استرس عناصر غذايي

1. استرس عناصر غذايي فرآيندهايي مقدار يونها را در خاك تحت تاثير قرار مي دهد و يا در جذب آنها بوسيله ريشه اثر مي گذارد و موجب استرس مي شود شناسايي عوامل استرس ضروري است و استرس ممكن است ناشي از مسموميت يا كمبود باشد اگرچه زياد بودن بعضي از عناصر مثل آهن، منگنز و مس ممكن است بر گياه استرس وارد كند وليمعمولاً كمبود اين عناصر روي رشد و نمو بيشترين اثر را مي گذارد. www.hortilover.com

2. عنصر ضروري كدام است؟ • در غياب آن عنصر چرخه زندگي گياه كامل نمي شود و دو دسته اند: • Macro E. ، Micro E. • عناصر ضروري: C ، H ، O ، N ، P ، K ، S ، Co ، Mg ، Fe ، Zn ، Cu ، Mn ، Cl ، B ، Moاست www.hortilover.com

3. عناصر خاص برای برخی از گياهان • Seباعث ايجاد مقاومت نسبت به زيادي فسفر مي شود و گياهاني كه به زيادي فسفر حساسند نيازمند به Seهستند. • Siدرگراسها مقاومت گياه را در برابر بيماري ها افزايش مي دهد. • Naدر بعضي گياهان جايگزين Kدر تنظيم اسمزي مي شود • Coدر ساختن ويتامين B12موثر است. تا بحال تصور مي شد كه گياه احتياج به B12ندارد اما مشخص شده بسياري از باكتري ها و گياهان همزيست با باكتري هاي تثبيت كننده ازت به B12به عنوان كوآنزيم احتياج دارند. • نيكل (Ni ) كوآنزيم ureaseاست. www.hortilover.com

4. جابجايي عناصر • جريان مواد در گياه نتيجه انتقال در آوندهاي چوبي و آبكشي بر مبناي اختلاف غلظت و فشار است. همچنين به شكل آن يون كه تحت آن فرم جابجا مي شود، بستگي دارند. • سرعت جابجايي يون هاي مختلف به هنگام انتقال در آوندهاي چوبي يكسان و يا با اختلاف بسيار جزيي همراه است و بوسيله شدت جريان تعرق و اختلاف پتانسيل آب هدايت مي شوند. • در آبكش ها تفاوتهايي از حيث سرعت در جابجايي يونهاي مختلف وجود دارند كه ممكن است در برخي قسمتهاي گياه به اختلالاتي منجر شوند. عناصري مثل كلسيم، بور، آهن بدليل كمبود و يا عدم جابجايي مجدد و تحرك ضعيف آنها در آبكش بصورت كمبود در قسمت هاي بسيار جوان گياه تظاهر مي كنند. هر گاه چنين يونهايي از برگ در اختيار آبكش قرار گيرد به اندامهاي پائين مسن منتقل مي شود. www.hortilover.com

5. عناصر مبايل و غير مبايل immobile ، mobile 1- مبايل : N ، P ، K ، Mg ، Zn، كمبود در برگهاي پير 2- غير مبايل: Ca ، Fe ، B ، Mn ، Cu ، S،كمبود در برگهاي جوان www.hortilover.com

6. غلظت هر عنصر و رشد گياه بر حسب ميزان هر عنصر و تاثيري كه در رشد دارد، :پنج مرحله زير 1-ناحيه كمبود 2-ناحيه بحراني 3-ناحيه كفايت 4-ناحيه لوكس 5-ناحيه سميت محتمل است. www.hortilover.com

7. در ناحيه كفايت حداكثر رشد ديده مي شود • ناحيه لوكس ضرري براي گياه ندارد اما بيش از نياز گياه است • ناحيه سميت هنگامي است كه غلظت يك عنصر بيش از حد تحمل گياه است كه كاهش رشد را بدنبال دارد. www.hortilover.com

8. بازده مصرف يك عنصر • = بازده مصرفNet uptake efficiency (مقدار رشد) مقدار عملكرد • NUE = مقدار مصرف آن عنصر در گياه مقدار عنصر در گياه • كارايي جذب= مقدارمصرف شده عنصر (مقدار قبلي عنصر در خاك + مقدار داده شده بخاك) www.hortilover.com

9. بازده مصرف يك عنصر در ناحيه كمبود بيشترين است و حداقل آن در ناحيه لوكس (تجمعي) مي باشد. • نياز گياهان به عناصر متفاوت است بستگي به گونه، خانواده و حتي شاخه دارد • مثلا تك لپه ايها نسبت به دو لپه ايها كلسيم كمتري نياز دارند در حاليكه تك لپه ايها پتاس بيشتري نسبت به دو لپه ايها نياز دارند. www.hortilover.com

10. كمبود، مسموميت و علائم آنها • كمبود سه عنصر مهم و رايج اشاره مي شود • سميت سه عنصر مهم رايج بررسي مي گردد www.hortilover.com

11. كمبود سه عنصر مهم • مس در واكنش هاي اكسيداسيون و احيا در نقش يك كاتاليست عمل مي كند.كمبود، جريان انرژي را در فتوسنتز و تنفس متاثر مي سازد . مس در سيستم انتقال الكترون و در فتوسنتز از طريق پلاستوسيانين و در اكسيداسيون بصورت سيتوكروم اكسيداز عمل مي كنند. كمبود مس: 1- كاهش مقدار محصول و كيفيت ميوه و دانه 2- كاهش رشد رويشي 3- عمل چوبي شدن كاهش مي يابد ( از ضخامت ديواره سلولي آوندهاي چوبي كم مي شود ) • مس در واكنش هاي پلي فنل اكسيداز دخالت دارد www.hortilover.com

12. منگنز: دخالت در ساختمان پروتئين ها، در شكستن مولكول آب، در فتوسيستم II • كمبود در برگ هاي مسن با رنگ روشن بافت بين رگبرگي • آهن: دخالت در واكنش هاي اكسيداسيون و احيا • در آنزيم هاي سيتوكروم اكسيدازها، كاتالازها، پراكسيدازها، آهن بخش فعال آنها را تشكيل مي دهد. www.hortilover.com

13. عوامل موثر كه عوارض كمبود آهن را نشان مي دهد 1- مقادير كم آهن 2- بالابودن مقدار كربنات كلسيم 3- آبياري زياد 4- غلظت بالاي فسفر 5- غلظت هاي بالا از فلزات سنگين مثل منگنز و مس 6- دماهاي پائين و دماهاي بالا 7- تراكم بالا از نيترات 8- روشنايي شديد 9-كمبود هوا 10- افزودن مواد آلي در خاك 11- آلودگي ويروسي كمبود در برگ هاي جوان بصورت كلروز در فواصل رگبرگها ← پهنك به حالت زرد يا سفيد www.hortilover.com

14. مسموميت ناشي از عناصر • دامنه غلظت عناصر ضروري بين كمبود و سميت خيلي كم است • - حساسيت از سوي يك عنصر به فرآيند يا فرآيندهاي حياتي كه القاء مي كند، منجر به مسموميت ميشود • - غلظت هاي سمي عناصر روي، نيكل، مس يك امر عادي است ولي غلظت هاي سمي قلع، كبالت، بريليوم، كادميوم فقط در شرايط غير عادي حاصل مي‌شود. • - مسموميت ناشي از آلومنيويم ، منگنز بيشتر مورد مطالعه قرار گرفته است. www.hortilover.com

15. مسموميت ناشي از آلومنيويم • : علائم مسموميت شبيه به مسموميت ناشي از فسفر است. • شامل : 1- رشد كم 2- برگ سبز تيره و كوچك و در نهايت ارغواني 3- حالت زرد شدگي و مرگ نوك برگي 4- نوك ريشه كلفت و قهوه اي مي شود 5- تعداد ريشه هاي فرعي كم و بدون انشعاب www.hortilover.com

16. مزاحمت آلومينيم؟ • مزاحمت در تقسيم سلولي • با ورود به درون هسته در تعارض با آنزيم هاي درگير در رسوب دادن پلي ساكاريدهاي ديواره سلولي قرار مي گيرد. و بدليل ايجاد پيوند با پكتين ديواره ها سخت مي شوند. • تثبيت فسفر: ورود Alبه محلول خاك موجب تشكيل هيدروكسيدآلومينيم و اسيدي تر شدن خاك است، فسفر در اين خاك ها رسوب و مجاري ورود كلسيم به گياه بسته می شود • گياهان حساس به آلومينيوم مثل گندم، جو و سويا، • برخي آلومينيوم را در ريشه خود محبوس مي كنند. مثل برنج، آزاليا و يونجه • و عده اي انبار كننده آلومينيوم در برگها هستند. مثل چاي، چمن ها درختان كاج www.hortilover.com

17. مسموميت ناشي از منگنز: • اين عنصر در ساقه انباشته مي شود. • علامت مسموميت: كلروز، نكروز حاشيه برگها، در حالتشديد قهوه اي شدن ريشه در پنبه مسموميت ناشي از منگنز موجب تخريب اكسين است. ممكن است موجب تخريب آهن گردد. • مسموميت ناشي از مس: • علائم كمبود بيشتر روي ريشه و نوك ريشه است. روي آنزيم ايندول استيك اسيد اكسيداز اثر مي گذارد. www.hortilover.com

18. تحمل ناشي از سميت عناصر • ميكوريزها ملايم كننده استرس هستند و در واقع تحمل را بالا مي برند • وجود ميكوريزها در خاك و آغشته شدن با ريشه سطح تماس ريشه را با خاك زياد مي كند. • زندگي ريشه هاي ميكوريزي طولاني است در نتيجه جذب از خاك در مقايسه با آنچه در ريشه هاي بدون ميكوريز روي مي دهد براي يك دوره طولاني عملي تر است. • در ريشه هاي ميكوريزي جذب عناصر در واحد سطح خاك بيشتر است • ميكوريزها كمپلكس هاي فلزي در غلظت هاي مسموم كننده يونها تشكيل مي دهند لذا يك كاهش در غلظت فلزات برگها ديده ميشود. • نقش اجتماع ميكوريزي در شرايط استرسي مهم است و حضورش براي گياه امري حياتي است. www.hortilover.com

19. كلاته يا شلاته شدن Chelate • تركيب يون با يك ماده آلي مثل كلروفيل را كلات گويند. كلات ها نقش مهمي در متابوليسم و نيز در مسموميت زدايي دارند • ارتباط كلات ها با تحمل استرس ناشي از عنصر، به ساختمان و پايداري حلقه آنها بستگی دارد. با اين وسيله گياهان از زيادي يونها حفاظت خواهند شد www.hortilover.com

20. ژنتيك تحمل استرس • در برخي از گياهان تحمل غلظت هاي بالاي عناصر توسط يك ژن كنترل مي شود و در بعضي ديگر از ارقام موضوع پيچيده تر است. مثلا تحمل آلومينيوم در جو و گندم با يك ژن كنترل مي شود. • از طريق روش هاي Transgenic مي توان صفت مقاومت را انتقال داد. www.hortilover.com

21. ساير عوامل مسموميت زا يا آلوده كننده • SO2: از مهم ترين آلوده هاكننده است. اين گاز در هوا است از حدي بيشتر باشد ايجاد سميت مي كند. • منابع توليدSo2 : • ناشي از سوخت مواد فسيلي (نفت، ذغال سنگ ... )سالانه بطور تقريب 5 تن So2از ذغال سنگ، 10 تن از پالايش نفت و 11 تن از مواد نفتي خانگي، 50 تن از كارخانه هاي تصفيه فلزات وارد اتمسفر مي شود. www.hortilover.com

22. ايجاد باران اسيدي • بمقدار زياد در آب حل مي شود. در صفر درجه سانتي گراد 228 گرم در ليتر قابل حل است. • توليد بارانهاي اسيدي در مناطق صنعتي. در شمال اين مشكل محتمل است. • So2 + H2o So3-H + H + اكسيداسيون • So2 So3 • So3 + H2o So4 H2 www.hortilover.com

23. علائم سميت So2 • كلروز بين رگبرگي ، قهوه اي شدن يا سفيد شدن • گياهان حساس در غلظت 0.05 ppmصدمه مي بينند. مثلاسفناج، خيار، ارزن بمدت 8 ساعت در مواجهه آسيب مي بينند • گياهان مقاوم 2-10 ppmرا تحمل مي كنند. مثل ذرت، كرفس، مركبات • برگهاي شاداب تر و جوانتر بيشتر حساسند. www.hortilover.com

24. اثرات فيزيولوژيكي So2 • So2روي اسيدهاي آمينه اثر مي گذارد و باعث كاهش تشكيل پروتئين ميشود هر چند كه خود Sدر ساختمان اسيدهاي آمينه بكار رفته است. • آنزيم هاي دهيدروژناز غير فعال ميشود مثل آنزيم هاي: • glutamate dehydrogenase • glutamate oxaloacteic transaminase • گوگرددر ساختمان biotin ، glutamine ,glutathione ، methionine ، cysteineو Coenzyme. A، بكار رفته است كه در مواقع كمبود Sممكن است تا حد كمي مورد مصرف قرار گيرد. www.hortilover.com

25. تاثير در فتوسنتز با تخريب كلروفيل: يون Mgرا از كمپلكس كلروفيل خارج مي كند و تشكيل پيش ماده كارتنوئيد يا Pheaophyticمي نمايد در اينصورت تيلاكوئيدها بصورت دانه ها در مي آيد. تيلاكوئيدها بايد ديسك مانند باشند تا واكنش هيل روي آنها انجام شود. بنابراين ساختمان تيلاكوئيدها در اثر So2بهم مي خورد. www.hortilover.com

26. ساير آلوده كننده ها • اكسيد هاي ازت: Oxidantهاي ازت را با (NOX) نشان مي دهند • - Noو No2توسط باكتري ها توليد می شوندكه منشاء طبيعي دارند • - همين تركيبات از منابع غيرطبيعي مثل كارخانه هاي توليد اسيدنيتريك از سوختن نفت، ذغال سنگ وارد اتمسفر مي شود • N2 + o2 No +........ No2 • - هر قدر حرارت بالاتر باشد Noو No2بالاتري توليد مي شود. • - از كارخانه هايي كه Noتوليد مي شود اين گاز با O هوا در طول روز همراه با انرژي آفتاب تركيب شده No2مي دهد. • - در ساعات اوليه صبح Noدر هوا زياد خواهد بود سپس No2افزايش مي يابد و Noبه صفر مي رسد www.hortilover.com

27. در بعدازظهر هم O3زياد و هم No2زياد اين دو آلوده كننده PANرا توليد مي كنند. • O3 + No2 + هيدروكربنPAN • PAN = Peroxy Acetyle Nitrate آلوده كننده ثانوي تلقي مي شود www.hortilover.com

28. مراحل سيكل هاي قابل تكرار در طبيعت No2 No + O • O + O2 O3 • O3 + NO NO2 + O2 نور • NO2 + O2 NO + O3 اگر تركيب هاي كربن در هوا باشد. مثل بوتان و اتان و غيره PANتوليد ميشود. نور • CH3-CH=CHCH3+O2+NO+NO2 • CH3COO2NO2+CH3CHO+HCHO+CH3ONO2+CO2+CO PAN PAN www.hortilover.com

29. علائم آلودگي و آسيب روي گياه • لكه هاي دو طرفه قهوه اي يا سبز تيره كه اگر در زير برگ به آنها توجه شود كمي از ساير سلولها عمقي تر هستند اين لكه هاي آب سوخته Water Scorch)( است که در حالت شدت آلودگی وخسارت موجب ريزش برگ ها مي شود. گياهان مقاوم به خشكي مثل فيكوس حالت آب سوخته پيدا نمي كنند. • از بخاريهاي گازي ازن، NO2توليد ميشود بخصوص بخاريهاي يونيورسال، بخاريهاي بدون شيشه و بدون لوله • بخاريهاي نفتي فقط كربن توليد مي كنند. www.hortilover.com

30. تاثير ماده PAN • آلوده كننده PANهم روي گياه و هم انسان اثر سوء دارد . بعدازظهر شدت پيدا مي كند در انسان ايجاد چشم سوختگي و سوزش در چشم، در گياه ، لكه هاي برنزه در سطح زيرين برگ • وقتي PANتشكيل ميشود هم ازن و هم No2در هوا هست و روي گياه اثر مي گذارد • اثرات PANو ازن شبيه بهم هستند و برگهاي جوان بيشتر تحت تاثير قرار مي گيرند. www.hortilover.com

31. آلوده كننده هاي ديگر • اثرات فيزيولوژيكي PAN • - تاثير در آنزيم ها و متابوليسم قندهاي تشكيل دهنده ديواره سلول،PANروي سنتز سلولز تاثير منفي مي گذارد. • ازن و PANبا IAAبرخورد مي كنند و آنرا از بين مي برند. • جلوگيري از فتوسنتز www.hortilover.com

32. تاثير در آنزيم ها • تاثير در آنزيم هاي گروه SH ، آنزيم هاي فاقد SHمقاوم خواهند بود • G – 6 – P dehydrogenize • SH S SH S آنزيم تغيير شكل مي دهد • آنزيم فاقد SHمثل R- U- 5- P Kinasدر برابر آلوده كننده تغيير نمي يابد. www.hortilover.com

33. آلوده كنندهF فلور يا فلورايد • از تصفيه مواد فلوردار در حرارت هاي بالا مثل كارخانه هاي تصفيه آهن و آلومينيوم، كارخانه هاي تهيه سوپر فسفات، كارخانه هاي ذوب شيشه، آجرسازي Fوارد هوا مي شود. • فلور تدريجآ جذب گياه مي شود وقتي حد آن زياد شد ايجاد سميت مي كند. • علامت سوختگي از انتها و حاشيه برگ كه بطرف داخل برگ ادامه دارد • - از روزنه، شكاف كوتيكول جذب ميشود. قابل شسته شدن از گياه است لذا در مناطق داراي بارندگي سميت ديرتر ظاهر ميشود. www.hortilover.com

34. اثرات فيزيولوژيكي • روي آنزيم هاي مختلف فتوسنتز و كلروفيل و لذا كاهش عملكرد و كاهش رشد طولي و اندازه برگ را بدنبال دارد. • تبديل پلي زوم به منوزوم • كلروپلاست حالت طبيعي خود را از دست داده و بحالت شبكه اي در مي آيد گرانا شبكه اي ميشود. كلروپلاست از گرد به بيضوي تبديل مي گردد. www.hortilover.com

35. ذرات معلق در هوا • ذرات معلق در هوا از كارخانه هاي سيمان، آهن، فولاد و كارخانه هاي توليدات جنگلي و چوب متصاعد ميشود. • - ذرات معلق روي روزنه ها را گرفته هم نور به گياه نمي رسد و هم اينكه هوا وارد گياه نميشود. • از جمله تركيبات شيميايي موجود در اين ذرات • اكسيد منيزيم، اكسيد آهن، سرب هستند كه heavy metalناميده مي شوند و ايجاد سميت مي كند. • كنار كارخانه هاي سيمان C d ، Z nسميت ايجاد مي كند اگر مشرف به دريا باشد، خسارت شديدتر است. • - ذرات ClNaهم مي تواند همراه ذرات باشد www.hortilover.com

36. NH3آلوده كننده ديگريست كه از تخمير و پوسيده شدن پهن دامداري ها بدست مي آيد • ClH : از كارخانه هاي پلاستيك سازي PVCسازي حاصل مي شود و ايجاد سميت مي كند • اتيلن: مقدار كم آن هورمون، زياد آن ايجاد سميت در گياهان مي كند و سبب ريزش برگها مي گردد. • - در اطراف كارخانه هاي پلاستيك سازي، اگزوز ماشين ها، بخاري هاي گازي حاصل مي شود. www.hortilover.com