انتقال مواد غذایی به ریشه چگونه است ؟

ریشه گیاهان 3- 5/0 درصد خاک را اشغال می کند بنابراین امکان دسترسی ریشه به تمامی حجم خاک وجود ندارد و لازم است مکانیزم هایی وجود داشته باشد که به کمک آن ها آب و مواد غذایی بتوانند به سطح ریشه منتقل و جذب شوند؛ در غیر این صورت آب و مواد غذایی محدود به منطقه ریشه می گردد. این مکانیزم ها عبارتند از:

-1 جذب تماسی(Root interception)

این مکانیزم صرفاً یک مکانیزم عرضه مواد غذایی بوده و در آن انتقالی صورت نمی گیرد. ریشه در اثر رشد و نمو و حرکت در خاک با سطح رس ها تماس حاصل نموده و با تعادل کاتیونی بین خود و سطح رس ها، کاتیون مورد نیاز خود را دریافت می کند. در این پدیده انتقالی صورت نمی گیرد و تنها مواد غذایی از سطح رس ها به سلول های ریشه عرضه می شود.
در دیواره سلولی ریشه ترکیبات آلی فراوانی وجود دارد که این ترکیبات آلی دارای بنیان های آلی فراوانی بوده که از جمله این بنیان های عاملی می توانیم به بنیان کربوکسیل(−COOH) اشاره نماییم. با یونیزه شدن بنیان کربوکسیل به(−COO− و H+) مقدار زیادی بار منفی در دیواره سلولی به وجود می آید که این بار منفی با جذب کاتیون های مختلف خنثی می شود. بنابراین دیواره سلولی سلول های ریشه مثل سطح رس ها دارای کاتیون های مختلف است که می تواند این کاتیون ها با کاتیون های سطح رس تعویض و تبادل کنند بدون اینکه انتقالی صورت گیرد.
کاتیون هایی بیشتر با این مکانیزم جذب می شوند که فراوانی بیشتری در سطح رس داشته باشد و هر کاتیونی که غلظت آن در سطح رس بیشتر باشد احتمال بیشتری برای جذب شدن دارد. با توجه به این که کاتیون های Ca و Mg درجه اشباع بیشتری در سطح رس ها دارند احتمال جذب Ca و Mg با این مکانیزم بیشتر می باشد.
مقدار کاتیون جذب شده با این روش به سطح تماس ریشه و خاک بستگی دارد، هرچه ریشه متراکم تر و سطح آن بیشتر باشد می تواند با سطح بیشتری از خاک تماس حاصل نموده و مواد غذایی بیشتر جذب نماید. بنابراین رشد و نمو ریشه که باعث افزایش سطح آن می شود برای جذب با این مکانیزم لازم و ضروری است و عواملی همچون کمبود تهویه، کمبود آب، سردی خاک، pHهای بسیار اسیدی(5>)، pHهای بسیار قلیایی(9<)، وجود آفات و امراض برای ریشه و سفتی و متراکم بودن خاک که از رشد و توسعه ریشه می کاهد از جذب با این مکانیزم نیز می کاهد.
ما در شرکت آداک شیمی آیدیت با تولید و واردات کودهای بایواستیمیولنت توانستیم تاثیر معنی داری در تبادلات کاتیونی و شکل قابل جذب عناصر و عناصری تثبیتی خاک داشته باشیم لذا از این فرمولاسیون میتوان به ترکیب ترابوم TERRABOM اشاره کرد هیومیک اسید مایع با با فرمولاسیون تخصصی با ترکیب تکنیکال لئوناردیت بهمراه اسید فولویک ، پتاسیم و با حضور محرک های رشد گیاهی ساخته شده است که در جهت افزایش قدرت ریشه‌ زایی و جوانه زنی ، بهبود جذب عناصر ، حاصلخیزی و تحریک فعالیت مفید میکروبی درون خاک، محرک آنزیم های گیاهی ، افزایش فعالیت های آنتی اکسیدانی و همچنین تاثیر مثبت در شرایط کاتیونی و آنیونی خاک کاربرد دارد.

-2 جریان توده ای(Mass flow)

جریان توده ای یکی دیگر از مکانیزم هایی است که باعث عرضه و انتقال مواد غذایی به سطح ریشه می شود، در این مکانیزم عامل انتقال آب است و زمانی که آب به سطح ریشه منتقل می شود همراه با خود یون های محلول و حل شده در آب را نیز به سطح ریشه منتقل می کند.
سه نیرو باعث جابجایی آب در خاک و در نتیجه انتقال مواد غذایی در خاک می شود که عبارتند از:
الف- نفوذ عمقی آب تحت تاثیر نیروی ثقل(Percolation)
نیروی ثقل یا جاذبه زمین یکی از نیروهایی ست که باعث جابجایی آب و املاح محلول در آن از سطح به عمق می شود، به همین دلیل دلیل است که زمانی که کود را در سطح خاک می پاشیم و زمین را آبیاری می کنیم کود در آب حل شده و همراه با آب از سطح خاک به عمق و جایی که ریشه مستقر است انتقال می یابد(همه کودها را نمی توانیم از بالا به پایین با آب انتقال داد). چنانچه میزان آب مصرفی زیاد باشد ممکن است مواد غذایی به پایین تر از منطقه ریشه و یا حتی سفره های آب زیر زمینی نیز منتقل شود.
ب- تبخیر(Evaporation)
تبخیر نیز از جمله نیروهای دیگری است که می تواند باعث جابجایی آب و مواد غذایی در خاک شود. این نیرو می تواند باعث جابجایی افقی و یا حتی جابجایی از پایین به بالای مواد غذایی در خاک گردد.
زمانی که در نقطه ای تبخیر اتفاق می افتد میزان آب آن نقطه کاهش می یابد و درنتیجه مقصدی ایجاد می شود که آب از نقاط مرطوب تر به سمت این نقطه حرکت نموده و منتقل می شود و همرا با انتقال آب مواد غذایی نیز منتقل می گردد.
زمانی که زمین را آبیاری می کنیم مواد غذایی و املاح در اثر نفوذ عمقی آب به لایه های پایین برده می شوند، با گذشت زمان سطح خاک در اثر تشعشعات خورشیدی خشک شده، در صورتی که اعماق خاک هنوز مرطوب و تر می باشد؛ این امر باعث می شود که آب و املاح حل شده در آن بر اثر خاصیت لوله های مویین خود را از عمق به سطح بکشند و باعث انتقال و جابجایی از پایین به بالای آب و مواد غذایی گردند.
در خاک های شور در تابستان ها که شدت تابش زیاد و سطح خاک به سرعت خشک می شود آب و املاح بر اثر خاصیت لوله های مویین به سطح خاک آمده و در سطح خاک آب تبخیر شده و املاح به صورت قشر سفید رنگی مشاهده می شوند. مشاهده شوره ها بر روی پشته ها بر اثر همین مکانیزم ایجاد می شود.
ج- تبخیر و تعرق(Evapor transpiration)
از عمده ترین نیروهایی که باعث جابجایی و انتقال آب و مواد غذایی در خاک می شود تبخیر و تعرق است. با از دست دادن آب توسط برگ ها کمبود آب در برگ ها ایجاد شده که این کمبود به صورت مکش به آب درون آوندهای چوبی منتقل می شود. مکش موجود در آوندهای چوبی به ریشه منتقل(چون ستون پیوسته است) و باعث انتقال آب از ریشه به آوندهای چوبی می شود. جذب آب توسط ریشه باعث خشک شدن خاک اطراف ریشه ها می شود. خشک شدن خاک اطراف ریشه مقصدی را به وجود می آورد که آب از نقاط مرطوب تر به سمت ریشه حرکت نموده و همراه با آب مواد غذایی نیز به سطح ریشه منتقل شود.
عناصری می توانند همراه با آب در خاک حرکت نموده و به سطح ریشه منتقل شوند که دارای اثر متقابل با خاک نباشند و بتوانند آزادانه در خاک حرکت کنند. این عناصر را عمدتاً عناصر آنیونی تشکیل می دهند که به دلیل دارا بودن بار منفی جذب سطح ذرات رس نشده و می توانند آزادانه در خاک با آب حرکت نموده و به سطح ریشه منتقل شوند.
عناصر Ca و Mg از این قاعده مستثنی بوده و با وجود کاتیون بودن با جریان توده ای به سطح ریشه منتقل می شوند که دلیل آن غلطت بالای این عناصر در خاک می باشد که علی رغم جذب مقدار زادی از آن ها باز هم مقدار زیادی به سطح ریشه می رسد. این یون ها به بیشترین مقدار از خاک شسته و خارج می شوند(چون کمتر جذب می شوند یا جذب رس ها نمی شوند) و دارای بیشترین پتانسیل برای آلودگی آب های زیر زمینی و آب های سطحی می باشند.
مقدار مواد غذایی که با این روش در گیاهان جذب می شود به دوفاکتور اساسی بستگی دارد:
1- غلظت مواد غذایی در آبِ خاک:
هرچه غلظت مواد غذایی در آبِ خاک بیشتر باشد مواد غذایی بیشتری به سطح ریشه می رسد.
2- حجم تبخیر و تعرق شده توسط گیاه:
هرچه میزان آب تبخیر شده توسط گیاه بیشتر باشد گیاه ناچار است آب بیشتری جذب کند و در نتیجه میزان مواد غذایی که به سطح ریشه می رسد بیشتر خواهد بود. میزان آب تبخیر و تعرق شده توسط گیاه خود به سه فاکتور دمای محیط، میزان آبِ خاک و بزرگی یا حجم ریشه بستگی دارد؛ چنانچه هوای محیط سرد باشد و گیاه تبخیر و تعرقی انجام ندهد آبی جذب نمی کند و جذب یون های ذکر شده متوقف می شود، به همین دلیل است که برخی ناهنجاری های تغذیه ای در ابتدای فصل به وقوع می پیوندد(مثل پوسیدگی گلگاه در گوجه فرنگی، فلفل دلمه ای و هندوانه که در چین اول مشاهده شده و با گرم شدن هوا این مشکل از بین می رود). گاهی این عوارض در اثر بد آبیاری کردن و یا نامنظم بودن آبیاری نیز مشاهده می شود، چون کمبود آب در خاک باعث کاهش حجم آب تبخیر شده توسط گیاه و در نتیجه کاهش جذب مواد غذایی می شود. هرچه ریشه گیاه بزرگتر و گسترده تر باشد می تواند حجم بیشتری آب جذب و مقدار بیشتری مواد غذایی نیز جذب نماید.

3- پدیده انتشار(Diffusion)

پدیده انتشار از جمله مکانیزم های دیگری است که در عرضه و انتقال مواد غذایی نقش اساسی داشته و این مکانیزم بیشتر برای عناصری کاربرد دارد که دارای اثر متقابل با خاک بوده و به راحتی نمی تواند در خاک جابجا و منتقل بشود.
در پدیده انتشار مواد غذایی از جایی که غلظت آن بیشتر است به جایی که غلظت آن کمتر می باشد منتقل می شود و عامل انتقال اختلاف غلظت بین دو نقطه می باشد، اما برای جابجا شدن یون ها وجود آب به عنوان محیط انتقال لازم و ضروری است. انتقال مواد غذایی از یک نقطه به نقطه دیگر با پدیده انتشار تا زمانی اتفاق می افتد که اختلاف غلظت بین دو نقطه از بین برود.
چون مواد غذایی تنها از تخلخل های پر آب موجود در خاک می توانند خود را به ریشه برسانند بنابراین زمانی که آبِ خاک کم می شود و برخی از تخلخل ها از آب تهی می شوند سطح لازم برای انتشار کاهش یافته و این امر باعث پایین آمدن سرعت انتشار می شود.
هرچه شیب غلظت بیشتر باشد سرعت انتشار بیشتر خواهد بود، بنابراین کودهی که باعث افزایش غلظت مواد غذایی در توده خاک می شود سرعت انتار را افزایش می دهد زیرا ریشه با جذب مواد غذایی باعث کاهش غلظت مواد غذایی در خاک مجاور ریشه شده و مقصدی را به وجود می آورد که مواد غذایی از سایر نقاط به سمت ریشه منتشر شوند و هرچه غلظت مواد غذایی در توده خاک بیشتر باشد شیب تندتری ایجاد شده و سرعت انتشار بیشتر خواهد شد.
ضریب انتشار موثر به ضریب انتشار یون در آب بستگی دارد که ضریب انتشار یون نیز خود تابع درجه حرارت آب و شعاع یون می باشد. هرچه یون ریزتر باشد سرعت انتشار آن در آب بیشتر است. هرچه آب گرم تر باشد به دلیل پایین آمدن ویسکوزیته (لزوجت یا گرانروی) آن، حرکت یون در محیط سریعتر بوده و سرعت انتشار آن افرایش می یابد.
یکی از دلایل پایین بودن جذب مواد غذایی در هنگام سرد بودن خاک پایین بودن سرعت انتشار یون در خاک می باشد.
ضریب انتشار موثر همچنین به درصد حجمی رطوبت خاک بستگی دارد. هرچه میزان رطوبت خاک بیشتر باشد تعداد تخلخل پر از آب افزایش می یابد و در نتیجه سطح لازم برای اتشار افزایش می یابد.
بنابراین در شرایط خشکی و کم آبی که بسیاری از تخلخل ها تهی از آب می شوند سطح لازم برای انتشار کاهش یافته و جذب مواد غذایی به شدت پایین می آید، به همین دلیل است که جذب مواد غذایی در شرایط دیم، به دلیل پایین بودن آب، بسیار پایین تر از شرایط آبی است؛ زیرا هم جریان توده ای متوقف می گردد و هم سرعت انتشار به دلیل کاهش سطح انتشار بسیار پایین می آید.
هرچه مسیر انتشار پر پیچ و خم تر باشد چون فاصله انتشار افزایش می یابد سرعت انتشار کمتر می شود. در زمان کم آبی که بسیاری از حفره ها از آب تخلیه شده اند یون برای رسانیدن خود به سطح ریشه مجبور است حفره های بدون آب را دور زده و از تخلخل های آبدار خود را به سطح ریشه برساند، این امر که باعث پر پیچ و خم شدن مسیر انتشار می شود باعث پایین آمدن سرعت انتشار می گردد.
سرعت انتشار همچنین با ظرفیت بافری خاک رابطه معکوس دارد و با افزایش ظرفیت بافری خاک سرعت انتشار کاهش می یابد. از آن جایی که خاک های رسی و خاک های غنی از هوموس طرفیت بافری بالایی دارند سرعت انتشار در این خاک هاب ه مراتب کمتر از سرعت انتشار در خاک های شنی است، زیرا وجود بار منفی فراوان در خاک های رسی و خاک های غنی از هوموس باعث ربوده شدن یون از محلول خاک شده و یون ها ضمن عبور از کنار مواد جامد جذب سطحی مواد جامد شده و ممکن است هیچ گاه به مقصد یا سطح ریشه نرسند. هرچه میزان بار منفی خاک بیشتر باشد احتمال جذب سطحی یون ها و نرسیدن آن ها به ریشه بیتر می گردد، به همین دلیل است که ضریب انتشار موثر با ظرفیت بافری خاک رابطه معکوس دارد.
شرکت آداک شیمی آیدین با نوآوری در تولید نسل جدید کودهای کشاورزی موفق به ساخت ترکیبی خاص با فرمولاسیونی متفاوت شده که تحت عنوان کود بایوجوکس BIOJUX که این کود ترکیب Ligosul Finic با نیتروژن ، پتاسیم ، کربن آلی و ماده آلی و با حضور کلسیم و آهن و ماده ژلاتینی فسفره می باشد که موجب کاهش pH و شوری خاک و آزاد سازی عناصر تثبیت شده میگردد.