فسفیت: شمشیری دو لبه

مقدمه:
فسفر (P) جزئی اصلی از DNA و RNA به حساب می‌آید، در ساختار فسفولیپیدهای غشاء سلولی حضور دارد و تشکیل دهنده‌ی ماده‌ی انرژی‌زای ATP در بدن است. این عنصر حیاتی، کارکرد تعیین‌کننده‌ای در وراثت ژنتیکی، ساختار غشاء، مسیر انتقال سیگنال و متابولیسم دارد و همچنین برای زنده‌ماندن تمام موجودات زنده روی زمین (شامل تمام گیاهان) ضروری است (Ashley et al.,2011). این عنصر در کشاورزی در مقایسه با عناصر حیاتی دیگر، با فاصله، کم تحرک‌ترین و دور از دسترس ترین عنصر برای گیاهان محسوب می‌شود (Ramaekers et al.,2010).
تقریبا برای همه مشخص شده است که فسفات (Pi) نوعی ماده‌ی مغذی است که از ترکیب فسفر با چهار اکسیژن ساخته می‌شود (PO43-) و در رشد و نمو گیاهان موثر است، این در حالی است که در چند دهه‌ی گذشته نام فسفیت (Phi: H2PO3-) و یا فسفوروس اسید (H3PO3) نیز به عنوان قارچ‌کش، کود مکمل و یا محرک زیستی شنیده می‌شود (تصویر ۱). به عنوان محرکی زیستی، ثابت شده‌است که فسفر به جذب و ترکیب مواد در گیاه کمک می‌کند . این عنصر باعث القای مقاومت به تنش‌ها می‌شود، رشد ریشه را بهبود می‌بخشد و در نهایت باعث افزایش عملکرد گیاهان مختلف می‌شود. علاوه بر این در بسیاری از کشورها همچون ایران فسفیت به عنوان قارچ‌کش و باکتری‌کش ثبت شده است و این نشان دهنده‌ی قدرت این ترکیب در مقابل عوامل بیماری‌زا است، اما استفاده از فسفیت به عنوان کود هنوز موضوع مجادله‌ی بسیاری از محققان است. هنوز هیچ‌کس در مورد اثر تغذیه‌ای و یا استفاده‌ از فسفیت به عنوان کود به جمع‌بندی نرسیده است. این مقاله تلاش می‌کند نتایج تحقیقات مختلفی که درباره‌ی فسفیت انجام پذیرفته را بازگو کند و درباره‌ی نکات مثبت و منفی فسفیت به جمع بندی برسد.


تصویر ۱- تصویر سه بعدی فسفات (pi)  و فسفیت (phi)

فسفیت به عنوان محرک زیستی:
تحقیقات برجسته درباره‌ی تاثیر فسفیت در افزایش سرعت واکنش‌های گیاه، افزایش میزان محصول، بهبود کیفیت میوه و مقاومت به تنش‌های محیطی در جدول ۱ و ۲ قابل مشاهده است. با بررسی این جدول می‌توان به تاثیرات متنوع فسفیت در گیاهان مختلف توجه کرد. این تاثیرات متنوع نشان‌دهنده‌ی لزوم انجام تحقیق در مصرف فسفیت است. فسفیت ممکن است در گیاهی باعث افزایش بازدهی محصول شود و در گیاه دیگر فقط به رشد ریشه کمک کند، از طرفی دیگر امکان تاثیر منفی فسفیت نیز وجود دارد، پس مهم ترین نکته قبل از مصرف فسفیت بررسی تاثیر آن در گونه ی گیاهی مورد نظر است.

نام گیاه

فرم فسفیت نحوه‌ی مصرف

صفات بهبودیافته

منبع

کرفس

فسفوروس اسید محلول‌پاشی عملکرد محصول Rickard (2000)

کاهو

فسفوروس اسید

مصرف هیدروپونیک

وزن خشک بیومس، محتوی فسفر درون گیاه

Bertsch et al. (2009)

پیاز

فسفوروس اسید

محلول‌پاشی و همراه با آب آبیاری

حجم غده

Rickard (2000)

سیب‌زمینی

فسفوروس اسید

محلول‌پاشی

اندازه‌ی غده و عملکرد مزرعه

Rickard (2000)

سیب‌زمینی

پتاسیم فسفیت

محلول‌پاشی

محتوی کلروفیل، محافظت در مقابل نور UV-B، فعال‌سازی سیستم آنتی‌اکسیدانت

Oyarburo et al. (2015)
فلفل شیرین فسفوروس اسید همراه با آب آبیاری و محلول‌پاشی اندازه‌ی فلفل و عملکرد مزرعه

Rickard (2000)

گوجه‌فرنگی فسفوروس اسید مصرف هیدروپونیک وزن خشک بیومس و محتوی فسفر داخل گیاه

Bertsch et al. (2009)

جدول ۱- تاثیر مثبت فسفیت به عنوان محرک زیستی بر صیفی‌جات

از آن‌جا که استفاده از فسفیت به عنوان محرک زیستی سابقه‌ی زیادی دارد، تحقیقات زیادی درباره‌ی وجود اثر تحریکی فسفیت بر گیاهان صورت گرفته است. یکی از این تحقیقات که به صورت گسترده روی پیاز، کرفس، سیب‌زمینی و فلفل صورت گرفت، تاثیر چشمگیر فسفیت روی کیفیت و بازدهی محصولات را گزارش کرد (Rickard, 2000). از سویی دیگر، تحقیقات دیگر روی جوانه زنی خردل سیاه، کشت سلول کلزا و همچنین پرورش هیدروپونیک گوجه و فلفل ثابت کرد که فسفیت نه‌تنها نمی‌تواند منبع فسفر مناسبی برای این گیاهان باشد، بلکه باعث کاهش سرعت رشد و ایجاد مسمومیت در گیاه نیز می‌شود. بنابراین می‌توان بیان کرد که برای درک بهتر تاثیر فسفیت بر متابولیسم گیاه، مطالعات عمیق‌تری درباره‌ی این موضوع نیاز است.

نام گیاه فرم فسفیت نحوه‌ی مصرف صفات بهبودیافته منبع
مرکبات فسفوروس اسید محلول‌پاشی عملکرد باغ و محتوی اسید درون میوه Lovatt (1998, 1999)
هلو فسفوروس اسید محلول‌پاشی قندها و مواد جامد محلول در آب Rickard (2000)
رسپ‌بری فسفوروس اسید محلول‌پاشی استحکام میوه Rickard (2000)
توت‌فرنگی پتاسیم فسفیت همراه با آب آبیاری و محلول‌پاشی مقدار آسکوربیک اسید و آنتوسیانین Moor et al. (2009)
توت‌فرنگی پتاسیم فسفیت همراه با آب آبیاری غلظت کلروفیل‌ها، آمینواسیدها و پروتئین‌های درون برگ Glinicki et al. (2010)
آووکادو فسفوروس اسید محلول‌پاشی عملکرد محصول Lovatt (2013)
موز فسفوروس اسید مصرف هیدروپونیک وزن خشک بیومس، محتوی فسفر گیاه Bertsch et al. (2009)

جدول۲- تاثیر مثبت فسفیت به عنوان محرک زیستی بر درختان میوه

فسفیت به عنوان قارچ‌کش:

از سال ۱۹۸۰ که مطالعاتی درباره‌ی اثر قارچ‌کشی فسفیت انجام شد، هر روز یافته‌های جدیدی از این عنصر تاثیرگذار منتشر شده است. این عنصر با حرکت سیستمیک خود در گیاه جلوی نفوذ بیماری‌های زیادی از قبیل بوته‌میری، سفیدک، مرگ گیاهچه، عوامل فوزاریومی، فیتوفتورایی و … را می‌گیرد. هرچند که هر روز اطلاعات جدیدی راجع به نحوه‌ی عمل فسفیت منتشر می‌شود، اما چیزی که مشخص است تاثیر مستقیم و غیرمستقیم فسفیت در سرکوب بیماری‌هاست. وجود این تاثیر در مقالات آن‌قدر روشن است که تاکنون مطالعه‌ای نظریه‌ی مخالفی ارائه نداده است.

مزایای استفاده از فسفیت به عنوان قارچ‌کش موارد زیادی را در برمی‌گیرد. این ترکیب برخلاف بسیاری از ترکیب‌های شیمیایی و سنتتیک، ریسک بروز مقاومت در بیماری‌ها را پایین می‌آورد. در واقع به دلیل نحوه‌ی اثر متنوع این ترکیب، بیماری‌های قارچی و باکتریایی بسیار سخت قادر به بروز مقاومت در مقابل این قارچ‌کش خواهند بود. از طرفی دیگر با توجه به نزدیکی این ترکیب به طبیعت، تاثیرات مخرب محیط زیستی این قارچ‌کش به صفر میل می‌کند و تا به امروز هیچ مقاله‌ای، اطلاعاتی درباره‌ی اثر مخرب این ترکیب ثبت نکرده است.

تصویر۲- تاثیر فسفیت بر آلودگی سفیدک سویا

تاثیر قارچ‌کشی فسفیت پتاسیم در مطالعات مختلفی بررسی شده است. در مطالعه‌ای که توسطGraham, 2011 صورت گرفت، فسفیت توانست تا ۹۸% از وقوع پوسیدگی قهوه‌ای در مرکبات جلوگیری کند (تصویر ۲). در مطالعه‌ای دیگر که توسط Silva et al., 2011 صورت گرفت، تاثیر فسفیت بر وقوع سفیدک سویا مشخص شد (تصویر ۳). وجود این مطالعات در سال‌های اخیر ثابت کرد که فسفیت انتخابی مطمئن و کارا برای بیماری‌های قارچی است و استفاده از آن به عنوان قارچ‌کش برخلاف موارد استفاده به عنوان محرک زیستی و کود محل اختلاف محققان قرار نگرفته است.

تصویر۳- تاثیر پتاسیم فسفیت بر آلودگی پوسیدگی قهوه ای مرکبات

فسفیت به عنوان کود:

تا به امروز مطالعات زیادی از پتانسیل استفاده از فسفیت به عنوان منبع فسفر گیاهان گفته‌اند. Albrigo,  ۱۹۹۹ نشان داد که مصرف برگی فسفیت می‎تواند در عملکرد درخت پرتقال و کیفیت آن موثر باشد. بعد از این مقاله، خیلی از محققان از فسفیت به عنوان منبع فسفر قابل جذب برای گیاهان یاد کردند و تعدادی دیگر اعتقاد داشتند تاثیر فسفیت بر عملکرد گیاهان، به دلیل جذب آن به صورت فسفر نیست، بلکه فسفیت با افزایش مقاومت گیاه عملکرد محصول را بالا می‌برد. از همین‌ جا بود که اختلاف نظر بین محققین شکل گرفت و ادامه پیدا کرد.

تحقیقات بعدی گاهی موافق و گاهی مخالف با مصرف فسفیت به عنوان منبع فسفر قابل جذب برای گیاهان بود. در یکی از مطالعات مخالف، ثابت شد استفاده‌ی برگی از پتاسیم فسفیت در ذرت‌ بر بهبود رشد این گیاه موثر نیست. این مطالعه در شرایطی انجام شد که در یک تیمار کمبود فسفر وجود داشت و در تیمار دیگر فسفر کافی در گیاه موجود بود، اما پتاسیم فسفیت، تاثیر چشمگیری در بهبود رشد هیچ یک از تیمارها نگذاشت (schroetter et al., 2006).

در دو مطالعه که اثر فسفیت را بر گیاهان دارای کمبود فسفات بررسی می‌کردند، اثر مخرب فسفیت بر این گیاهان شناخته شد. فسفیت در گیاهان دارای کمبود فسفات باعث سرکوب تعداد زیادی از پاسخ‌های گیاهی می‌شود و در نتیجه تاثیرات مخرب کمبود فسفات در گیاهان را تشدید می‌کند (carswell et al., 1996 ; Ticconi et al., 2001). در مطالعه‌ای دیگر مصرف فسفیت در حضور مقدار کافی فسفات، باعث ایجاد مسمومیت گیاهی در کاهو شد. این مطالعه نشان داد که فسفیت در حضور فسفات ممکن است در بافت گیاه باقی بماند و در طولانی مدت باعث ایجاد مسمومیت شود (Thao et al., 2008).

با وجود این که این مطالعه‌ها بر تاثیر مخرب فسفیت اشاره کرده‌اند، برخی محققان بر این باورند که تاثیر منفی فسفیت، به دلیل استفاده‌ی نادرست از این عنصر است. نباید از فسفیت به عنوان تنها منبع فسفر مورد نیاز گیاه استفاده کرد و مقادیر بالایی از آن را بدون تحقیق به گیاه منتقل نمود. این محققان پیشنهاد می‌دهند که از فسفیت در مقادیر کافی و به همراه فسفات استفاده شود تا بتوان تاثیر مثبت این دو ترکیب را هم در رشد گیاه و هم در مقاومت آن دید. این راهبرد می‌تواند از سویی جلوی تاثیرات مخرب فسفیت را بگیرد و از طرف دیگر از تاثیرات مثبت آن در تحریک زیستی و قارچ‌کشی استفاده کند.

جمع‌بندی:

همانطور که پیش‌تر گفته شد، فسفیت ترکیبی است که با استفاده از آن می‌توان تاثیرات مثبت و منفی بسیاری را متصور شد. این ویژگی فسفیت باعث می‌شود بتوان آن را به شمشیری دولبه تشبیه کرد. این شمشیر در موارد زیادی می‌تواند نجات بخش باشد و در مواردی هم زیان‌رسان است. بزرگترین نکته‌ای که باید قبل از مصرف فسفیت در نظر گرفت، مطالعه‌ی تاثیر آن و یا انجام آزمایش درباره‌ی مصرف فسفیت بر گونه‌ی گیاهی مورد نظر است. در واقع می‌توان گفت، فسفیت عنصری است که باید با چشم باز مصرف شود.

منابع:

Albrigo, L.G., ALBRIGO, L. and Albrigo, L., 1999. Effects of foliar applications of urea or Nutriphite on flowering and yields of Valencia orange trees.

Carswell, C., Grant, B.R., Theodorou, M.E., Harris, J., Niere, J.O. and Plaxton, W.C., 1996. The fungicide phosphonate disrupts the phosphate-starvation response in Brassica nigra seedlings. Plant Physiology۱۱۰(۱), pp.105-110.

Graham, J.H., 2011. Phosphite for control of Phytophthora diseases in citrus: model for management of Phytophthora species on forest trees?. New Zealand Journal of Forestry Science (New Zealand Forest Research Institute Ltd (trading as Scion))۴۱.

Rickard, D.A., 2000. Review of phosphorus acid and its salts as fertilizer materials. Journal of Plant Nutrition۲۳(۲), pp.161-180.

Schroetter, S., Angeles-Wedler, D., Kreuzig, R. and Schnug, E., 2006. Effects of phosphite on phosphorus supply and growth of corn (Zea mays). Landbauforschung Volkenrode۵۶(۳/۴), p.87.

Silva, O.C., Santos, H.A.A., Dalla Pria, M. and May-De Mio, L.L., 2011. Potassium phosphite for control of downy mildew of soybean. Crop Protection۳۰(۶), pp.598-604.

Thao, H.T.B., Yamakawa, T., Shibata, K., Sarr, P.S. and Myint, A.K., 2008. Growth response of komatsuna (Brassica rapa var. peruviridis) to root and foliar applications of phosphite. Plant and Soil۳۰۸(۱-۲), p.1.

Ticconi, C.A., Delatorre, C.A. and Abel, S., 2001. Attenuation of phosphate starvation responses by phosphite in Arabidopsis. Plant Physiology۱۲۷(۳), pp.963-972.

فارسی