رابطه بین عناصر غذایی و بیماری های ویروسی و باکتریایی و قارچی گیاهی

اثرات متقابل بین گیاهان، عناصرغذایی و عوامل بیماری زای گیاهی پیچیده و تا حدودی ناشناخته است. با وجود ناشناخته بودن این نوع اثرات، مباحث مربوط به نقش عناصر غذایی در بروز بیماری های گیاهی، در اولویت برنامه های كنترل قرار دارد. در بسیاری از خاک ها و محیط كشت گیاهان، عوامل بیماری زای زیادی یافت می شوند. در چنین شرایطی، گیاهانی که از كمبود عناصر غذایی رنج می برند مقاومت كمتری داشته و به انواع مختلف عوامل بیماری زا حساس تر هستند. از این رو تمام عناصر غذایی قادرند بروز بیماری در گیاهان را تحت تأثیر قرار دهند. برخی از عناصر غذایی اثر بیشتر و مستقیمی بر بروز بیماری های گیاهی دارند. در گیاهان، مقاومت به بیماری در وهله نخست واكنشی ژنتیكی است. بنابراین توانایی گیاه برای بیان این پتانسیل ژنتیكی یعنی مقاومت به بیماری می تواند تحت تاثیر عناصر غذایی قرار گیرد. گونه ها یا ارقامی که مقاومت ژنتیكی بالایی به بیماری دارند، ممكن است نسبت به گیاهان متحمل به بیماری با تغییر عناصر غذایی، كمتر تحت تأثیر قرار دهند. برخی از عناصر غذایی اثر بیشتر و مستقیمی بر بروز بیماری های گیاهی دارند. در گیاهان، مقاومت به بیماری در وهله اول واكنشی ژنتیكی است. بنابراین توانایی گیاه برای بیان این پتانسیل ژنتیكی یعنی مقاومت به بیماری می تواند تحت تاثیر عناصر غذایی قرار گیرد. گونه ها یا ارقامی که مقاومت ژنتیكی بالایی به بیماری دارند، ممكن است نسبت به گیاهان متحمل به بیماری با تغییر عناصر غذایی، كمتر تحت تأثیر قرار گیرند. همچنین گیاهانی که از نظر ژنتیكی بسیار حساس هستند ممكن است حساس باقی بمانند لیكن با تغذیه مناسب قادرند اثرات ناشی از عامل بیماری زا را كم و در برابر بیماری مقاومت كنند. محققین خاطر نشان نمودند شدت بسیاری از بیماری ها می تواند كم شود و كنترل شیمیایی، بیولوژیكی یا ژنتیكی بسیاری از عوامل بیماری زای گیاهی با تغذیه مناسب تقویت می شود. از این رو توصیه های كودی بدین سبب انجام می گیرد که جذب عناصر غذایی بهینه و محصولی با بالاترین عملكرد تولید شود. در بسیاری از موارد، توصیه های كودی مناسب، محصول را در برابر بیماری ها مقاوم می كند اما در شرایطی، كاربردهای غذایی بالاتر از نیاز رشدی، می تواند منجر به افزایش مقاومت به بیماری شود. بنابراین این نوشته در صدد است تا اثرات متقابل بین عناصر غذایی و نقش آن ها در بر وز بیماری های گیاهی، بررسی كند.

عوامل بیماری زای گیاهی و نقش عناصر غذایی در شدت بیماری زایی هر یك از آن ها

به منظور شناخت اثر عناصر غذایی بر بیماری های گیاهی لازم است به برخی جنبه های نظری بپردازیم یعنی بیماری چگونه ایجاد می شود و در درون گیاه میزبان گسترش می یابد. نظرات زیر مفاهیم جامعی نیستند، با وجود این عواملی را خاطر نشان می كند که قادر است اثرات متقابل بین عناصر غذایی و بروز بیماری های گیاهی را تحت تأثیر قرار دهند.

تمام چرخه های بیماری شامل ۳ یا ۴ بخش هستند. در شرایطی که تمام عوامل با یكدیگر برخورد كنند، بیماری رخ داده و گسترش می یابد. لیكن در صورتی که در هر بخش چرخه، اختلالی ایجاد شود از ایجاد و گسترش بیماری جلوگیری می شود . برخی از عوامل بیماری زا مانند ویروس ها نیاز به وكتور یا حاملانی برای معرفی آن ها به گیاه میزبان دارند. این وكتورها می توانند حشرات یا قارچ ها باشند. در صورتی که از فعالیت وكتور جلوگیری به عمل آید، بیماری می تواند بدون مبارزه مستقیم با عامل بیماری زا كنترل شود. عناصر غذایی می توانند اثر مهمی بر تمام جنبه های چرخه بیماری داشته باشند. شاید به نظر عجیب باشد که ادعا كنیم عناصر غذایی قادرند محیط زیست را تحت تأثیر قرار دهند. چرا که این عناصر سیستم خاكی و توانایی گیاهان را برای مقاومت به شرایط متنوع آب و هوایی تغییر می دهند. بنابراین این ادعا می تواند صحت داشته باشد که عناصر غذایی قادرند محیط زیست را تغییر دهند. در بخش زیر چگونگی بیماریزایی عوامل بیماری زای گیاهی و نقش عناصر غذایی در شدت بیماری زایی هر یك را بازگو خواهیم كرد.

شكل ۱. چرخه بیماری در گیاهان

بیماری های قارچی و نقش عناصر غذایی در شدت بیماری زایی آن ها

آلودگی قارچی به شكل جوانه زنی اسپورها بر سطوح گیاهی اتفاق می افتد. ریسه های حاصل از جوانه زنی اسپورها از طریق سلول های سطحی (اپیدرمی) و عبور از بین فضاهای بین سلولی یا درون سلولی به بخش های درونی نفوذ می كنند . مقاومت فیزیكی سلول ها که با استحكام، تمامیت دیواره ها و فضاهای بین سلولی شناخته می شوند اولین خط دفاعی در این شرایط است . عناصر غذایی نقش مهمی در انسجام دیواره سلولی و بافت های استحكامی و نیز افزایش مقاومت گیاهایفا می كنند. جوانه زنی اسپورها با ترشح تركیبات تحریك كننده توسط گیاهان آغاز می شود. مقدار و تركیب این تراوش ها ارتباط مستقیمی با نوع تغذیه گیاه دارد. زمانی که گیاه مقادیر كمی از عناصر غذایی ضروری را دریافت كرده است، مقدار تركیباتی از جمله قندها و آمینواسیدها در تراوش ها زیاد می شود و همین امر شرایط تثبیت قارچ را فراهم می كند.

از زمانی که گیاه با قارچ آلوده می شود مكانیسم دفاعی آن شروع به فعالیت می كند. آلودگی موجب افزایش فلاونوئیدها و تركیبات فنلی مهاركننده رشد قارچ در محل آلودگی و نیز در سایر بخش های گیاه می شود. لازم به ذكر است تولید و انتقال این تركیبات در بخش های زیادی از گیاه با تغذیه كنترل می شود. بنابراین كمبود عناصر غذایی ضروری سبب كاهش مقدار تركیبات ضد قارچی گیاه در محل آلودگی می شود. برعكس مشاهده شده است در صورتی که مقدار نیتروژن در گیاه افزایش یابد یا این عنصر در تعادل با سایر عناصر غذایی نباشد، تولید تركیبات ضد قارچی كم می شود. از آنجایی که قارچ و باكتری بافت گیاه را هدف قرار می دهد و برای تجزیه بافت و نفوذ به درون آن آنزیم های ویژهای آزاد می كنند، بنابراین مقدار مناسب عناصر غذایی در گیاه می تواند فعالیت این آنزیم ها را كم كند. به عنوان مثال در صورتی که گیاه با كمبود كلسیم مواجه شود، آنزیم های تجزیه كننده قارچ یا باكتری، سبب تجزیه دیواره و غشا سلولی شده و نشت پتاسیم از درون سلول اتفاق می افتد، همین امر مقاومت گیاه را كم می كند. پاسخ دفاعی دیگر گیاه به الودگی، تشكیل رادیكال های اكسیژنی و پراكسید هیدروژن است. این تركیبات قادرند سلول های گیاهی و عوامل بیماری زا را تخریب كنند. این تا حدی مشابه با استفاده از شیمی درمانی در درمان افراد سرطانی است. این عمل در عین حال برای بافت میزبان نیز مخرب است. از این رو برخی از عناصر غذایی در این شرایط نقش سم زدایی رادیكال های اكسیژنی و پراكسید هیدروژن را بازی می كنند و از تخریب بیش از حد بافت میزبان جلوگیری می كنند.

بیماری های باكتریایی و نقش عناصر غذایی در شدت بیماری زایی آن ها

گسترش عوامل باكتریایی درون گیاه میزبان با تولید آنزیم های تجزیه كننده دیواره سلولی (آنزیم های هیدرولازی و پكتینازی) انجام می شود. تولید و فعالیت آنزیم های پكتولیتیكی بوسیله برخی از عناصر غذایی مهار می شود. علاوه بر این، گیاهانی که از مقادیر كم عناصر غذایی رنج می برند و از تغذیه مطلوبی برخوردار نیستند در معرض آسیب آنزیم های تجزیه كننده قرار می گیرند و در نتیجه مستعد نفوذ و گسترش باكتری در درون بافت های خود هستند. به طور كلی بیماری های باكتریایی به سه نوع بیماری های لکه برگی و پوسیدگی های نرم و بیماری های آوندی تقسیم می شوند.

عوامل بیماری زای لکه برگی عموما از طریق روزنه وارد برگ می شوند و درون فضاهای بین سلولی گسترش می یابند. از آنجایی که باكتری ها از طریق سلول های اپیدرمی و با تشكیل ریسه نفوذ نمی كنند از این رو ساختار و استحكام سلول های اپیدرمی عامل مهمی محسوب نمی شود. لیكن استحكام و پایداری سلول های درونی (سلول های پارانشیمی) و فضاهای بین سلولی و نیز توانایی آن ها در تولید و انتقال تركیبات ضد باكتریایی بسیار با اهمیت می باشد. از طرف دیگر، پایداری و تثبیت مكانیسم های دفاعی یاد شده وابستگی زیادی با عناصر غذایی دارد.

بیماری های آوندی از طریق آوند چوبی گسترش می یابند (آوندهایی که اب و مواد غذایی را از طریق ریشه ها به بخش های هوایی گیاه منتقل می كنند). گسترش بیماری های آوندی به تشكیل اسلایم یا مواد چسبناكی درون آوندها منجر می شود که همین امر گه گاهی سبب انسداد آوند و درنتیجه توقف جریان انتقال شیره خام می شود. بنابراین پژمردگی، مرگ برگ ها و ساقه ها اتفاق می افتد. عناصر غذایی نقش بسیار مهمی را در جلوگیری از تشكیل اسلایم و درنتیجه كاهش فعالیت باكتری ها ایفا می كنند.

بیماری های ویروسی و نقش عناصر غذایی در شدت بیماری زایی آن ها

اطلاعات كمی دربارهاثرات عناصر غذایی در بروز بیماری های ویروسی وجود دارد. ویروس ها درون سلول های گیاهی زنده هستند و تكثیر می شوند. بقای آن ها وابسته بهامینواسیدها و نوكلئوتیدهای درون سلول میزبان است. عموما شرایطی که برای رشد گیاه مطلوب می باشد، برای تكثیر ویروس ها نیز مناسب است. در برخی موارد، علائم بیماری های ویروسی می تواند با بهبود تغذیه گیاه كم شود یا ظاهر نشود. برای مثال در چغندرقند، ویروس زردی چغندرقند (Beet mild yellowing virus (BMYV)) علائمی مشابه با علائم كمبود منگنز نشان می دهد. هنگامی که چغندرها هم با كمبود منگنز و هم با BMYV مواجه می شوند در صورتی که از كود حاوی منگنز استفاده شود، مشاهده می شود علائم هر دو مشكل كاهش می یابد یا حتی به طور كامل ناپدید می شود.

عواملی که ویروس ها را به گیاه حمل می كنند حشرات مكنده مانند شته ها و نیز قارچ ها می باشند. تغذیه مناسب گیاه می تواند هم قارچ ها و هم برخی از حشرات را تحت تأثیر قرار دهد، درنتیجه در انتقال ویروس به گیاهاختلال ایجاد كند. به طوری که در بررسی ایی دریافتند اگر گیاه در وضعیت تغذیه ای مناسبی قرار گیرد جمعیت شته های روی گیاه كم می شود. برعكس جمعیت شته ها در برگ هایی افزایش داشت که از كمبود برخی عناصر غذایی رنج می بردند و در گیاهانی که دارای مقدار زی ادی آمینو اسید بودند، میزان تغذیه و تولید مثل حشرات مكندهافزایش داشت. این شرایط در زمانی اتفاق می افتد که گیاه از تنش های تغذیه ای رنج می برد. در واقع گیاه به منظور بالا بردن مقاومت خود، در تبدیل آمینو اسیدها به پروتئین های ضروری دچار اختلال می شود.

منبع: مقاله نگاهی بر رابطه بین عناصر غذایی و بیماری های گیاهی (دکتر اکرم اسدی و مهندس سمیه کربلایی)