مروری بر نقش عناصر نیتروژن، روی و بور بر ویژگی های رشدی و عملکردی گیاهان

جمعیت جهانی با سرعت قابل توجهی در حال افزایش است و برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای غذا، کشاورزان به کشت فشرده، استفاده از زمین‌های بیشتر و افزایش مصرف کودها روی آورده‌اند. نیتروژن یکی از مهم‌ترین عناصر غذایی و عامل محدودکننده رشد گیاهان است که نقش بسیار حیاتی در تغذیه گیاهان ایفا می‌کند. نیتروژن جزء اصلی پروتئین در گیاهان به شمار می‌رود و در فرآیندهای متابولیکی مرتبط با سنتز و انتقال انرژی شرکت دارد. بنابراین، گیاهان برای رشد طبیعی خود به مقادیر کافی نیتروژن نیاز دارند.

روی به عنوان یک ریزمغذی، در بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی مانند تشکیل کلروفیل، تولید گرده، لقاح، سنتز پروتئین، افزایش طول سلول و تشکیل گره‌ها نقش مهمی دارد. به همین دلیل، تغذیه با روی تأثیر مثبتی بر رشد، عملکرد و پارامترهای فیزیولوژیکی گیاهان دارد. به طور مشابه، بور نیز در عملکرد بافت‌های تولید مثل، حفظ یکپارچگی ساختاری غشای پلاسمایی و انتقال قند نقش عمده‌ای ایفا می‌کند.

این بررسی سعی دارد تا نگاهی به نقش تغذیه‌ای نیتروژن، روی و بور و تأثیر کودهای حاوی این عناصر، از جمله کود مایع فروت ست زرگرین که توسط گروه صنعتی پژوهشی فرهیختگان زرنام تولید شده، بر پارامترهای فیزیولوژیکی، رشد و عملکرد گیاهان داشته باشد.

خاک به عنوان یک ماتریس پیچیده، شامل فرآیندهای متعددی است که به طور همزمان در حال وقوع‌اند. این واکنش‌ها و عملکردها برای درک رفتار عناصر غذایی در خاک ضروری هستند و بر دسترسی گیاهان به مواد مغذی تأثیر می‌گذارند. گیاهان برای رشد و تکمیل چرخه زندگی خود به حدود 17 ماده مغذی نیاز دارند، که شامل عناصر اصلی (نیتروژن، فسفر و پتاسیم)، عناصر ثانویه (کلسیم، منیزیم و گوگرد)، عناصر میکرو (آهن، روی، منگنز، مس، کلر، بور، مولیبدن و کبالت) و همچنین عناصر غیرمعدنی (کربن، هیدروژن و اکسیژن) که از آب و هوا تأمین می‌شوند، می‌باشد. با انجام کشت و برداشت محصول، سطح این مواد مغذی کاهش می‌یابد.

کاهش سطح عناصر غذایی، هم از نظر کیفی و هم از نظر کمی، بر تولید محصول تأثیرگذار است. برای جبران این کاهش، باید یا با بازگرداندن مواد مغذی خارج شده از خاک به وسیله فرآیند تجزیه طبیعی (با استفاده از کودهای آلی) اقدام کرد یا با استفاده مستقیم از این مواد به عنوان کود (با استفاده از کودهای شیمیایی) جبران شود (زمان و همکاران، 2019).

کوددهی به عنوان یک عامل محدودکننده اساسی در دستیابی به حداکثر عملکرد و کیفیت محصولات، اهمیت دارد. بنابراین، تأمین کافی نیتروژن و ریزمغذی‌ها به عنوان یک استراتژی کلیدی برای افزایش تولید محصولات محسوب می‌شود (کایماز و ارتک، 2015). نیتروژن به عنوان یکی از مواد مغذی معدنی ضروری، نقش حیاتی در رشد و بهره‌وری محصولات و بهبود شاخص‌های کیفی آن‌ها دارد (ماحفوظ و همکاران، 2015) و همچنین به بهبود راندمان استفاده از آب خاک کمک می‌کند (آگامی و همکاران، 2018). در سطح جهانی، روی به عنوان پنجمین عنصر مغذی اصلی کمبود یافته در انسان شناخته می‌شود که عمدتاً به دلیل کمبود آن در خاک است.

روی یک عنصر ضروری برای گیاهان به شمار می‌رود که در بسیاری از واکنش‌های آنزیمی نقش دارد و برای رشد و نمو گیاهان حیاتی است. این عنصر همچنین در تنظیم متابولیسم پروتئین و کربوهیدرات اهمیت دارد (تریودی و همکاران، 2012). عملکردهای فیزیولوژیکی خاص و ضروری روی در متابولیسم گیاه، تأثیر بسزایی بر عملکرد و کیفیت آن دارد. به همین دلیل، تغذیه با روی به طور مثبت بر رشد، عملکرد و پارامترهای فیزیولوژیکی تأثیر می‌گذارد (الایراجا و سنگراول، 2016).

همچنین، بور به عنوان یک ریزمغذی ضروری برای رشد و نمو گیاهان در نظر گرفته می‌شود که به فرم‌های اسید بوریک (H₃BO₃) و بورات (H₂BO₃⁻) جذب می‌شود. عنصر بور برای انتقال قند، تولید مثل گیاهان و جوانه‌زنی دانه گرده ضروری است و نقش آن در حرکت هورمون‌ها و جذب فعال نمک‌ها نیز مشهود است. همچنین، بور تأثیر مهمی بر کیفیت میوه دارد و بر ساختار دیواره سلولی، افزایش طول سلول و رشد ریشه اثر می‌گذارد (مینا و همکاران، 2008؛ راجبت و همکاران، 1986).

در اقلیم‌های خشک و نیمه خشک ایران، خاک‌های آهکی به‌طور معمول با کمبود مواد آلی و نیتروژن مواجه هستند که این امر به‌عنوان یک عامل محدودکننده در رشد و عملکرد گیاهان شناخته می‌شود. از طرفی، استفاده نامتعادل از کودها، به ویژه کودهای فسفره، و کمبود ریزمغذی‌ها باعث شده است که عناصر میکرو مانند روی و بور به شدت در این خاک‌ها کمبود داشته باشند.

یکی از روش‌های مؤثر برای تأمین نیازهای غذایی گیاهان به عناصر معدنی، استفاده از تغذیه‌ی برگی است. در این روش، عناصر غذایی به سرعت و با کارایی بالا در اختیار گیاهان قرار می‌گیرند و این امر می‌تواند به‌ویژه در شرایط کمبود مواد مغذی در خاک‌ها کمک‌کننده باشد. از مزایای این روش می‌توان به کاهش مصرف کودهای شیمیایی و عوارض زیست‌محیطی ناشی از آن، مانند آلودگی آب‌های زیرزمینی و تخریب ساختار خاک، اشاره کرد.

در این راستا، استفاده از کود مایع فروت ست زرگرین می‌تواند نقش مؤثری در بهبود کیفیت و عملکرد محصولات کشاورزی ایفا کند. این کود با فرمولاسیون مناسب و پایه آلی، شامل نیتروژن (5 درصد)، روی (5 درصد) و بور (1 درصد) به همراه 3 درصد اسید آمینه آزاد است. این ترکیبات باعث افزایش جذب بهتر و سریع‌تر عناصر غذایی می‌شوند و در نهایت می‌توانند به بهبود عملکرد محصولات در ابعاد کمی و کیفی کمک شایانی کنند.

در نتیجه، با توجه به شرایط خاص خاک‌های ایران و کمبود عناصر غذایی، استفاده از کودهایی که به طور ویژه برای تأمین نیازهای گیاهان طراحی شده‌اند، می‌تواند به‌عنوان یک راهکار مؤثر در بهبود تولیدات کشاورزی محسوب شود.

1. زاهدی فر. م، موسوی. ع، ا، ارشادی. آ، جعفری اصل. م، امینی. م، نژاد رنجبر. ع. (1401). بررسی اثر کاربرد خاکی کود مایع طبیعی زرگرین بر رشد و ترکیب شیمیایی ریحان در شرایط تنش خشکی. هشتمین همایش علمی پژوهشی توسعه و ترویج علوم کشاورزی و منابع طبیعی. شهریورماه 1401.
2. زاهدی فر. م، موسوی. ع، ا، ارشادی. آ، جعفری اصل. م، امینی. م، نژاد رنجبر. ع. (1401). رشد و ترکیب شیمیایی ریحان در شرایط تنش خشکی تحت تاثیر محلول پاشی کود طبیعی مایع زرگرین. هشتمین همایش علمی پژوهشی توسعه و ترویج علوم کشاورزی و منابع طبیعی. شهریورماه 1401.
3. غفاری زاده جهرمی. ع، یدالهی. ع، ا، ارشادی. آ، جعفری اصل. م، امینی. م، نژاد رنجبر. ع. (1401). مقایسه اثرات کود مایع آلی و اوره بر شاخص های رشدی ذرت سینگل کراس 704. هفتمین کنگره ملی سالانه یافته های نوین در علوم کشاورزی و منابع طبیعی، محیط زیست و گردشگری. شهریورماه 1401.

Aboyeji, C., D.  Oluwagbenga, O.  Aruna, C. Adekiya, S. Khadijat, O.  Faith, A. Charity, O. Iyiola and A. J. Temidayo. 2021. Zinc Sulphate and Boron-Based Foliar Fertilizer Effect on Growth, Yield, Minerals, and Heavy Metal Composition of Groundnut (Arachis hypogaea L) Grown on an Alfisol. International Journal of Agronomy. Volume 2019, Article ID 5347870, 7 pages. https://doi.org/10.1155/2019/5347870.

Agami, R. A., S. A. Alamri, T. A. El-Mageed, M. S. M. Abousekken, and M. Hashem. 2018. Role of exogenous nitrogen supply in alleviating the deficit irrigation stress in wheat plants. Agricultural Water Management 210: 261–70. doi: 10.1016/j.agwat.2018.08.034.

Andrews, P. K. 2002. How foliar – applied nutrients affect stresses in perennial fruit plants. International Symposium on Foliar Nutrition of Perennial Fruit Plants, 31, 246.

Cheng, L., M. Fengwang and D. Ranwala. 2004. Nitrogen storage and its interaction with carbohydrates of young apple trees in response to nitrogen supply. Tree Physiology Journal, 2, 91-98.

Dixit, P. M., and S. Elamath. 2007. Effect of foliar application of DAP, micronutrients and NAA on growth and yield of green gram (Vigna radiata L.). Legume Res. 30: 305-307.

Elayaraja, D and R. Singaravel, “Zinc and boron application on groundnut yield and nutrient uptake in coastal sandy soils,” International Research Journal of Chemistry, vol. 10, no. 2, pp. 17–23, 2016.

Jing. R. F., Q. G. Zhang, L. F. Han, F. S. Zhang, and X. Q. Wei, “Effect of boric fertilizer on peanut absorption of boron and nitrogen,” Soils, vol. 26, pp. 83–86, 1994.

Kiymaz, S., and A. Ertek. 2015. Yield and quality of sugar beet (Beta vulgaris L.) at different water and nitrogen levels under the climatic conditions of Kırsehir, Turkey. Agricultural Water Management 158:156–65. doi: 10.1016/j.agwat.2015.05.004.

Mahfouz, H., E. A. Megawer, and A. Shaaban. 2019. Planting dates and plant densities influence on morphophysiological responses, forage productivity and nutritive value of clitoria in an arid region. Discovery Agriculture 5:105–18.

Maity, A., G. Nilesh, B. Dhinesh, S. Ananta and P. Prakash. 2021. Impact of zinc and boron foliar application on fruit yield, nutritional quality and oil content of three pomegranate (Punica granatum L.) cultivars. Journal of Plant Nutrition, DOI: 10.1080/01904167.2021.1884711.

Meena, V. S., Yadav, P. K. and Meena, P. M. (2008). Yields attributes of ber (Ziziphus mauritiana) cv. Gola as influenced by foliar application of ferrous sulphate and borax. Agriculture Science Digest, 28(3): 219-221.

Merino, G, A. Luengo-Escobar, D. Alarcon, R. D. Marjorie, O. Gabrijel, M. Filis and O. Khristopher. 2021. Combined Spraying of Boron and Zinc during Fruit Set and Premature Stage Improves Yield and Fruit Quality of European Hazelnut cv. Tonda di Giffoni. Journal Frontiers in Plant Science. Volume 12. Article 661542.

Porlingis, I. C. (1974). Flower bud abscission in pistachio (Pistacia vera L.) as related to fruit development and other factors. Journal American Sociality for Horticultural Scienc, 99(2), 121-125.

Rajput, C. B. S. and Chand, S. (1986). Effect of boron and zinc on the physico-chemical composition of guava fruits (Psidium guajava L.). J. Nat. Agric. Sci. Ceylon. 13: 49-54.

Trivedi, N., Singh, D., Bahadur, V., Prasad, V.M. and Collis, J. P. (2012). Effect of foliar application of zinc and boron on yield and fruit quality of guava (Psidium guajava L.). Hort. Flora Research Spectrum, 1(3): 281-283.

Zaman S, Pramanick P, Mitra A (2019) Chemical Fertilizer Department of Marine Science, University of Calcutta, 35, B. C. Road, Kolkata-700 019, India.