از آنجایی که گیاهان مکانیزم جذب کاملا انتخابی ندارند، می توانند عناصر ضروری و غیر ضروری و همچنین مضر را جذب کنند، بنابراین ترکیب معدنی گیاهان راهنمای خوبی برای تعیین اینکه آیا عناصر جذب شده نقش اساسی دارند یا خیر، نیست.
کلسیم یکی از عناصر ریزمغذی ثانویه است که براساس مقاله Helena Chemical.Com، به مقدار زیادی از آن بعنوان کاتیون دوظرفیتی (Ca2+) برای تشکیل دیواره سلولی و غشای سلولی در همه گیاهان مورد نیاز است و این عنصر نقش حیاتی در ساختار خاک دارد. یکی از مهمترین عناصر معدنی بوده که باعث کیفیت میوه می شود و همچنین خاصیت انبارداری میوه را بهبود بخشیده و رسیدگی میوه را هم به تاخیر می اندازد. از آنجاییکه کلسیم در خاک و بافتهای گیاه بصورت غیر متحرک است، بنابراین برای دسترسی مداوم گیاهان به این عنصرنیاز به منبعی برای تامین آن می باشد. کلسیم هم در تغذیه گیاه و هم در سلامت خاک نقش دارد. علائم کمبود کلسیم گیاهی، ازجمله مقادیر کم آزمایش بافت، قابل مشاهده است، اما اغلب این نتیجه به دلایلی بغیر از محتوای پایین کلسیم خاک مربوط می شود.
کلسیم فقط در داخل آوندها بصورت متحرک است، به این صورت که در داخل آوندها تنها حرکت رو به بالا داشته و زمانی که در جای خود قرار گرفت به حالت غیرمتحرک درمی آید و قابلیت انتقال به بافتهای جوان و در حال رشد را نخواهد داشت. کمبود کلسیم در طبیعت نادر است، اما بعلت تحرک کم کلسیم در گیاه، ما می توانیم کمبود آن را حتی در خاکهای با سطح بالای کلسیم هم مشاهده کنیم. به این صورت که کمبود کلسیم، جوامع گیاهی را در خاکهای آهکی محدود می کند. این مشکل اغلب زمانی ظاهر می شود که کلسیم به اندازه کافی به اندام های گیاهی که در آن نیاز است حرکت نمی کند.
عملکرد کلسیم
-
پایداری دیواره سلولی
کلسیم به شکل پکتات کلسیم مسئول حفظ و نگهداری از دیواره سلولی گیاهان را بر عهده دارد و هنگامی که کمبود کلسیم در گیاه وجود داشته باشد، بافتهای جدید مثل نوک ریشه، برگهای جوان و نوک ساقه اغلب به دلیل تشکیل نامناسب دیواره سلولی، رشد انحرافی را نشان می دهند. کلسیم همچنین در فعال کردن آنزیم های خاص و ارسال سیگنال هایی که فعالیت سلولی خاص را هماهنگ می کنند، استفاده می شود. همچنین کلسیم برای یکپارچگی و پایداری غشا لازم است. کلسیم کافی علاوه بر نقشی که به عنوان یکی از عناصر درشت مغذی در تغذیه گیاه دارد، در حفظ خواص فیزیکی خاک و بازیابی خاک های سدیمی نیز نقش دارد. کلسیم با کمک به فولیکوله شدن رس و همچنین بهبود هوادهی و تهویه خاک به حاصلخیزی خاک کمک می نماید. اگر مقدار سدیم قابل تبادل (ESP) کمتر از ۵ درصد ظرفیت تبادلی خاک باشد، ساختار خاک و ظرفیت نگهداری آب بهبود می یابد. از آنجایی که کلسیم میل ترکیبی قوی‌تری نسبت به سدیم برای مکان‌های تبادلی دارد، کلسیم افزوده شده می‌تواند با جابجایی سدیم، ساختار خاک را بهبود بخشد.
-
جلوگیری از نفوذ قارچ و عوامل بیماری زا به داخل سلول
-
رشد سلول:
کلسیم کافی در سلول‌های گیاهی باعث رشد طولی سلول و تقسیم سلولی خواهد شد و برای رشد اندامهای جوان موجود در انتهای ریشه ضروری می باشد.
-
تعادل آنیون و کاتیون
گیاهان یکسری ترکیبات اسید آلی نظیر اگزالات ترشح کرده که اینها را در واکوئلهای خودشان ذخیره می کنند و این ترکیبات آنیونهای آلی هستند که کلسیم بعنوان یک کاتیون وظیفه خنثی سازی این ترکیبات را بر عهده دارد. یکی از این آنیونها که کلسیم آنرا خنثی می کند نیترات است.
کمبود کلسیم در خاک
کمبود کلسیم می تواند در خاکهای سبک و یا شدیدا اسیدی رخ بدهد. pH خاک به طور کلی ارزیابی خوبی از سطوح کلسیم در خاک ارائه می دهد. خاکهای قلیایی حاوی کلسیم بیشتری نسبت به خاکهای اسیدی هستند و مقداری از کلسیم موجود به صورت رسوبات گچ (سولفات کلسیم) یا سنگ آهک (کربنات کلسیم) در دسترس محصول خواهد بود. این به این دلیل است که این مواد معدنی در یک واکنش تعادل حلالیت هستند. به عنوان مثال، گچ دارای حلالیت حدود ۲٫۴ گرم در لیتر و کربنات کلسیم ۰٫۰۱۳ گرم در لیتر است، بنابراین مقدار کلسیم حاصل از گچ به طور قابل توجهی بیشتر از مقدار کربنات کلسیم است. همچنین فرم سولفاته، یونهای کلسیم آزاد بیشتری نسبت به فرم کربناته آزاد می کند، به این دلیل که ثابت حلالیت سولفات کلسیم حدود ۱۰۰۰۰ برابر بیشتر از کربنات کلسیم است. زمانی که مقدار کلسیم کم باعث بروز مشکلات گیاهی می شود بایستی با آزمایش خاک از میزان کلسیم در خاک مطمئن شویم. جدول پایین اطلاعات خوبی از اهمیت سطوح کاتیونها در خاک ارائه می دهد.
علائم کمبود کلسیم در گیاه
علائم کمبود (الف) در برگهای جوان در حال بزرگ شدن مشاهده می‌شود، مانند «سوختگی نوک» سبزیجات برگ‌دار، (ب) در بافتهای بسته، مانند «قلب قهوه‌ای» سبزیجات برگ‌دار یا «قلب سیاه» کرفس، یا (ج) در بافت هایی که عمدتاً از آبکش تغذیه می شوند تا آوند چوبی، مانند «پوسیدگی انتهایی شکوفه» هندوانه، فلفل و میوه گوجه فرنگی، «لکه تلخ» سیب و «غلاف خالی» در بادام زمینی.
یکسری از اختلالات فیزیولوژیک مانند ترک خوردن در میوه هایی مثل سیب، احتمالا به دلیل ضعف های ساختاری در دیواره سلولی رخ می دهد. دلیل این کمبود به این خاطر است که کلسیم نمی تواند از بافتهای قدیمی حرکت کند و ازطریق آبکش دوباره توزیع شود. کلسیم توسط ریشه ها از محلول خاک گرفته شده و از طریق آوند چوبی به اندام های هوایی می رسد.این امر باعث می‌شود بافتهای در حال رشد به تامین فوری کلسیم در آوند چوبی که وابسته به تعرق است تکیه کنند. تعرق در برگهای جوان و در میوه کم است. هر عاملی که تعرق را کم و کند کند، مانند رطوبت بالا و یا دمای سرد، می تواند باعث کمبود کلسیم شود. حتی اگر سطح کلسیم در محیط رشد طبیعی باشد، این کمبود می تواند اتفاق بیفتد. در ابتدا قسمتهایی ازگیاه که آب کمی دارد، یعنی برگها و میوه های جوان، کمبود کلسیم را نشان می دهند. اندامهای گیاهی که تعرق پایینی دارند (مثلاً میوه‌هایی مانند خربزه، سیب و گوجه‌فرنگی با پوست مومی ، گیاهان برگ‌دار مانند کاهو) ممکن است دچار اختلالات کم کلسیم شوند. هنگامی که این اختلالات ایجاد می شود، گاهی اوقات مربوط به تامین کلسیم خاک است، اما اغلب به تنش آبی، دمای خنک و تعرق محدود مربوط می شود.
پوسیدگی گلگاه یا پوسیدگی انتهای شکوفه
یک مشکل رایج برای پرورش دهندگان گوجه فرنگی و فلفل است که خود را به صورت لکه های مرطوب در سطح زیرین میوه نشان می دهد. گوجه فرنگی اغلب به عنوان شایع ترین قربانی پوسیدگی انتهای شکوفه ناشی از کمبود کلسیم ذکر می شود. پوسیدگی انتهای شکوفه باعث می شود که گوجه فرنگی و فلفل نامطلوب به نظر برسد و غیرقابل خوردن شود. همانطور که میوه رشد می کند، فرو رفته و ظاهری سخت و چرمی به خود می گیرد. معمولاً به دلیل کمبود در دسترس بودن کلسیم ایجاد می شود و می توان آن را با اسپری محلول پاشی نیترات کلسیم درمان کرد. همچنین می‌توانید خاک خود را با کود نیترات کلسیم درمان کنید تا از پوسیدگی انتهای شکوفه‌ها در فصل رشد بعدی مشکلی ایجاد نشود.
لکه چوب پنبه ای و لکه تلخی
مشکلاتی هستند که سیب را تحت تاثیر قرار می دهد و هر دو می توانند ناشی از کمبود کلسیم در سیب بروز نمایند. لکه چوب پنبه معمولاً در ماه ژوئن روی سیب ها ظاهر می شود و با ادامه تابستان بدتر می شود. مشکل بصورت فرورفتگی هایی روی میوه ظاهر می شود و اندازه متفاوت ایجاد می کند ولی در مزه و طعم سیب تغییری ایجاد نمی کند و تنها بازار پسندی و جذابیت میوه را تحت تاثیر قرار می دهد و باعث ایجاد لکه های قهوه ای روی میوه می شود.
همانند لکه چوب پنبه ای، لکه تلخی طعم میوه را مختل و تلخ می کند. هر دوی این مشکلات با کمبود کلسیم همراه است و با استفاده از کود نیترات کلسیم قابل رفع است.
علائم سمیت کلسیم
سمیت کلسیم به ندرت اتفاق می افتد. سطوح بالای کلسیم می تواند با جذب منیزیم و پتاسیم رقابت کند و باعث کمبود آنها شود. هنگامی که کلسیم بیش از حد در محلول ریزوسفر وجود داشته باشد، گیاهان ممکن است دچار سمیت کلسیم شوند. این ممکن است از جوانه زدن بذرها جلوگیری کرده و سرعت رشد گیاه را کاهش دهد. در گوجه فرنگی پرورشی، یکی از علائم کلسیم اضافی، ایجاد لکه‌های ریز زرد رنگ یا «لکه‌های طلایی» در دیواره‌های سلولی اطراف کاسه گل و شانه‌های میوه است این لکه ها کریستال های اگزالات کلسیم هستند و فراوانی آنها با رطوبت زیاد و لقاح کلسیم بالا افزایش می یابد.
خاکهایی که مقدار کافی کلسیم دارند، خاصیت نفوذ آب بهتری دارند. این به این دلیل است که کلسیم باعث جابجایی سدیم در خاک شده و با آبیاری های کافی ازپروفیل خاک شست و شو پیدا می کند و باعث بهبود کیفیت کلی خاک خواهد شد. خاکهایی که سدیم زیاد و کلسیم پایین دارند، تحت عنوان خاکهای سدیک طبقه بندی شده و این خاکها اجازه نفوذ خوب آب را نمی دهند. در این شرایط، افزودن کلسیم بصورتن مقادیر زیاد گچ یا آهک بسته به شرایط شیمیایی خاک اهمیت دارد. کمبود کلسیم براحتی با تغذیه مناسب قابل کنترل است. افزودن یک منبع کلسیمی با کیفیت در یک برنامه محلولپاشی به کاهش علائم کمبود کمک خواهد کرد. نظارت بر سطح کلسیم در خاک و نمونه برداری از بافت گیاه، می تواند در تصمیم گیری کوددهی مناسب کلسیم کمک نماید.
مقادیر کلسیم در گیاهان سطح نیازمندی گیاهان
نیاز کلسیم برای گیاهان مختلف متفاوت است، بطوریکه گیاهان و محصولات علفی کمترین نیازحبوبات نیازمتوسط و محصولات میوه و پنبه دارای بیشترین مقدار و بیشترین نیاز هستند. در این رابطه میتوان به سطح ۰٫۲۰ تا ۰٫۲۵ درصد برای محصولات علفی و مرتعی، غلظت بحرانی ۰٫۵۰ در برگهای بالغ برای دانه سویا، ۱٫۲۵ درصد در بادام زمینی، ۱درصد در مورد برگ سیب، ۱٫۲۵ درصد در برگ هلو، ۱ درصد غلظت بحرانی کلسیم در برگ گوجه فرنگی گلخانه اشاره کرد. همچنین بالاترین غلظت بحرانی مربوط به کلسیم پنبه با ۲ درصد در برگ به خود اختصاص داده است. همچنین باید در نظر داشت که آزمایش بافت گیاهی یک تشخیص قابل اعتماد برای کمبود کلسیم نیست، عمدتاً به این دلیل که علائم مشاهده شده مربوط به کمبود، اغلب یک مشکل حمل و نقل است، نه مشکل تامین این عنصر.
منابع کودی حاوی کلسیم
هنگامی که ورودی های درست و هدفمند منابع کلسیم در طول فصل رشد مورد استفاده قرار بگیرد، این منابع به بهترین وجه در ناحیه فعال ریشه باعث تقویت جذب سریع کلسیم خواهند شد.
آهک
مقدار آهک باید در خاکهای اسیدی به میزانی استفاده شود تا pH خاک را در سطح مورد نظر نگهدارد.
گچ
به عنوان مکمل کلسیم و بعنوان یک اصلاح کننده خاک مورد استفاده قرار می گیرد.
کودهای فسفاته
سوپرفسفات ساده دارای مقادیر بالایی کلسیم است. همچنین کودهای MAP و DAP نیز دارای مقادیر کمی از کلسیم می باشد.
کلرور کلسیم
منبع دیگری که برای محلول پاشی بمنظور تامین کلسیم در گیاه انجام می شود، کلرور کلسیم می باشد که معمولا با غلظتهای ۵ در هزار محلولپاشی می گردد.
در مطالب قبلی گفته شد که باوجود کافی بودن مقدار کلسیم در خاک، کمبود این عنصر ممکن است در بافت میوه بروزنماید که محققین دلیل این امر را ناشی از تعرق بالای برگ در مقابل تعرق کم میوه به دلایلی از جمله وجود کرک روی میوه عنوان کرده اند. معمولا با کاربرد خاکی کلسیم مشکل کمبود این عنصر در میوه مرتفع نشده و مستلزم مصرف مستقیم کلسیم روی میوه است. با کاربرد مستقیم کلسیم روی میوه مقداری از این کمبود رفع می شود. این کار را می توان با استفاده از محلولپاشی کلسیم در زمان های قبل از برداشت یا غوطه ورسازی در زمان بعد از برداشت محصول انجام داد. بررسی ها نشان داده است که محلولپاشی کلرید کلسیم در مقایسه با تیترات کلسیم و سایر ترکیبات بیشترین کارایی را نشان داده است و این به این دلیل است که نفوذ این ترکیب به داخل کوتیکول میوه بیشتر بوده است.منابع محلول پاشی نیترات کلسیم
محلول پاشی نیترات کلسیم مخصوصا روی بافتهای در معرض کمبود (مثل سیب)، می تواند خطر اثرات کمبود کلسیم را کاهش بدهد. این روش برای اصلاح پوسیدگی انتهای شکوفه، گودال تلخ و لکه چوب پنبه بهترین است. ابتدا باید میوه های آسیب دیده را حذف شوند. برگ ها و ساقه های گیاه را در یک روز ابری یا نزدیک به غروب زمانی که دمای هوا بالا نیست اسپری کرد. بیشتر کودهای حاوی کلسیم با نیترات کلسیم فرموله می شوند. باید توجه داشته باشیم که نیترات کلسیم به طور بالقوه بازی است، به این معنی که باعث افزایش pH محیط رشد می شود مگر اینکه اسید تزریق شود یا از کودهای اسیدی استفاده شود.
در اینجا برخی از کاربردهای رایج آن آورده شده است:
مقدار/ روش مصرف کود تیترات کلسیم برای پیشگیری و درمان بیماری گیاهان
برای مخلوط کردن کود نیترات کلسیم خود برای درمان گیاهان بیمار و آسیب دیده از کمبود کلسیم، چهار قاشق غذاخوری نمک نیترات کلسیم را به یک گالن آب اضافه کنید و مخلوط کنید. برای استفاده از کود نیترات کلسیم به عنوان پیشگیری از بیماری، یا برای متعادل کردن سطوح مواد مغذی در گیاهان خود، از یک قاشق غذاخوری نیترات کلسیم برای هر گالن آب استفاده کنید. بعبارتی یک قاشق غذاخوری نیترات کلسیم در داخل یک لیتر آب حل می شود. همچنین باید ازحل شدن کامل نیترات کلسیم در داخل آب اطمینان حاصل کرد وگرنه باید قسمت رسوبیافته را دور ریخت.
در صورت خریداری کود گرانول نیترات کلسیم، می توان آن را در خاک مخلوط کرد. در صورت مصرف سرک، باید کود نیترات کلسیم با خاک سطحی مخلوط شده و همچنین نباید آن را بصورت مستقیم روی ساقه یا تنه قرار داد. از طرف دیگر، می توان نیترات کلسیم دانه ای را با آب مخلوط کرده و گیاهان را از طریق جذب ریشه یا اسپری برگی تغذیه کرد.
زمان استفاده از محلولپاشی کلرید کلسیم
طبق بررسی های انجام شده مناسبترین و بهترین زمان برای محلولپاشی ترکیب کلرید کلسیم ۱ ماه بعد از ریزش گل میباشد.
چه زمانی باید نیترات کلسیم را برای گیاهان استفاده کرد؟
بهترین زمان برای سمپاشی نیترات کلسیم پس از آبیاری خوب گیاهان است و از زمانی که خورشید در بالاترین حد خود در آسمان است باید خودداری کرد.بعد ازرشد گیاهان و قبل از تولید و ظهور میوه، یکبار دیگر می توان از نیترات کلسیم استفاده کرد. در کاربردهای بعدی از غلظت ضعیفتر کود استفاده می شود. می توان نیترات کلسیم را یک یا دو بار دیگر در طول فصل رشد بر اساس نیاز گیاهان استفاده کرد.
کلسیم در آب
همه منابع آب، حاوی مقداری کلسیم هستند. به عنوان یک قاعده کلی، آب چاه های عمیق کلسیم کافی برای رشد طبیعی محصول را دارد، در حالیکه آب چاه های کم عمق، منطقه ساحلی، باران، دریاچه، رودخانه یا برکه معمولا سطح کلسیم کافی ندارد. اگر سطح کلسیم موجود در آب ۴۰ تا ۶۰ پی پی ام یا بیشتر باشد، نیازچندانی به استفاده از کود تامین کننده کلسیم نمی باشد.
منابع مورد استفاده
-Moez ardalan, M. and G. Savabeghi Firozabadi. 1376. Nutrition of fruit trees. Publishing Institution of Jahad. Iran. (In Farsi).
- Montanaro, G., B. Dichio, C. Xilo yannis and G. Celano. 2006. Light influences transpiration and calcium accumulation in fruit of kiwifruit plants (Actinidia deliciosa var. Deliciosa). Plant Sci. 170:520-527.
- Tzoutzoukou, C.G. and D.L. Bouranis. 1997. Effect of preharvest application of calcium on the postharvest physiology of apricot fruit. J. Plant Nutr. 20:295-309.
-White, P. J. and M. R. Broadley. 2003. Calcium in plants. Annals of Botany 92: 487-511.
-Wiersum, L.K. 1979. Ca-content of the phloem sap in relation to Ca-status of the plant.
Acta Bot. 28:221-224.
گردآورنده: راضیه خرابلو
دکتری تخصصی شیمی و حاصلخیزی خاک