نقش برخی از عناصر غذایی در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

با توجه به جدول زیر به اثرات برخی از عناصر غذایی مهم در بروز و بهبود بیماری های گیاهی اشاره خواهیم كرد.

اثر نیتروژن (N) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

یكی از رایج ترین اثرات متقابل بین عناصر غذایی و بروز بیماری، رابطه بین افزایش مقدار نیتروژن و تشدید بیماری در گیاه است . تغذیه مناسب با نیتروژن قادر است گسترش بیماری را مهار نماید. جذب كافی نیتروژن برای ایجاد ساختارهای گوناگون از جمله پروتئین ها و آنزیم ها ضروری است که در رشد و مقاومت به بیماری دخالت دارند. زیرا مشاهده شده است در شرایطی که مقدار نیتروژن از سطح بهینه خود فراتر می رود، مقدار تركیبات ضد قارچی گیاه كم می شود. شدت تغذیه و تولید مثل حشرات مكنده بر روی گیاهانی زیاد می شود که مقدار آمینو اسید آن ها فراوان است. این امر در شرایطی رخ می دهد که گیاهان با كمبود پتاسیم، روی یا افزایش نسبی نیتروژن مواجه هستند. از آنجایی که برخی از حشرات مكنده مانند شته ها حامل بیماری هستند بدین ترتیب عدم تعادل در نیتروژن منجر به مشكلات بیشتری در بروز بیماری ها می شود . در گزارشی مشخص شده است که استفاده از كودهای روی در كشت شاهی آبی، به كنترل قارچ عامل پوسیدگی منتهی شد. این قارچ وكتور ویروس لکه برگی كلروتیك نیز است. بنابراین كود روی، هم قارچ و هم ویروس را كنترل كرد. همچنین سیب زمینی هایی به Alternaria solani حساس می باشند که دارای كمبود نیتروژن یا فسفر بودند. استفاده بیش از اندازه از كود نیتروژنی، سبب افزایش رشد رویشی می شود و همین امر فراوانی بیماری های گوناگون را زیاد می كند. كود نیتروژنی در مقادیر مناسب فراوانی بیماری پاخوره را در جو و گندم كم می كند و افزایش مقدار نیتروژن حساسیت ریشه های منفرد را به بروز بیماری پاخوره افزایش می دهد. زیرا نیتروژن اضافی سبب تولید سریع ریشه های تاجی در گیاه می شود که همین امر شرایط را برای رشد قارچ ها و تخریب این نوع ریشه ها فراهم می كند. نیتروژن اضافی سبب تسریع رشد بافت های آبدار (گوشتی) و دیواره های سلولی ناز؛ شده و حساسیت گیاهان را به الودگی افزایش می دهد. همچنین نیتروژن اضافی قادر است ضخامت گیاه را افزایش داده و با ایجاد هوای مرطوب در اطراف گیاهان بروز بیماری را سرعت دهد و قادر است بلوغ را به تاخیر انداخته، ایجاد و گسترش بیماری را افزایش دهد. به دو دلیل نیتروژن اضافی، دامنه و شدت بیماری را افزایش می دهد.

هنگامی که دسترسی به نیتروژن به علت عوامل محدود كننده رشد، بیشتر از توان گیاه است.

هنگامی که دسترسی به نیتروژن بیشتر از دسترسی به سایر عناصر غذایی است. این به ویژه برای عنصر پتاسیم در بسیاری از محصولات زراعی و گاهی اوقات عنصر كلسیم در سبزیجات اتفاق می افتد. در این شرایط گیاه با علائمی شبیه كمبود پتاسیم و كلسیم مواجه می شود.

تعادل در كود نیتروژنی و پتاسیمی (N:K) اغلب منجر به بهبود تغذیه و مهار اثرات بیماری می شود. سهم نسبی هر یك از آن ها متغیر است. به هر حال زمانی که ذخیره نیتروژن در تعادل با پتاسیم نیست، عملكرد و كیفیت محصول دچار اختلال می شود. نسبت N:Kبحرانی مشخصی وجود ندارد که بتواند بیماری ها را مهار نماید. از این رو لازم است كشاورزان از برنامه های كود دهی صحیح بر پایه ازمون خاک آنالیز گیاه و ردیابی بیماری به منظور تعیین تعادل غذایی مناسب استفاده نمایند.

در بسیاری از مناطق، جایی که پتاسیم خاک كمتر از حد بهینه است و برنامه كود دهی شامل نسبت های K2O تقریبا متناسب با مقادیر نیتروژن است، غلاتی مانند ذرت، گندم، جو و یولاف اغلب كمتر دچار بیماری خواهند شد. برخی گیاهان مانند گوجه فرنگی، فلفل، كدو تنبل اغلب در شرایطی که مقادیر K2O مساوی یا بالاتر از مقادیر نیتروژن است از عملكرد بهتری برخوردار هستند.

محصولاتی مانند سیب، گلابی و آلبالو نیاز به K2O بسیار بالاتری نسبت به مقادیر نیتروژن دارند. نسبت های K2O بالا، جذب سایر عناصر غذایی مانند كلسیم و منیزیم را مهار می کنند. خاک هایی با ظرفیت تبادل كاتیونی پایین یا خاک هایی با مقادیر پایین منیزیم و كلسیم، سبب آسیب پذیرتر شدن گیاهان می شوند. گزارش ها حاكی از آن است که نوع نیتروژن یا نسبت نیتروژن آمونیومی (NH4-N) به نیتروژن نیتراتی (NO3-N) در بروز برخی از بیماری های محصولات زراعی دخیل هستند.

نیتروژن نیتراتی می تواند شدت شوره سیاه سیب زمینی (Rhizoctonia solani) ، پوسیدگی ریشه لوبیا و نخود و نیز پوسیدگی ساقه در گندم را كم كند در حالی که نیتروژن آمونیومی شدت این نوع بیماری ها را زیاد می كند. اما عوامل بیماری زای خاک زاد مانند اسكاب سیب زمینی (Streptomyces scabies) و سندرم مرگ ناگهانی سیب زمینی ها می تواند بوسیله نیتروژن نیتراتی تسریع شود لیكن نیتروژن آمونیومی سبب كاهش آن می شود.

برخی از گزارش ها نشان دادهاند که استفاده از مهار كننده نیتریفیكاسیون به منظور حفظ نسبت های بالاتر نیتروژن آمونیومی به نیتروژن نیتراتی، منجر به كاهش شدت پژمردگی ورتیسیلیومی و افزایش شدت شانكر رایزوكتونیا می شود.

در خصوص "اثر نیتروژن بر عملكرد محصول"، باید خاطر نشان نمود که برای مقدار معینی نیتروژن، استفاده از مقدار بسیار زیاد نیتروژن آمونیومی منجر بهافزایش شدت بیماری می شود نسبت به زمانی که از مقدار زیاد نیتروژن نیتراتی استفاده می شود . یعنی اثرات منفی ایجاد شده بوسیله مقادیر زیاد نیتروژن نیتراتی به مراتب كمتر از اثرات منفی نیتروژن آمونیومی است.

بررسی ها درخصوص مزایای استفاده از نسبت های مناسب NH4:NO3 در خاک پیشنهاد می كنند که استفاده از نسبت ۱:1 جهت دستیابی به عملكرد و كیفیت بهینه محصولات زراعی و دیگر محصولات، مناسب باشد. در اغلب مواقع در زمان نسبتا كوتاهی، بیشتر نیتروژن آمونیومی در خاک به نیتروژن نیتراتی تبدیل می شود. بنابراین نیتروژن نیتراتی منبع اصلی نیتروژن برای اكثر محصولات زراعی و باغی است. این شرایط می تواند تا اندازهای با استفاده از مهار كننده های نیتریفیكاسیون اصلاح شود لیكن رسیدن به یك نسبت خاص NH4:NO3 در بهترین شرایط، مشكل و یا حتی غیر ممكن است. در صورتی که فراوانی نیتروژن بكار برده شده به شكل نیتروژن آمونیومی حفظ شود، سرمایه گذاری كود نیتروژنی می تواند بی فایده باشد. به دلیل آن که نیتروژن آمونیومی كاتیونی است و در سطح خاک تثبیت می شود. در چنین شرایطی نیتروژن آمونیومی غیر متحرک است و كمتر در دسترس ریشه های گیاه قرار می گیرد مگر آن که مستقیما در محل ریشه ریخته شوند. همین امر می تواند اثر زیادی بر عملكرد محصول داشته باشد.

اثر پتاسیم (K) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

شاید پتاسیم موثرترین عنصر، در بین تمام عناصر غذایی باشد که بیماری ها و آفات گیاهی را تحت تأثیر قرار می دهد. این عنصر تقریبا در تمام عملكردهای سلولی دخالت دارد و تنظیم كننده فعالیت آنزیم ها است. بررسی ها نشان داده است تغذیه مطلوب پتاسیمی، سبب افزایش مقاومت گیاه به الودگی های نماتدی می شود. محققین در گزارشی با بررسی ۵۳۴ منبع خاطر نشان نمودند که پتاسیم در ۶۵ درصد موارد، موجب بهبود سلامت گیاه و در ۲۳ درصد موارد برای سلامت گیاه زیان آور بوده است (برخی از اثرات زیان آور می تواند به علت غلظت بالای پتاسیم باشد که همین امر جذب منیزیم، كلسیم و یا نیتروژن آمونیومی را كاهش می دهد). همچنین بیان نمودند پتاسیم در ۷۰ درصد از موارد، بیماری های قارچی و باكتریایی، در ۶۰ درصد از موارد حمله حشرات و كرم ها و نیز در اكثر موارد اثرات نماتدها و ویروس ها را كم می كنند. اثر پتاسیم بر عملكرد محصول می تواند براساس نوع عامل بیماری زا تغییر نماید.

جدول ۳ فهرست محصولات و بیماری هایی را نشان می دهد که اثر سودمند پتاسیم در مهار فعالیت آن ها به اثبات رسیدهاست . این فهرست ضرورتا همه محصولات را در بر نمی گیرد و برخی از عوامل بیماری زا ممكن است گونه های گیاهی بیشتری را تحت تاثیر قرار دهند.

پتاسیم همچنین عامل اصلی در كاهش بیماری های برگی است. هنگام كمبود پتاسیم تراوش های گیاه، حاوی مقادیر زیادی تركیبات از جمله قندها و آمینو اسید است که همین امر رشد و تثبیت بسیاری از آلودگی های قارچی را تضمین می كند.

مكانیسم عمل پتاسیم در كاهش بیماری های گیاهی

پتاسیم اثرات متقابل بین محیط عامل بیماری زا و میزبان را بهبود می بخشد. هنگامی که گیاهی با قارچ آلوده می شود، فعالیت سدهای دفاعی آن آغاز می شود. آلودگی سبب افزایش تولید تركیبات فنلی مهار كننده و فلاونوئیدها در محل آلودگی و در سایر بخش های گیاه می شود. تولید و انتقال این تركیبات به مقدار زیادی بوسیله تغذیه عمومی گیاه كنترل می شود. بنابراین پتاسیم نقش حیاتی برای گیاهان دارد و كمبود آن مقدار تركیبات ضد قارچی طبیعی گیاهان را در محل آلودگی كم می كند. پتاسیم نقش اساسی در ایجاد كوتیكول ضخیم به عنوان سد فیزیكی برای نفوذ آلودگی و حشرات مكنده دارد. زمانی که غلظت نیتروژن معدنی یا قند در گیاه بالا است، آلودگی های انگلی و بروز بیماری اغلب شدیدتر است. تجمع نیتروژن معدنی یا قندهای نامحلول اغلب نشانهای بر عملكرد نامناسب گیاه است زیرا در چنین شرایطی گیاه قادر نیست برای تامین انرژی، نیتروژن معدنی را به پروتئین ها یا قندهای محلول و كوچك تر تبدیل نماید. بدین ترتیب پتاسیم نقش حیاتی در انجام چنین فرآیندهایی ایفا می كند.

تعادل بین پتاسیم و سایر عناصر معدنی نیز مهم است. برای مثال عامل بیماری پژمردگی باكتریایی استوارت در ذرت (باكتریوز ذرت) از غلظت بالای نیتروژن معدنی در شیره اوندی حكایت می كند. كمبود پتاسیم توانایی ذرت را برای متابولیزه كردن نیتروژن معدنی كاهش می دهد بنابراین مقدار نیتروژن غیر آلی یا معدنی در شیره اوندی افزایش می یابد . این افزایش نیتروژن معدنی حساسیت به بیماری پژمردگی باكتریایی استوارت را زیاد می كند. مكانیسم دیگری نیز برای كاهش بیماری پوسیدگی ساقه و پوسیدگی خوشه ذرت (بیماری دیپلودیای ذرت) مشاهده شده است. از آنجایی که در اكثر گیاهان، نیتروژن غیر آلی در شرایط كمبود پتاسیم تجمع می یابد، بنابراین تركیبات ضد قارچی به سرعت در گیاه از بین می روند.

تعادل پتاسیمی با سایر عناصر غذایی از عوامل مهم است. جذب غلظت بالای پتاسیم، می تواند مفید یا مضر باشد. هم ان طور که قبلا ذكر شد، نسبت N:K بالا در گیاه می تواند گیاه را به بیماری حساس تر نماید. در گزارشی نشان داده شده است که نسبت K:Ca بالا در برخی گیاهان می تواند منجر به اسیب بیشتر توسط بیماری شود. بررسی ها روی سیب زمینی و درختان مركبات نشان داده است که الودگی ب ا گال رایج Streptomyces scabies در سیب زمینی و پوسیدگی فیتوفتور ایی ریشه (Phytophthora parasitica) مركبات در غلظت های بالای كود پتاسیمی زیاد می شود. در نتیجه در هر دو مورد ، افزایش جذب پتاسیم سبب كمبود كلسیم می شود. چرا که كمبود كلسیم ظاهرا منجر به تشكیل دیواره سلول گیاهی یا عملكرد نامناسب می شود و همین امر بهافزایش آلودگی و گسترش بیماری درون گیاه كمك می كند. بیماری های گال همچنین می تواند بوسیله تعادل K/Ca بافتی نیز تحت تاثیر قرار گیرند.

بسیاری از آلودگی های بیماری از طریق زخم های باز اتفاق می افتد و التیام سریع زخم ها می تواند گسترش آلودگی را كاهش دهد. گزارش ها نشان می دهند انگورهایی که غلظت بالایی از كودهای پتاسیمی را دریافت كردهاند حساسیت كمتری به Botrytis cinerea داشتند. این امر به التیام سریع تر زخم ها و تجمع تركیبات ضد قارچی در اطراف زخم ها كمك می كند.

تغذیه پتاسیمی مطلوب، باعث كاهش شدت آلودگی نماتدی در گیاه می شود. به طوری که كاربرد پتاسیم به طور چشم گیری خسارت های ناشی از نماتد ریشه گرهی را كاهش داده است. بررسی روی نماتدهای سیست سویا نشان داده است که شدت آلودگی بوسیله كود پتاسیمی كافی كاهش می یابد.

اثر كلسیم (Ca) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

كلسیم جزء ساختاری دیواره های سلولی و سایر غشاهای گیاه است. در چنین شرایطی، كلسیم نقش اصلی در تمامیت و عملكرد این ساختارها بازی می كند. كمبود كلسیم سبب ایجاد ساختارهایی می شود که مقاومت كمی در برابر آلودگی ارگانیسم های بیماری زا نشان می دهند. دیواره های سلولی به سادگی سدی برای آلودگی نیستند. زمانی که به درستی عمل كنند، عبور قند و سایر تركیبات را بین سلول ها و بخش های دیگر سلول تنظیم می كنند. زمانی که مقدار كلسیم پایین است، انتقال قندها از درون سلول به فضاهای بین سلولی در بافت گیاهی زیاد می شود. سطوح قند بالا در این بخش ها منجر به افزایش شانس آلودگی و رشد عوامل بیماری زا می شود.

ساختار و عملكرد درست غشاهای گیاهی صرفا نقشی نیست که كلسیم در كاهش وقوع یا شدت بیماری به عهده دارد. از آنجایی که قارچ ها و باكتری ها، بافت گیاه را درگیر می كنند، قادرند آنزیم های پكتولیتیك رها كنند و بخش هایی از غشاهای سلولی را حل نمایند؛ در نتیجه قادرند به درون ساختارهای سلولی نفوذ كنند و منجر به گسترش آلودگی گیاه شوند. همچنین بدین وسیله نشت پتاسیم از درون سلول و اثرات كمبود پتاسیم در سلول ایجاد می شود. فعالیت این آنزیم ها می تواند بوسیله یون كلسیم مهار شود. كلسیم نقش اساسی در بهبود انبارداری میوه های آبدار بازی می كند. برای مثال نشان داده شده است در شرایطی که میوه دارای غلظت بالایی از كلسیم است بسیاری از ارقام سیب قادرند به مدت طولانی در انبار باقی بمانند. ایجاد لکه سیاه (bitter pit) در میوه با غلظت كم كلسیم دیده می شود که همین امر سبب پوسیدگی یا خرابی بافت میوه می شود. همچنین این میوه ها زودتر از محصولاتی که دارای مقادیر بالا كلسیم هستند، شروع به خرابی زود هنگام و قهوهای شدن می كنند. همچنین همبستگی نزدیكی بین مقدار كلسیم موجود در پوست غده های سیب زمینی و پوسیدگی نرم باكتریایی وجود دارد که بوسیله سویه های گوناگون باكتری اروینیا ایجاد می شود. نظیر بیماری های لکه برگی، كلسیم نقش مهمی در كاهش بیماری های آوندی باكتریایی بازی می كند. شدت بسیاری از بیماری ها اغلب با درجه كمبود كلسیم در گیاه متناسب است. گسترش باكتری در برگ ، بسیار وابسته به مقدار كلسیم برگ است و در شرایط كمبود، بیماری گسترش می یابد. در جدول ۴ نمونهای از اثرات كلسیم بر بروز بیماری شانكر باكتریایی در گوجه فرنگی نشان داده شده است.

در این بررسی خاطر نشان شد، از زمانی که مقدار كلسیم بافت افزایش می یابد، مقدار پتاسیم و منیزیم كاهش می یابد. این موضوع رابطه انتاگونیستی بین این سه عنصر كاتیونی را نشان می دهد. در شرایطی که به كاربردهای زیاد یك عنصر یا بیشتر نیاز است، انتظار می رود كاهش در جذب سایر عناصر ایجاد شود.

اثر بور (B) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

به رغم آن که گزارش شده است بو رآلودگی و اثرات بیماری را كم می كند لیكن عملكرد دقیق آن مشخص نیست. در اینجا به سه عملكرد آن که بیشتر مورد قبول محققین است خواهیم پرداخت. بور در تشكیل كمپلكس های كربوهیدرات _ بورات نقش دارد که انتقال كربوهیدرات و متابولیسم پروتئین دیواره سلولی را كنترل می كنند. همچنین در نفوذپذیری و پایداری غشا سلولی و نیز در متابولیسم تركیبات فنلی و سنتز لیگنین نقش دارد.

هنگامی که گیاهی به قارچ آلوده می شود سدهای دفاعی آن شروع به فعالیت می كنند. آلودگی سبب افزایش تولید تركیبات فنلی و فلاونوئیدهای مهاركننده در محل آلودگی و سایر بخش های گیاه می شود. تولید و انتقال این تركیبات به مقدار زیادی با تغذیه گیاه كنترل می شود. بنابراین كمبود عناصر غذایی كلیدی مانند پتاسیم، منگنز، مس، روی و بور مقدار تركیبات طبیعی ضد قارچی گیاهان را در محل آلودگی كم می كند. اثبات شده است زمانی که بور كاهش می یابد دیواره سلول گیاهی متورم می شود و شرایط برای پاره شدن سلول و تضعیف فضاهای بین سلولی فراهم می شود. بنابراین سد فیزیكی سلول تضعیف و آلودگی گسترش می یابد.

بور همچنین در درون سلول گیاهی در تولید تركیبات و ساختارهای حفاظتی در برابر بیماری ها نقش دارد. كمبود بور سبب ترشح مقادیر زیادی از تركیبات مانند قندها و آمینو اسیدها توسط گیاه می شود بدین ترتیب شرایط برای تثبیت بسیاری از آلودگی های قارچی فراهم می شود. بور در كنترل بیماری های زیر سودمند بوده است (جدول 5). جدول زیر ضرورتا تمام عوامل بیماری زا را در بر نمی گیرد و ممكن است این بیماری ها گونه های گیاهی بیشتری را تحت تاثیر قرار دهند.

اثر مس (Cu) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

تا سال ۱۹۰۰ میلادی كارایی مس در جلوگیری و بهبود بیماری های گیاهی به خوبی شناخته نشده بود. بررسی ها درباره ویژگی های ضد قارچی مس منجر به این كشف شد که مس عنصر اصلی غذایی است. همانند منگنز، مس نیز عنصر ضروری برای گیاهان عالی و نیز قارچ ها و باكتری ها است. مس در مقادیر زیاد برای گیاهان سمی است. لیكن، گیاهان عالی مانند محصولات زراعی و زینتی نسبت به قارچ ها و باكتری ها قادرند سطوح بالای مس را تحمل كنند. این تفاوت در مقاومت، زارعین را قادر كرده است تا از مس به عنوان یك تیمار درمانی استفاده كنند. كود مسی طیف وسیعی از بیماری های قارچی و باكتریایی را كاهش می دهد . مشخص شده است در صورتی که مس به شكل اسپری برگی استفاده شود كارایی بیشتری در كنترل بیماری ها دارد. هنگامی که گیاهی به قارچ آلوده می شود، سدهای دفاعی آن شروع به فعالیت می كنند . آلو دگی سبب افزایش تولید تركیبات فنلی و فلاونوئیدهای مهاركننده در جایگاه الودگی و سایر بخش های گیاه می شود. تولید و انتقال این تركیبات به مقدار زیادی با تغذیه گیاه كنترل می شود. بنابراین كمبود عناصر غذایی كلیدی مانند پتاسیم، منگنز، مس، روی و بور مقدار تركیبات طبیعی ضد قارچی گیاهان را در جایگاه الودگی كاهش می دهد. پاسخ دیگر گیاه به الودگی، تشكیل رادیكال های اكسیژنی (OH- و O-) و پراكسید هیدروژن است. این عناصر و تركیبات می توانند سلول های گیاهی و نیز عامل بیماری زا را تخریب نمایند. در هر واقعه ای مس برای سمیت زدایی رادیكال های اكسیژنی و پراكسید هیدروژن عمل می كند بنابراین آسیب به سلول های گیاهی كم می شود. مس در كنترل بیماری های زیر سودمند بوده است (جدول ۶). جدول زیر ضرورتا تمام عوامل بیماری زا را در بر نمی گیرد و ممكن است این بیماری ها گونه های گیاهی بیشتری را تحت تاثیر قرار دهند.

بررسی ها درباره ویژگی های ضد قارچی مس نشان داده است که استعمال ۱۰ تا ۱۰۰ برابر بالاتر از مقدار توصیه شده به شكل اسپری برگی قادر است ویژگی های ضد قارچی آن را نشان دهد. به هر حال اثبات شده است گیاهانی به انواع بیماری ها حساس تر هستند که دارای غلظت پایین مس می باشند. بنابراین توانایی مهار بیماری بوسیله مس می تواند در طیف بالایی از غلظت ها رخ دهد. مس می تواند هم به عنوان مهار كننده مستقیم بیماری های گوناگون عمل كند و هم قادر است به گیاهان امكان دفاع بهتر در برابر بیماری را بدهد. ریز مغذی هایی مانند مس، منگنز، روی و آهن در شكل محلول شان دارای كاتیون های دو ظرفیتی و اشكال قابل دسترس گیاه هستند و نسبت به یكدیگر رفتار آنتاگونیستی دارند. این آنتاگونیسم گهگاهی در جذب عناصر غذایی و نیز در ارتباط با كنترل بیماری هم گزارش شده است. در بررسی ایی دریافتند که یون دو ظرفیتی روی، اساسا اثرات ضد قارچی گیاهان گوجه فرنگی تیمار شده با مس را خنثی می كند. عنصر روی، همچنین ویژگی های ضد قارچی دارد و برای بسیاری از عوامل بیماری زا نسبت به مس سمیت كمتری ایجاد می كند. هنگامی که جذب مس بوسیله یون روی اضافی مهار می شود، اثر مثبت یون مس در كنترل بیماری نیز كاهش می یابد.

اثر منگنز (Mn) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

مشخص شده است که منگنز به مهار بیماری های قارچی و باكتریایی كمك می كند و نیز یكی از مواد مؤثره برخی قارچ كش ها است. منگنز نقش كلیدی در تولید تركیبات فنلی و تشكیل لیگنین بازی می كند که دو سیستم دفاعی در گیاه هستند . آلودگی سبب افزایش تولید تركیبات فنلی و فلاونوئیدهای مهاركننده در محل آلودگی و سایر بخش های گیاه می گردد به طوری که تولید و انتقال این تركیبات در بخش زیادی با تغذیه گیاه كنترل می شود. بنابراین كمبود عناصر غذایی كلیدی مانند یون های پتاسیم، منگنز، مس، روی و بور منجر به كاهش مقدار تركیبات طبیعی ضد قارچی گیاهان در محل آلودگی می شود. تركیبات فنلی برای بسیاری از عوامل بیماری زا سمی هستند و لیگنین یك سد فیزیكی دفاعی برای نفوذ این میكروارگانیسم ها است. همچنین منگنز در سم زدایی رادیكال های اكسیژنی و پراكسید هیدروژن نقش اساسی دارد. منگنز اضافی در گیاهان عالی ایجاد سمیت می كند این در حالی است که مقادیر فراوان این عنصر برای قارچ ها و باكتری ها نیز سمی است. این می تواند نشان دهد که سطوح بالای منگنز در برخی از گیاهان از طریق قارچ كش ها یا تغذیه بدست می آید که همین امر منجر به سمیت ساده منگنز برای قارچ ها و باكتری ها می شود. با پایین آوردن pH خاک (که مقدار منگنز محلول زیاد می شود) یا با اضافه كردن غلظت بالایی از منگنز به خاک گسترش آلودگی غده های سیب زمینی بوسیله Streptomyces scabies كم می شود.

در صنوبر نروژی، پوست داخلی ریشه ها كمتر قادر به فعالیت ضد قارچی علیه عامل بیماری زای Fomes annosus نسبت به پوست بیرونی است. زمانی که این بیماری بروز می كند بیماری در مركز ریشه (قلب ریشه) ایجاد می شود که ناحیه ضعیف تر ریشه است. زمانی که این درختان با غلظت بالای منگنز و غلظت پایین نیتروژن تغذیه می شوند، توانایی ضد قارچی پوست داخلی زیاد می شود.

پژوهشگران دریافتند که گیاهان بیمار، مقدار منگنز بسیار پایینی نسبت به گیاهان سالم داشتند . این امر می تواند به دلایل گوناگونی رخ دهد به طوری که رابطه نزدیكی بین یون منگنز و بروز بیماری های گیاهی وجود دارد. برخی قارچ های خاكزاد توانایی اكسید كردن منگنز خاک را دارند این امر منگنز را غیر قابل دسترس برای گیاهان عالی می كند. بنابراین سبب كاهش جذب منگنز و كاهش مقاومت در محصول یا گیاه هدف می شود. علاوه بر این، در شرایطی که مقدار منگنز و سایر عناصر غذایی در برگ ها و ساقه ها كاهش می یابد، بیماری هایی زیاد می شوند که به ریشه و سیستم آوندی (چوبی) آسیب وارد می كنند و بدین ترتیب گیاه حساس تر به این نوع بیماری ها می شود. از این رو سطح عناصر غذایی در بخش هوایی گیاه كم شده و بیماری سریع تر گسترش می یابد.

منگنز در توانایی گندم برای مقاومت به بیماری پاخوره (Gaeumannomyces graminis) نقش مهمی بازی می كند . این بیماری در pH خنثی و قلیایی خاک رشد كرده و بسیار حساس به خاک اسیدی است. قابلیت دسترسی به منگنز در منطقه ریشه ها و مقدار منگنز ریشه ها اثر مستقیمی بر شدت بیماری پاخوره دارد. در زمانی که pH خاک زیاد می شود ، دسترسی به جذب منگنز بطور چشم گیری كاهش می یابد. این قارچ همچنین توانایی اكسید كردن منگنز خاک را دارد که در این حالت منگنز را برای گیاه غیر قابل دسترس می كند. كاهش جذب منگنز در گیاه توانایی آن را برای سنتز لیگنین تضعیف نموده و این امر توانایی گیاه را برای مقاومت به الودگی كم می كند. به علت تحرک محدود منگنز از برگ ها به ریشه ها، اسپری برگی منگنز در کنترل بیماری پاخوره چندان مؤثر نیست. در خاک هایی با pH بالا، به دلیل اكسیداسیون و عدم تحرک منگنز استعمال خاكی این عنصر چندان مؤثر نیست. جدول زیر اثرات مثبت منگنز را در كنترل بیماری ها نشان می دهد فهرست زیر ضرورتا تمام عوامل بیماری زا را در بر نمی گیرد و ممكن است این بیماری ها گونه های گیاهی بیشتری را تحت تاثیر قرار دهند.

اثر روی (Zn) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

بررسی های اولیه در ابتدای دهه ۱۹۲۰ نشان داد گیاهانی که با كمبود روی مواجه بودند در معرض بیماری های گوناگون قرار داشتند. گزارش ها در همان زمان نشان داد که عنصر روی توانایی گیاهان را برای دفاع در برابر بیماری ها بهبود می بخشد. امروزه اطلاعات درباره رابطه ویژه یون روی با عوامل بیماری زای گیاهی به اثبات رسیدهاست. برخی منابع خاطر نشان نمودند که مدارک مشخصی دال بر این که چگونه عنصر روی برخی بیماری ها را مهار می كند، وجود ندارد لیكن سایرین نشان دادند که عنصر روی به طور مستقیم برای بسیاری از ارگانیسم های بیماری زا سمی است. این که عنصر روی ماده مؤثره برخی قارچ كش ها است مداركی وجود دارد که به طور مستقیم اثر سمی این نوع قارچ كش ها را به اثبات رسانده است. مدارک همچنین نشان داده است در خاک هایی که عنصر روی محلول (قابل دسترس بوسیله گیاهان) كمی دارند ممكن است جوامع بیشتری از برخی ارگانیسم های بیماری زا را دارا باشند. به هر حال، برخی از گونه های فوزاریوم (F. lycopersici و F.oxysporum) نسبت به بسیاری از محصولات زراعی نیاز بیشتری به عنصر روی دارند زیرا زمانی که در كشت های ایزوله، روی وجود ندارد، رشد و گسترش كمتری نشان می دهند. روی به تولید و سم زدایی رادیكال های اكسیژنی و پراكسید هیدروژن كمك می كند و بنابراین آسیب به سلول های گیاهی را محدود می كند. عنصر روی برای تمامیت و پایداری غشاهای گیاهی ضروری است و تصور می شود به جلوگیری از نشت عناصر یا تركیبات ضروری از سلول های گیاهی كمك می كند. مشخص شده است كمبود روی به تجمع قندهای مصرف نشده در گیاه كمك می كند. دانشمندان دریافتند در برخی از گیاهان نشت قندها به سطح برگ ها رخ می دهد که با كمبود روی مواجه می باشند. این مورد می تواند شرایط را برای هجوم قارچ ها و باكتری ها فراهم كند. از این رو بهبود تغذیه عنصر روی به جلوگیری از گسترش بیماری ها كمك می كند.

شدت تغذیه و تولید مثل بوسیله حشرات مكنده در گیاهانی با مقدار آمینو اسید بالا بیشتر است. این شرایط در گیاهان با كمبود روی یا افزایش نسبی نیتروژن در مقایسه با سایر عناصر غذایی رایج است. روی در كنترل بیماری های زیر سودمند بوده است فهرست زیر ضرورتا تمام عوامل بیماری زا را در بر نمی گیرد و ممكن است این بیماری ها گونه های گیاهی بیشتری را تحت تاثیر قرار دهند.

اثر آهن (Fe) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

با وجود آن که مدارک زیادی حاكی از آن است که اهن علیه برخی از بیماری ها فعال می باشد لیكن در گروه های یكسانی با پتاسیم، منگنز، مس و روی قرار داده نشده است. شواهد نشان می دهد عوامل بیماری زای گیاهی عموما بهاهن بالایی نیاز دارند . برخی از مطالعات نشان دادند که رقابت برای آهن بین گیاهان عالی و عوامل بیماری زا عاملی در آلودگی گیاهان عالی است. آهن به تولید و سم زدایی رادیكال های اكسیژنی و پراكسید هیدروژن كمك می كند و بنابراین آسیب به سلول های گیاهی را محدود می كند. برخی از بررسی ها نشان دادهاند که افزایش قابلیت دسترسی به جذب آهن می تواند در واقع شدت بیماری ها را زیاد كند . برای مثال بوسیله اهن مقاومت گوجه فرنگی به پژمردگی فوزاریومی كم می شود بدون این که رشد و نمو قارچ ها را تحت تاثیر قرار دهد. در این مورد آهن همچنین جوانه زنی اسپور قارچ را تحریك می كند. در سایر بررسی ها نتایج نشان داد آهن مكمل، دامنه و شدت بیماری پاخوره را در گندم و جو افزایش می دهد.

در تغذیه گیاه و شیمی خاک میكروالمان های منگنز، مس، آهن و روی با یكدیگر آنتاگونیست هستند. علاوه بر این بسیاری از گیاهان تا حدودی به نسبت Fe:Mn در بافت حساس هستند. از آنجایی که می دانیم منگنز، مس و روی ویژگی و عملكردهای ضد میكروبی مهمی دارند، آهن اضافی قادر است فعالیت یكی از این عناصر یاد شده را مهار نماید. آهن در كنترل بیماری های زیر سودمند بوده است (جدول ۹).

فهرست فوق ضرورتا تمام عوامل بیماری زا را در بر نمی گیرد و ممكن است این بیماری ها گونه های گیاهی بیشتری را تحت تاثیر قرار دهند.

اثر كلر (Cl) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

عنصر كلر زمانی که به شكل یون كلرید (Cl-) در می آید یك میكروالمان ضروری برای اهداف تغذیه ای است. همچنین هنگامی که با نرخ های مشابه با مقادیر عناصر اصلی یا ثانویه بكار برده می شوند اثرات ضد میكروبی چشم گیری دارند. درباره مكانیسم عمل آن در كنترل بیماری توافق چندانی وجود ندارد. همچنین مقادیر اضافی كلر عاملی در تنش شوری و آسیب به گیاه است . بنابراین اثرات كلر طیفی از اثرات میكروالمان ها در مقادیر پایین تا بازدارندگی بیماری در مقادیر متوسط و ایجاد سمیت در مقادیر اضافی است. در بسیاری از گزارش ها نشان دادند که كودهای كلر برای محصولات زراعی مفید هستند برخی از محصولات زراعی می توانند از اثرات آن آسیب ببینند. به عنوان مثال سال ها مشخص شده بود که تنباكو بوسیله مقادیر نسبتا پایین كلر آسیب می بیند. برخی ارقام سویا که در جنوب آمریكا كشت می شوند همچنین حساس به اسیب كلر هستند. سایر محصولات مانند یونجه، سیب زمینی، پنبه، گوجه فرنگی و سورگوم به سطوح بالای كلر حساسیت دارند. محصولات نامبرده در مقادیر متوسط رشد مناسبی دارند. بنابراین اثرات سودمند یا آسیب كلر بستگی به مقادیر و غلظت كاربرد آن دارد. كلر در كنترل بیماری های زیر سودمند است.

اثر سلیسیوم (Si) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

اگرچه سلیسیوم در فهرست عناصر غذایی ضروری قرار ندارد اما در كاهش بیماری در برخی گیاهان سودمند است. مدارک نشان می دهد که یكی از مكانیسم هایی که این عنصر اعمال می كند افزایش سد فیزیكی گیاه در برابر آلودگی است . افزایش سلیسیوم در گیاهان مشكل حشرات مكنده، نظیر شته ها یا پوره های برگی را زیاد می كند. كاهش تغذیه بوسیلهاین حشرات می تواند در جلوگیری و گسترش بیماری های ویروسی كمك نماید. همچنین گزارش كردند سلیسیوم نقش فعال تری در مهار بیماری بازی می كند. برخی بررسی ها نشان داد که محل های بدون آلودگی نسبت به محل های آلوده شده دارای مقادیر زیادتری سلیسیوم هستند.

این افزایش مقدار سلیسیوم عاملی در مهار آلودگی بوده و این عنصر به محل آلودگی منتقل می شود. برخی بررسی ها همبستگی بین تجمع تركیبات فنلی در اطراف جایگاه های آلودگی و تجمع سلیسیوم در اطراف جایگاه های مشابه را نشان دادهاند. سلیسیوم می تواند نقشی در انتقال تركیبات فنلی مهار كنندهالودگی داشته باشد. سلیسیوم در كنترل بیماری های زیر سودمند است.

اثر مولیبدن (Mo) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

اثرات مولیبدن در كاهش بیماری های گیاهی كمتر شناخته شده است. گزارش شده است مولیبدن در ریشه های گوجه فرنگی علائم پژمردگی ورتیسلیومی را كم می كند. همچنین این عنصر تولید سم بوسیله Myrothecium roridum عامل بیمار یزای خربزه و گسترش بیماری های Phytophthora cinnamomi و Phytophthora dreschleri را در انواع مختلفی از محصولات كم می كند. بررسی ها نشان داد استعمال خاكی مولیبدن جمعیت نماتدهای Rotylenchulus reniformis را كاهش می دهد. مكانیسم عمل مولیبدن در گیاهان شناخته شده نیست که چه نوع نقش حفاظتی علیه عوامل بیماری زا ایجاد می كند. احتمالا هر نوع اثر كمبود مولیبدن روی بیماری ها می تواند غیر مستقیم باشد از طرفی نقش مولیبدن در متابولیسم نیتروژن نیز شناخته شده است.

اثر نیكل (Ni) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

نیكل گاهی اوقات با عناصر غذایی ضروری فهرست می شود یا به عنوان عنصر بالقوه ضروری و نیز در فهرست فلزات سنگین قرار می گیرد. از این رو مقدار آن در خاک باید تحت كنترل باشد. نیكل نقش كلیدی در متابولیسم نیتروژن در گیاهان بازی می كند. سطح بحرانی در گیاهان بین 10 تا 100 ppb گزارش شده است از این رو كشاورزان كمتر با كمبود این عنصر مواجه می شوند.

اثر كادمیوم (Cd) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

كادمیوم عنصر ضروری نیست و در مقادیر پایین سمی نمی باشد. از آنجایی که حداقل مقدار 3ppm آن در محلول غذایی، قادر است رشد اكثر گیاهان را مهار نماید؛ از این رو عناصری نظیر نیكل در فهرست فلزات سنگین قرار دارند و مقدار آن ها باید در خاک تحت كنترل باشد. دانشمندان دریافتند که كادمیوم در غلظت های پایین سبب افزایش تشكیل لیگنین در گندم می شود. همچنین این عنصر به عنوان مكانیسمی دفاعی در برابر بیماری عمل می كند و اثرات مخرب كپك های پودری را در انواع محصولات زراعی كم می كند.

اثر لیتیم (Li) در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

لیتیم جزء عناصر ضروری نیست و می تواند در مقادیر كم نیز سمی باشد. محققین دریافتند این عنصر برای مركبات در سطوح خاكی حدود2 تا5 ppm سمی است. عناصری نظیر لیتیم قادرند اثرات مخرب كپك های پودری را كاهش دهند.

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