مروری بر اثرات هم‌افزایی دو عنصر کلسیم و بور

وجود تعادل بین عناصرغذایی درتغذیه گیاهان، عامل مهمی در افزایش عملکرد و بهبود کیفی محصول تولیدی می‌باشد (Alloway, 2008). در این بین برهمکنش بین عناصر غذایی نقش مهمی در افزایش کارایی و نیز تعدیل اثرات مخرب مقادیر بیش از حد عناصر در گیاه خواهد داشت. به دلیل اثرات متقابل دو عنصر کلسیم و بور در تغذیه و رشد و نموگیاهی، در این مجال اثرات تغذیه توأم آنها بررسی خواهد شد.
کلسیم یکی از عناصر ضروری در تغذیه گیاهی است و نقش مهمی در افزایش عملکرد و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی دارد (Shobaky and Mohamad, 2000). همچنین نقش مهمی در افزایش تحمل گیاهان به تنش‌ها را بازی می‌کند و نیز باعث تحریک فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی و کاهش پراکسیداسیون لیپیدی می‌شود (Khan et al., 2010; Siddiqui et al., 2010). فرآیندهای بیوشیمیایی نظیر نفوذپدیری و استحکام غشاء سلول، جذب گزینشی سایر عناصر، تقسیم و افزایش طول سلول و تولیدگرده نقش موثری ایفا میکند. کلسیم اولین عنصر غذایی از نظر فراوانی در برگ است و بخش زیادی از این کلسیم در دیواره سلولی قرار دارد. کلسیم پمپ‌های پروتئینی را تنظیم می‌کند که این پمپ‌ها در جذب عناصر غذایی به ریشه و سپس انتقال آنها به سمت سایر سلول‌ها، نقش دارند (White and Broadley, 2003). کاهش مقادیر کلسیم نسبت به کاتیون‌هاى دیگر در آب آبیارى، موجب ضعف سیستم ریشه‌اى درختان و به تدریج پوسیدگى ریشه و زوال مى‌شود، به طورى که حتى مى‌تواند تولید پایدار را تهدید کند. به‌طور کلی اثرات کمبود کلسیم در ساختار سلولی گیاه نمایان میگردد. عوارضی همچون پوسیدگی انتهایی گیاهان جالیزی و سبزیجات (شکل۱)، نرمی و لهیدگی میوه و لکه‌تلخی سیب (شکل۲) نیز از موارد کمبود کلسیم می‌باشند. معمولا مطالعات کمبود کلسیم و بور به‌دلیل شباهت نقش این عناصر در دیواره سلول همزمان انجام می‌شود. عدم وجود کلسیم باعث کاهش غلظت کلسیم در پکتین دیواره‌های سلولی و تخریب سلول می‌گردد.

شکل۱- پوسیدگی انتهایی گیاهان جالیزی و سبزیجات

شکل۲- لکه تلخی سیب

بور غالبا به شکل اسید بوریک در خاک یافت می‌شود که به آسانی با آبیاری شدید شسته می‌شود (Yan et al., 2006). بور برای رشد بهینه گیاهان عنصری لازم است و در انتقال قند در گیاه و متابولیسم کربوهیدارت، سنتز دیواره سلولی و چوبی شدن، حفظ نفوذپذیری غشای سلول، بهبود مکانیسم دفاع سلولی، متابولیسم اسیدهای نوکلئیک، متابولیسم ترکیبات فنولی، تولید و انتقال هورمون اکسین، تولید لوله گرده، متابولیسم نیتروژن و فتوسنتز و فعالیت تعدادی از آنزیم‌ها، نقش دارد (Marschner, 1995; Reid, 2010; Xuan et al., 2001).
هر دو عنصر بور و کلسیم نقش مهمی در ساختار دیواره سلول بازی می‌کنند و وجود تعادل بین آنها برای رشد طبیعی گیاه، دارای اهمیت زیادی است. اگر یکی از این یون‌ها در دیواره سلولی بیشتر از دیگری تجمع یابد، یون دیگر با پیشگیری از رسوب بیش از حد آن مانع از بروز اثرات سمی به دلیل رسوب بیش از حد آن عنصر می‌گردد.
در صورت کمبود بور در گیاه، جذب کلسیم افزایش می¬یابد، با این حال گیاه توانایی خود در انتقال کلسیم به اندام‌های هوایی را از دست می‌دهد. تغذیه همزمان کلسیم و بور باعث افزایش انتقال کلسیم در گیاه میگردد. دلیل این موضوع نقش بور در افزایش حلالیت کلسیم در گیاه میباشد. کمبود همزمان بور و کلسیم باعث تغییر مسیرهای متابولیکی و افزایش فعالیت آنزیم‌های فسفوریلاز، ریبونوکلیاز و پلی‌فنل اکسیداز می‌گردد.

در مناطق شور، کم آب و خشک کشور نظیر استان‌های کرمان، یزد، قم و نیز جنوب فارس، مقدار بور محلول خاک بسیار بالا بوده و در آب‌های این مناطق نیز به وفور یافت می‌شود. سمیت بور با علایمی نظیر نقاط سوخته سطح برگ و لبه‌های قهوه‌ای و نهایتا کاهش عملکرد گیاه همراه است. کاهش سمیت بور می‌تواند با تجمع کلسیم در دیواره سلولی توضیح داده شود (Turan et al., 2009). کاربرد کلسیم می‌تواند بر میزان جذب و استفاده بور توسط گیاه نیز تاثیرگذار باشد (Kanwak et al., 2008) و تنش‌های اکسیداتیو ناشی از سمیت بور را تعدیل کند (Siddiqui et al., 2014).
نتایج مطالعه‌ای در ارتباط با کاربرد بور و کلسیم در پرتقال ناول نشان داد که تیمارهای بور و کلسیم در افزایش درصد به میوه نشستن نهایی، کیفیت میوه و نیز متوسط وزن و اندازه میوه، درصد مواد جامد و ویتامین ث کارآمد بودند (Hikal et al., 2017). محلول¬پاشی همزمان بور و کلسیم در سیب موجب افزایش رشد سرشاخه‌ها، گلدهی، میوه‌دهی، اندازه میوه، سفتی و افزایش زمان نگهداری میوه گردید(Rab and Haq, 2012). به‌دلیل نقش بور در انتقال کلسیم به اندام‌های هوایی در زمان کمبود بور، با وجود مقادیر مناسب کلسیم در خاک و محلول غذایی، کاهش میزان کلسیم در گیاه و اثرات سوء بر عملکرد، قابل مشاهده است.

کلسیم و بور تحرک محدودی در درون گیاه دارند. تحرک این دو عنصر تحت تأثیر جذب آب و شدت تعرق در گیاه است. در شرایط گلخانه، به دلیل کاهش جذب آب و تعرق کمتر نسبت به مزارع صورت می‌گیرد. حال آنکه عملکرد بالای محصولات گلخانه‌ای، آنها را نیازمند مقادیر بیشتری عناصر غذایی نموده است. نسبت کلسیم به بور (Ca/B) نیز در جذب این عناصر نقش دارد. مطالعات نشان میدهند، مصرف توأم کلسیم و بور موجب افزایش تحرک کلسیم و انباشت بیشتر در برگها و میوه میگردد. مصرف توأم کلسیم و بور در گیاهان تیره بقولات، موجب افزایش تعداد گره و عملکرد آنها می‌شود (نمودار ۱) (شکل۳) (Redondo et al., 2003).

نمودار ۱- افزایش تعداد گره و عملکرد با مصرف توأم کلسیم و بور در گیاهان تیره بقولات

شکل۳- افزایش تعداد گره و عملکرد با مصرف توأم کلسیم و بور در گیاهان تیره بقولات

با توجه به این تحقیقات و بسیاری مطالعات دیگر بسیاری از کمپانی های پیشرفته تولید کننده ی کود در دنیا، امروزه ترکیباتی بر پایه ی دو عنصر کلسیم و بور تولید و در دسترس کشاورزان قرار می دهند.

فهرست برخی منابع مورد استفاده

Alloway, B. J. 2008. Zinc in soils and crop nutrition. IZA and IFA, France, 137p.

Shobaky, M.A. and Mohamad, M.R. 2000. Effects of calcium and potassium foliar application on leaves nutrients content, quality and storage life of citrus under drip irrigation in clay soil. J. Agric. Sci. Mansoura Univ, 25: 8027-8037.

Siddiqui, M.H., Mohammad, F., Khan, M.N., Al-Whaibi, M.H. and Bahkali, A.H.A. 2010. Nitrogen in relation to photosynthetic capacity and accumulation of osmoprotectant and nutrients in Brassica genotypes grown under salt stress. Agr Sci China, 9:671–۶۸۰٫

Khan, M.N., Siddiqui, M.H., Mohammad, F., Naeem, M.and Khan, M.M.A .2010. Calcium chloride and gibberellic acid protect linseed (Linum usitatissimum) from NaCl stress by inducing antioxidative defence system and osmoprotectant accumulation Acta Physiol Plant, 32:121–۱۳۲٫

White, P.J. and Broadley, M.R. 2003. Calcium in plants. Annal. Bot, 92: 487-511.

Yang, L., Li, G. Lin, Q. and Zhao, X. 2010. Active carbonate of chestnut soils in different lands. Ecol. Environ. Sci, 19: 428 – ۴۳۲٫

Marschner, H .1995. Mineral nutrition of higher plants, Academic Press, London.

Reid, R. 2010. Can we really increase yields by making crop plants tolerant to boron toxicity? Plant Sci, 178: 9–۱۱٫

Xuan, H., Streif, J., Pfeffer, H., Dannel, F., Romheld, V. and Bangerth, F. 2001. Effect of pre-harvest boron application on the incidence of CA-storage related disorders in ‘Conference’ pears. The Journal of Horticultural Science and Biotechnolgy, 76(2):133-137.

Turan MA, Taban N, Taban S. 2009. Effect of calcium on the alleviation of boron toxicity and localization of boron and calcium in cell wall of wheat. Not Bot Hort Agrobot Cluj 37.

Siddiqui M.H. Al-Whaibi, M.H. Sakran Hayssam, A.M. Mohammed, M.A. Basalah, O. Faisal, M. Alatar, M. Al-AmriA.A. 2014. Calcium-induced amelioration of boron toxicity in radish. J Plant Growth Regul, 33(1): 61-71.

Kanwak, S., Rahmatullah, A.T., Maqsood, M.A. and Abbas, N. 2008. Critical ratio of calcium and boron in maize shoot for optimum growth. J Plant Nutr, 31:1535–۱۵۴۲٫

Hikal, A. R. F. Ibrahim, M. A. and Abdelaziz, R. A. 2017. Effect of different treatments of calcium and boron on productivity and fruit quality of Navel orange fruits. Egypt. J. Hort, (44) 1: 119- 126.

فارسی