و بازی مخصوصاً خاک های آهکی ، خاک های با مقدار زیاد رس ریز و سیلیت ، خاک های دارای مقدار زیاد فسفر قابل استفاده و بعضی از خاک های آلی دیده می شود.
نقشهای عنصر روی در گیاهان
- تولید هورمون های رشد و همینطور تلقیح و باروری گیاهان
- عدم ریزش برگ
- کمبود آن سبب تاخیر در باز شدن به موقع برگ ها و گل ها می شود
- تاثیر بر روی بیش از ۳۰۰ نوع آنزیم
- این عنصر توان جذب و انتقال آب توسط گیاهان را تحت تاثیرقرار داده و همچنین تا حدی اثرات بد استرس های کوتاه مدت شوری و گرما را از بین میبرد.
- نقش کلیدی در سنتز اسیدآمینه تریپتوفان که این اسیدآمینه پیش ساز ایندول استیک اسید است.
- نقش کلیدی در سنتز هورمون اکسین که از هورمونهای رشد می باشد.
- حفظ یکپارچگی غشاهای سلولی از طریق واکنش با فسفولیپیدها و گروه های سولفیدریل پروتئین های غشایی
- گرده افشانی
- افزایش سطح برگ
- بهبود شکاف های پوست درخت
- افزایش پنجه زنی
علائم کمبود روی در گیاهان
روی جزء عناصر غیرمتحرک بوده و علائم کمبود آن در برگهای جوان دیده می شود. این علائم در گیاهان مختلف متفاوت است ولی بطور عمومی ای علائم عبارت است از:
- برگهای تازه بصورت کوچک ونازک تربوده و لبه های موجی پیدا می کنند.
- در برخی از گیاهان، برگ‌هایی که دچار کمبود روی هستند میان‌گره‌های کوچکی دارند، در نتیجه برگها برروی ساقه تجمع می‌یابند (روزت شدن)
- کوتولگی برگها بدلیل کاهش یاتوقف رشد برگهای جدید
- کاهش طول میانگره ها
- ظهور لکه های قهوه ای در برگهای پایین
- زردی بین رگبرگی در برگهای جوان
علائم کمبود روی در ذرت
محصولاتی که نسبت به کمبود روی حساس هستند
غلات ، میوه هایی نظیر مرکبات، سیب، گلابی و هلو
بیش از ۸۰ درصد از زمین های زراعی ایران کمتر از ۱ میلی گرم در هر کیلوگرم روی (قابل استخراج توسط (DTPA دارند، در حالیکه سطح بحرانی روی در خاک های زراعی بین ۱ تا ۷ میلی گرم در کیلوگرم است.
در بین غلات، گندم یکی از مهمترین محصولات استراتژیک در ایران است که بیش از ۴۵ درصد پروتئین و ۵۵ درصد کالری افراد را تامین می کند. محصولاتی که از گندم به دست می آید اگر کمبود روی داشته باشند دارای وزن کم بوده و کیفیت محصولشان نیز پایین می آید. کمبود مواد مغذی و به ویژه روی در مزارع تحت کشت گندم معمول است.
بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی، نسبت مولی اسید فیتیک به روی باید کمتر از ۲۵ باشد تا عناصر غذایی موجود در نان قابل جذب در سیستم گوارش بدن باشد. استفاده از کودهای حاوی روی در مزارع گندم این نسبت را به کمتر از ۲۵ کاهش می دهد، به طوری که عناصر موجود در نان از این گندم پخته می شود برای انسان قابل هضم است.
گیاهان حساس به کمبود روی
ذرت، گندم، برنج، سویا، نخود، سورگوم، مرکبات و انگور همه به کمبود روی حساس هستند. درختان مرکبات در جنوب و شمال ایران حساس به کمبود روی در مقایسه با سایر درختان میوه مانند سیب، گلابی و هلو هستند.
گیاهان مقاوم به کمبود روی: برخی از محصولات مقاوم در برابر کمبود روی عبارتند از هویج، سبزیجات و جو.
انواع کودهای روی
کودهای محتوی روی در حالت کلی در ۳ دسته تقسیم بندی می شوند که عبارتند از : ترکیبات معدنی، کلاتهای مصنوعی و ترکیبات آلی. در بین این کودها، سولفات روی و کلات روی جزء مهمترین کودها می باشند.
پاسخ گیاهان به مصرف کود روی
انواع کودهای روی، زمان مصرف و روش مصرف
کودهای محتوی روی در حالت کلی در ۳ دسته تقسیم بندی می شوند که عبارتند از : ترکیبات معدنی، کلاتهای مصنوعی و ترکیبات آلی. در بین این کودها، سولفات روی و کلات روی جزء مهمترین کودها می باشند.
روش مصرف کود روی
ترکیبات معدنی شامل سولفات روی و اکسید روی می باشند که سولفات روی کود رایج در کشاورزی است و حلالیت قابل قبولی دارد و بصورت نواری، پخش سطحی و محلول پاشی برگ قابل استفاده است. از ترکیبات کلاته مصنوعی هم می توان کلات روی را نام برد که بصورت Zn-EDTA قابل استفاده است. این ترکیب را می توان بصورت محلولپاشی و همچنین با آب آبیاری استفاده کرد. بنابراین برای محلول پاشی برگی کود های کلات روی در اواویت بوده و در درجه دوم میتوان از سولفات روی نیز استفاده کرد.
زمان مصرف کودهای حاوی روی
زمان مصرف کودهای حاوی روی با توجه به شرایط مختلف متفاوت است. معمولا در گیاهان زراعی استفاده از کودهای حاوی روی در سه مرحله انجام می شود که این مراحل عبارتند از : زمان قبل از کشت، بذرمال کردن و مصرف در مرحله رویشی.
برای مثال در محصول استراتژیک گندم، استفاده از کودهای حاوی روی در مرحله رویشی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به این ترتیب که میتوان قبل از کشت یا حین کشت از کودهای سولفات روی استفاده کرد.
در محصولات باغی و درختان میوه مهمترین مرحله ای که از لحاظ تغذیه قابل ملاحظه است، مرحله فروت ست است که این مرحله در زمان تورم جوانه ها انجام می گیرد. عنصر روی یکی از عناصر کلیدی در تغذیه فروت ست میباشد که با اولویت کلات روی و بعد سولفات روی انجام می گیرد. همچنین در زمان زمستان نیز کودهای روی بهمراه گوگرد در زیر سایه انداز و بصورت مصرف چالکود استفاده می شوند.
برخی از منابع مورد استفاده
-Zinc for crop production, MORTVEDT and GILKES, 1993
-Zinc for crop production, University of Minnesota Extension, 2016
-Agronomic Effectiveness of Zinc Sources as Micronutrient Fertilizer, Montalvo et al, 2016
-Zinc Deficiencies and Fertilization in Corn Production, pioneer