مروری بر نقش عناصر نیتروژن، روی و بور بر ویژگی های رشدی و عملکردی گیاهان
جمعیت جهان با سرعت زیادی در حال افزایش است، برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده به غذا، کشت فشرده با استفاده از مناطق بیشتر و افزایش استفاده از کودها در حال انجام است. نیتروژن یكی از مهمترین عناصر غذایی و عامل محدود كنندة رشد گیاهان است و نقش بسیار مهمی در تغذیه گیاهان دارد. نیتروژن جزء اصلی پروتئین در گیاه است، همچنین در فرآیندهای متابولیکی دخیل در سنتز و انتقال انرژی شرکت می کند، بنابراین برای رشد طبیعی، گیاهان به مقدار كافی نیتروژن نیاز دارند. روی به عنوان یک ریز مغذی نقش اصلی را در بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی از جمله تشکیل کلروفیل، تشکیل گرده، لقاح، سنتز پروتئین، افزایش طول سلول، تشکیل گره و غیره ایفا می کند. از این رو، تغذیه روی به طور مطلوب بر رشد، عملکرد، پارامترهای فیزیولوژیکی تأثیر می گذارد. مشابه روی، بور همچنین نقش عمده ای در عملکرد بافت های تولید مثل، یکپارچگی ساختاری غشای پلاسمایی، انتقال قند و غیره ایفا می کند. در این بررسی سعی شده است مروری بر نقش تغذیه ای نیتروژن، روی و بور و کودهای حاوی این عناصر مانند کود مایع فروت ست زرگرین تولید شده در گروه صنعتی پژوهشی فرهیختگان زرنام بر پارامترهای فیزیولوژیکی، رشد و عملکرد گیاهان مورد مطالعه قرار گیرد.
کلمات کلیدی: نیتروژن، روی، بور، تغذیه، زرگرین.
خاک یک ماتریس پیچیده است که در آن فرآیندهای زیادی به طور همزمان در حال انجام است. عملکردها و واکنش های خاک برای درک رفتار عناصر غذایی در خاک ضروری است. این فرآیندها بر دسترسی گیاهان به مواد مغذی تأثیر می گذارد. گیاهان به حدود 17 ماده مغذی شامل عناصراولیه (نیتروژن، فسفر و پتاسیم)، عناصر ثانویه (کلسیم، منیزیم و گوگرد)، عناصر میکرو (آهن، روی، منگنز، مس، کلر، بور، مولیبدن و کبالت) و عناصر غیر معدنی (کربن، هیدروژن و اکسیژن) که از آب و هوا تامین می شوند، برای رشد و تکمیل چرخه زندگی خود نیاز دارند. هنگامی که کشت انجام می گیرد ومحصول برداشت می شود سطح این مواد مغذی کاهش می یابد. این کاهش سطح عناصر غذایی هم از نظر کیفی و هم از نظر کمی بر تولید محصول تأثیر می گذارد. این کاهش در مواد مغذی خاک باید یا با بازگرداندن مواد مغذی خارج شده از خاک با فرآیند تجزیه طبیعی (استفاده از کودهای آلی ) و یا با استفاده مستقیم از این مواد مغذی به عنوان کود (استفاده از کودهای شیمیایی) جبران شوند (زمان و همکاران، 2019).
کوددهی یک عامل محدود کننده اساسی برای به دست آوردن حداکثر عملکرد و کیفیت است، از این رو تامین کافی نیتروژن و ریز مغذی ها یک استراتژی مهم برای به حداکثر رساندن تولید محصولات می باشد (کایماز و ارتک، 2015). نیتروژن یکی از مواد مغذی معدنی ضروری است که نقش حیاتی در رشد و بهره وری محصولات و شاخص های کیفی آن ها دارد (ماحفوظ و همکاران، 2015) و همچنین راندمان استفاده از آب خاک را بهبود می بخشد (آگامی و همکاران، 2018). در سطح جهانی، روی در حال حاضر به عنوان پنجمین کمبود عمده مواد مغذی در انسان شناخته می شود که عمدتاً به دلیل کمبود آن در خاک است. روی یک عنصر ضروری برای گیاهان است که در بسیاری از واکنش های آنزیمی شرکت دارد، برای رشد و نمو گیاه ضروری است و همچنین در تنظیم متابولیسم پروتئین و کربوهیدرات نقش دارد (تریودی و همکاران، 2012). روی دارای عملکردهای فیزیولوژیکی خاص و ضروری در متابولیسم گیاه است که بر عملکرد و کیفیت تأثیر می گذارد. از این رو، تغذیه روی به طور مطلوب بر رشد، عملکرد، پارامترهای فیزیولوژیکی تأثیر می گذارد (الایراجا و سنگراول، 2016). بور به عنوان یک عنصر ریز مغذی ضروری برای رشد و نمو گیاهان در نظر گرفته می شود که به فرم های اسید بوریک (H3BO3) و بورات (H2BO3-) توسط گیاه جذب می شود. عنصر بور برای انتقال قند، تولید مثل گیاهان، جوانه زنی دانه گرده ضروری است. نقش آن در حرکت هورمون و جذب فعال نمک ها نیز مشاهده شده است. همچنین نقش مهمی در کیفیت میوه دارد. بور بر ساختار دیواره سلولی تأثیر می گذارد و همچنین تأثیر عمده ای بر افزایش طول سلول و رشد ریشه دارد (مینا و همکاران، 2008 : راجبت و همکاران، 1986).
آزمایشات و تحقیقات مختلفی در زمینه استفاده از کودهای حاوی نیتروژن، روی و بور انجام و یا در حال انجام می باشد که در زیر به نتایج تعدادی از این تحقیقات اشاره می گردد:
چاندار و همکاران (2017) در بررسی های خود برروی دو رقم گواوا (Guava) بیان کردند که درصد تشکیل میوه گواوا تحت تأثیر کاربرد مواد شیمیایی مختلف نشان می‌دهد که درصد تشکیل میوه گواوا با استفاده از بوراکس، سولفات روی و اوره در هر دو واریته تحت آزمایش نسبت به شاهد افزایش قابل‌توجهی داشت. در پژوهشی نشان داده شد که محلول پاشی ازت در بهار مؤثرتر از استفادة آن در خاک است و سبب افزایش تشکیل دانه، میوه و عملکرد درختان میوة چندساله از جمله پرتقال رقم والنسیا می شود (آندروز، 2002). نیاز به ازت طی دورة گل دهی و تشکیل میوه به بیشترین حد می رسد، بنابراین تأثیر محلول پاشی ازت بر تغذیۀ گیاه در مقایسه با اضافه کردن به خاک بیشتر است. در اغلب موارد محلول پاشی تغذیه ای در بهار و در مواردی در تابستان انجام می شود (چنگ و همکاران، 2004).
زاهدی فر و همکاران، (1401) با بررسی اثر کاربرد خاکی کود مایع آلی زرگرین (کود آلی بر پایه بافت گیاهی و حاوی 3 درصد نیتروژن، 5/2 درصد فسفر، 2 درصد پتاسیم، 6 درصد اسید امینه و 30 درصد ماده آلی با پی اچ اسیدی 5/3) بر رشد و ترکیب شیمیایی ریحان در شرایط تنش خشکی دریافتند که کاربرد این کود مانع از اثرات منفی تنش بر شاخص سبزینگی برگ، وزن تر و خشک ریحان شده است. همچنین در پژوهشی دیگر توسط زاهدی فر و همکاران، (1401) با افزایش سطوح کاربرد کود زرگرین بصورت محلول پاشی (غلظت های صفر، 5/2، 5 و 5/7 لیتر در هزار)، وزن خشک و تر، ارتفاع، تعداد برگ، شاخص سبزینگی و غلظت آهن گیاه نسبت به شاهد افزایش معنی داری داشت.
پرولینگز (1974) در پژوهش های خود به این نتیجه رسید که در طول دورة ریزش جوانه های گل، کاهش مقدار نیتروژن در جوانه های گل دیده شده است که این کاهش قبل از ریزش مشاهده نشده است. زیاد شدن میزان ازت در جوانه های گل سبب افزایش طول عمر تخمک، زمان گرده افشانی و تلقیح و سطح برگ در گریپ فروت می شود در نتیجه تعداد میوه ها بیشتر و نیز از نظر اندازه درشت تر شده بنابراین، عملکرد بیشتر می شود.
غفاری زاده جهرمی و همکاران، (1401) با مقایسه اثرات کود مایع آلی زرگرین و اوره بر شاخص های رشدی ذرت سینگل کراس 704 نشان دادند که کود مایع آلی زرگرین به صورت معنی داری بیش از شاهد در افزایش وزن خشک تاثیر دارد و می توان در جهت تولید محصولات سالم با عملكرد بالا از آن استفاده کرد، همچنین استفاده ترکیبی کود رایج کشت ذرت (اوره) به همراه کود مایع آلی زرگرین می تواند در تولید محصولات سالم و همچنین تولید محصولات با عملكرد بالا مورد استفاده قرار داد.
آبویجی و همکاران (2021) با بررسی اثرات محلول پاشی سولفات روی و بور بر روی بادام زمینی بیان کردند که اما کاربرد 8 کیلوگرم روی در هکتار به طور معنی داری باعث افزایش تعداد دانه، وزن دانه، عملکرد دانه در هکتار و کیفیت بذر شد. همچنین استفاده از 600 و 900 میلی لیتر بور در هکتار سبب بهبود پارامترهای رویشی، عملکرد و پارامترهای عملکرد می شود. روی و بور به عنوان عناصر کلیدی در ارتقاء رشد، عملکرد و کیفیت بادام زمینی شناخته می شوند. بور نقش مهمی در فرآیندهای فیزیولوژیکی گیاهان از جمله طویل شدن سلول، بلوغ سلولی، رشد بافت مریستمی و سنتز پروتئین ایفا می کند. محلول پاشی عناصر ریز مغذی برای گیاهان مؤثرترین و مطمئن ترین راه است. کاربرد بور در بادام زمینی سبب افزایش رشد، نمو و در عین حال افزایش عملکرد محصولات زراعی است. کاربرد بور همچنین باعث افزایش جذب نیتروژن توسط بادام زمینی و افزایش ارتفاع بوته، وزن خشک گیاه و تعداد کل غلاف ها می گردد (جینگ و همکاران، 1994).
اثرات مفید محلول پاشی ترکیبی روی و بور بر رشد رویشی و زایشی، عملکرد، صفات میوه و تحرک مواد مغذی برای سیب، زیتون، گردو، بادام و فندق گزارش شده است (علی دوست و همکاران، 2020 ; نیلسین و همکاران، 2004). روی و بور به بهبود محتوای ترکیبات آنتی اکسیدانی، اسیدهای فنولیک، روغن کل و محتوای پروتئین و همچنین مقدار آن ها در هسته کمک می کنند (اوزینک و بندر، 2004).
مرینیو و همکاران، (2021) با هدف بررسی و تجزیه و تحلیل محلول پاشی ترکیبی بور و روی برروی فندق در چهار مرحله فنولوژیکی را انجام دادند. نتایج نشان داد که در برگ‌ها، بور و روی به میزان زیادی افزایش یافتند، که سطوح بالاتری را نسبت به گزارش‌های گزارش شده در سایر مناطق در سراسر جهان نشان دادند.
دیکسیت و الماتیس (2007) بیان کردند تغذیه روی و بور تأثیر قابل توجهی بر ویژگی های رشد حبوبات دارند. نتایج آن ها نشان داد محلول پاشی بور در نخود سبز به طور قابل توجهی باعث بهبود ارتفاع بوته و وزن خشک در شد. در بررسی انجام شده توسط میتی و همکاران (2021)، مشخص شد که محلول پاشی سولفات روی و اسید بوریک به تنهایی یا در ترکیب باعث افزایش عملکرد و کیفت میوه انار می شود.
با توجه به نقش عناصر نیتروژن، روی و بور در کمیت، کیفیت و عملکرد گیاهان، اقلیم خشک و نیمه خشک و آهکی بودن خاک های ایران و نهایتا فقیر بودن این خاک ها از نظر مواد آلی میزان نیتروژن معمولا کم و عامل محدود کننده ی رشد و عملکرد می باشد. از طرفی استفاده نامتعادل از کودها خصوصا کودهای فسفره و استفاده کم از ریز مغذی ها،کمبود عناصر میکرو در این خاک ها محسوس می باشد. یکی از روش های تأمین نیاز غذایی گیاهان به عناصر معدنی، تغذیه ی برگی است. در این روش، عناصر مورد نیاز گیاه به سرعت و با کارایی به نسبت زیادی در اختیار گیاه قرار می گیرند. کاهش مصرف کودهای شیمیایی و پیامدهای زیست محیطی ناشی از آن نظیر آلودگی آب های زیرزمینی و تخریب ساختمان خاک از ویژگی های این روش کوددهی است. لذا استفاده از کودهای حاوی این عناصر مانند کود مایع فروت ست زرگرین، با توجه به فرمولاسیون مناسب و پایه و بیس آلی استفاده شده در ساخت این کود که علاوه بر عناصر مذکور (نیتروژن 5 درصد، روی 5 درصد و بور 1 درصد وزنی وزنی) دارای اسید آمینه آزاد (3 درصد وزنی) نیز می باشد، می تواند به جذب بهتر و سریع تر عناصر و نهایتا بهبود عملکرد محصولات هم از نظر کمی و کیفی کمک شایانی توجهی بکند.
- 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.
- 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.
- 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.