دانلود مقاله نقش فسفر در متابولیسم گیاه

جذب فسفر به مقدار کافی در اوایل رشد گیاه اهمیتی بسیار دارد این اهمیت در اندامهای زایشی بیشتر مشهود می باشد.

این عنصر در تشکیل بذر نقش اساسی داشته و به مقدار زیاد در بذر و میوه یافت می شود.

فسفر عامل زودرسی محصولات بویژه غلات می باشد.

از جمله نقشهای حیاتی فسفر در گیاه فسفریل شدن می باشد.

طی این واکنش عامل فسفات در یک واکنش انتقالی جابه جا می شود و بدین ترتیب قدرت واکنش دهندگی ترکیب دریافت کننده فسفات افزایش می یابد.

در واقع فسفریل شدن باعث کاهش موانع انرژی فعال سازی گشته و در درون شبکه گیاهی به شرایطی که از نظر ترمودینامیکی نامساعد است چیره می گردد.

در نتیجه شمار واکنشهایی که از در نظامهای زنده امکان پذیر است افزایش می یابد.

در زیر نقش فسفر در گیاهان به صورت خلاصه ذکر می گردد.

1- تشکیل و تقسیم سلولی ( تسریع تقسیم سلولی )
2- شرکت در ساختمان ترکیباتی مثل ------- و ------- ( عوامل موروثی)
3- شرکت در ساختمان فسفولیپیدهای دیواره سلولهای گیاهی
4- شرکت در ساختمان فسفاتهای آلی ( ------- و -------) که در فعل و انفعالات انرژی زایی و متابولیسمی دخالت دارند.

اثر بر روی تکامل یا رشد زایشی گیاهی فسفر برای تشکیل بذر ضروری است.

و در اندامهای زایشی مقدار ان از اندامهای رویشی بیشتر است.

رشد و توسعه ریشه های فرعی را موجب می شود.

تاثیر در کیفیت محصول خصوصا علوفه سبزیجات و میوه جات ازدیاد مقاومت گیاهان در مقابل امراض نباتی تولید چربی و آلبومین ازدیاد مقاومت ساقه غلات و جلوگیری از خوابیدن یا ورس ( بر عکس ازت) تسریع در رسیدن گیاه یا کوتاه کردن دوره رشد خصوصا در غلات افزایش جذب مولیبدن ( -----) توسط گیاه خنثی کردن اثرات نامطلوب زیادی ازت در گیاه بعنوان کلید زندگی گیاه نامیده می شود بخاطر این که در ساختمان ----- و بسیاری از ترکیبات فسفری دیگر شرکت می کند و به همین دلیل کمبود این عنصر باعث اختلالات آنی گیاه می شود.

اشکال مختلف فسفر در خاک فسفر در خاک به دو شکل آلی و معدنی یافت می شود.

بخش الی آن در هوموس و مواد آلی و قسمت معدنی آن به صورت ترکیباتی با کلسیم ( در خاکهای آهکی ) آهن و آلومینیوم ( در خاکهای اسیدی ) و سایر فلزات همراه است.

این مواد به مقدار کمی در آب حل می شوند.

فسفاتها با رسها نیز ترکیب شده و بدین ترتیب نیز فسفر از حالت محلول خارج می گردد.

به جز در خاکهای آلی مقدار فسفر معدنی در خاکها همواره بیشتر از فسفر آلی است.

با این حال میزان فسفر آلی در افقهای سطحی خاکهای معدنی معمولا بیشتر از افقهای پایینی است.

علت این امر انباشته شدن مواد آلی در بخشهای بالایی و نیمرخ خاک می باشد.

بطور کلی فسفر موجود در خاک را می توان به چهار دسته ( به شرح زیر ) تقسیم نمود: فسفری که به صورت یونها و ترکیبات محلولی در محلول خاک یافت می شود.

فسفری که جذب سطوح مواد معدنی خاک شده است.

فسفری که به صورت بلوری و یا بی شکل در مواد معدنی خاک موجود است.

فسفری که جزیی از مواد آلی خاک بوده و حتی در شرایطی می تواند تا 50 درصد از فسفر کل خاک را شامل شود.

این فسفر یکی از اجزا تشکیل دهنده مواد آلی خاک است.

مقدار فسفر در خاک سطح الارض حداکثر به 1000 کیلوگرم در هکتار بالغ می شود.

این مقدار در مقایسه با 10 الی 40 کیلو گرم فسفری که به وسیله محصولات زراعی برداشت می شود قابل توجه نیست.

البته باید در نظر داشت که درصد بالایی از کل فسفر خاک به صورت غیر قابل استفاده گیاه می باشد.

غلظت فسفر در محلول خاک در مقایسه با ازت پتاسیم کلسیم و منیزیم ناچیز بوده و حدود 5/0 میلی گرم در لیتر می باشد.

مقدار فسفات محلول در بیش از 50 % خاکها کمتر از 6/0 میلی گرم در لیتر می باشد.

فراوانی نسبی هر یک از ارتوفسفاتهای اولیه ( ----) و ثانویه ( --------) بستگی به واکنش محیط ( ------ ) داشته و در – 2/7 با یکدیگر برابر می باشند.

در – اسیدی یون ارتو فسفات اولیه و مقدار کمی ( 1/0) را نیز به شکل ارتو فسفات ثانویه جذب میکند.

گیاهان قادرند علاوه بر ارتو فسفاتها بعضی از فسفاتهای آلی محلول را نیز تا حدودی جذب نمایند.

ترکیبات فسفری در –----- کمتر و یا بیش از 5/6 تدریجا به صورت غیر قابل جذب در می آیند.

بیشترین جذب فسفر در ---- 5/6 تحقق می یابد.

جذب فسفر به وسیله ریشه گیاه به روشهای حرکت توده ای پخشیدگی و تبادل تماسی انجام می گردد.

به دلیل تحرک بسیار اندک فسفر در خاک ارتو فسفاتها عمدتا از طریق پخشندگی به ریشه گیاه می رسند و وجود آب برای پخشیده شدن یونها ضروری می باشد.

با افزایش رطوبت خاک شدت پخشیدگی نیز افزایش می یابد.

فسفری که از طریق کود به خاک اضافه می شود عمدتا جذب سطئح ذرات خاک شده و کمتر به شکل مواد معدنی رسوب می کند.

رسوب تنها در منطقه ای از خاک که کود مستقیما با انجا در تماس بوده تشکیل می شود.

این رسوب در خاکهای آهکی عمدتا به صورت نمکهای فسفات کلسیم می باشد.

ان مقدار فسفاتی را که طی 24 تا 48 ساعت پس از افزودن کود جذب می شود فسفات قابل دسترس و بقیه را که در مدت زمان بسیار طولانی به حالت تعادل می رسد فسفر غیر قابل دسترس می نامند.

بنابراین فسفات جذب شده در خاک را به دو بخش عمده قابل و غیر قابل دسترس تقسیم بندی می کنند.

غلظت فسفات در محلول خاک و حفظ این غلظت تاثیری به سزا در رشد گیاه دارد.

هر گاه سایر عوامل محدود کننده نباشند رشد گیاه با مقدار فسفات جذب شده به وسیله ریشه مناسب است.

بنابراین حفظ غلظت مناسب فسفر در محلول خاک برای تولید محصول مهم می باشد.

قابلیت جذب فسفر تحت عواملی متعدد می باشد.

از ان جا که این عوامل به صورت غیر مستقل و همراه یکدیگر اثر خود را اعمال می نمایند.

تفکیک و مطالعه موردی انها غیر عملی می باشد.

با این وجود برای سهولت کار تحت عنوان اثر ---- خاک مقدار مواد آلی و کودهای ازته اثر عوامل مختلف بررسی می شود.

اثر ------- خاک: اشکال مختلف فسفر در یک محلول ساده عبارتند از: ------------------------------------------- توزیع فراوانی این گونه ها بستگی به پ.

هاش دارد که بصورت رابطه ساده زیر نمایش داده می شود.

------------------------------------------------------------------- ( محیط شدیدا بازی ) ( محیط شدیدا اسیدی ) اگر یونهای آهن و الومینیوم کلسیم و منیزیم در محیط واکنش وجو داشته باشند در شرایط اسیدی فسفاتهای نامحلول آهن و آلومینیوم و در –------ بالا فسفاتهای نامحلول کلسیم و منیزیم ( مخصوصا فسفات کلسیم ) رسوب می نمایند.

همان گونه که بیشتر نیز گفته شد اصولا فسفر حساسترین عنصر غذایی نسبت به ---- خاک می باشد.

دامنه ------- خاکهای زارعی بین 4 تا 8 .

گاهی 9 در نوسان است.

در ----- کمتر از 5/5 یونهای کلسیم و منیزیم با فسفات ترکیب شده و به صورت رسوبات نامحلول در می ایند.

در پ.

هاش بالاتر از 7 که عموما یونهای کلسیم و منیزیم فعال فراوانی وجود دارند ترکیبات نامحلول فسفاتهای کلسیم و منیزیم به وجود می اید.

از ان جا که خاکهای ایران عمدتا آهکی می باشند مورد دوم اهمیت بیشتری دارد مطالعات نشان داده اند که بهترین ----- برای جذب فسفر به وسیله گیاه می باشد.

در کشور ما خاکهایی با چنین واکنشی گسترش چندانی ندارد.

بالا بودن ----- در اکثر خاکهای ایران نه تنها قابلیت جذب فسفر را تحت تاثیر قرار می دهد بلکه جذب عناصر کم مصرفی مانند اهن را نیز دچار اشکال می نماید.

از آن گذشته به دلیل تثبیت سریع فسفات موجود در کودهای شیمیایی به وسیله خاک و سطوح جامد کربنات کلسیم کشاورزان مقادیر فراوانی از این کودها را به خاک اضافه می کنند.

گاهی 5 تا 10 برابر میزان توصیه شده نیز مصرف می شود.

این عدم آگاهی نه تنها موجب افزایش هزینه کشاورزان و اتلاف ارز می گردد بلکه باعث بروز مشکل در جذب عناصر غذایی دیگر بویژه آهن و روی می شود.

مطالعات نشان داده اند که علی رغم وجود مقدار کافی روی در خاکهای اطراف کرج جذب روی در درختان میوه ( سیب ) و ذرت علوفه ای به دلیل زیادی فسفاتهای محلول در خاک دچار مشکل شده است.

به هر حال از انجا که فسفر یک عنصر غذایی پر مصرف به شمار رفته و منابع تولید ان در کشور نیز محدود می باشد می بایست تحقیقاتی وسیع در این زمینه انجام گیرد.

تا به این ترتیب از مصرف بی رویه و نامعقول این کودها که هر سال بیش از یکصد میلیون دلار هزینه بر اعتبارات کشور تحمیل می کند جلوگیری شود.

اثر مواد آلی : به زیر خاک کردن کودهای دامی و سبز و افزودن هرگونه مواد الی به خاک بر قابلیت جذب فسفر به وسیله گیاه می افزاید.

دلایل این امر را می توان به صورت زیر خلاصه نمود: ترکیب گاز کربنیک تولید شده از تجزیه مواد آلی با آب تولید اسید کربنیک می نماید.

این اسید در خاکهای آهکی حلالیت ترکیبات فسفاتی را افزایش داده و بدین ترتیب قابلیت جذب آنها فزونی می یابد.

در اثر تجزیه مواد الی ترکیبات مختلط فسفوهومیک که با سهولتی بیشتر جذب گیاه می شوند به وجود می اید.

یون هومات جایگزین فسفاتهای جذب سطحی شده گردیده یون اخیر آزاد و قابل جذب گیاه می شود.

هوموس سطوح ذرات اکسید های اهن و الومینیوم را پوشانده و از ظرفیت تثبیت فسفات خاک می کاهد.

آنیونهای آلی ناشی از تجزیه مواد الی ترکیبات پیچیده ای را با اهن و الومینیوم به وجود اورده و بدین ترتیب مانع از واکنش فسفات با انها می شود.

کربنات کلسیم در حضور مواد الی قادر به جذب مقدار کمتری فسفات می باشد.

تحقیقات نشان داده اند که فسفات و ترکیبات آلی برای مکان های جذبی مشابهی بر سطح این کانی رقابت می کنند.

ایجاد پوشش مواد الی بر سطح خاکدانه ها و پوشش مواد آلی بر سطح رسها باعث کاهش ظرفیت جذب فسفات می گردد.

اثر کودهای ازته : در مورد اثر کودهای ازته بر قابلیت جذب فسفر در خاک مطالعاتی متعدد صورت گرفته است.

همه این تحقیقات نشان داده اند که با افزودن کودهای از ته به خاک جذب فسفر به وسیله گیاه افزایش می یابد.

افزایش کودهای ازته در محیط رشد باعث فزونی جذب اکسیژن و آزاد شدن گاز کربنیک ( افزایش تنفس ) می شود.

از ان جا که جذب فسفر عمدتا از طریق فرایند جذب فعال می باشد این افزایش تنفس موجب فزونی می گردد.

علاوه بر ان فراوانی ازت در خاک باعث توسعه شبکه ریشه شده و بدین ترتیب ظرفیت تبادلی آن افزایش می یابد.

ازدیاد ظرفیت تبادلی ریشه در خاکهای آهکی سبب جذب بیشتر کلسیم به وسیله ان شده در نتیجه فسفات به صورت محلول از فسفاتهای کلسم آزاد می شود.

نقش دیگر کودهای ازته تاثیر شیمیایی ان هاست.

همان گونه که در فصل پیش اشاره گردید پیامد کاربرد مواد مذکور اسیدی شدن واکنش خاک می باشد.

با کاهش موضعی پ .

هاش در خاکهای آهکی بخشی از فسفاتهای نا محلول به ترکیباتی محلولتر مثل دی کلسیم فسفات تبدیل گشته و بدین ترتیب قابلیت جذب فسفر برای گیاه افزایش می یابد.

اثرات متقابل فسفر با عناصر غذایی اکثر مطالعات مندرج در کتب و مقالات دهه اخیر در مورد حاصلخیزی خاک و تغذیه گیاهی بوده و کمتر به اثرات متقابل عناصر غذایی با یکدیگر بویژه فسفات توجه شده است.

ذیلا مطالبی در مورد اثرات متقابل فسفر با سایر عناصر غذایی در عملکرد محصولات زراعی درج می گردد.

اثرات متقابل دو عنصر غذایی ممکن است مثبت یا منفی باشد.

حداکثر عملکرد هنگامی عاید می شود که تعادلی مناسب بین عناصر غذایی و دیگر عوامل موثر در رشد برقرار باشد.

دوری از این تعادل افت عملکرد را به دنبال خواهد داشت.

به دلیل نقش اساسی فسفر در گیاه و مساله ساز بودن ان در تذیه گیاهی اثرات متقابل فسفر با دیگر عناصر غذایی بررسی شده است.

این آزمایشها عمدتا در محیط های گلخانه ای انجام می گیرد زیرا دستاورد های آزمایشگاهی مزرعه ای مغشوش بوده و با نتایج حاصله در محیط های محدود نظیر گلخانه متفاوت است.

الف) اثرات متقابل فسفر با ازت: افزایش عرضه ازت به گیاه باعث افزایش جذب فسفر می شود.

اثر مثبت ازت را در جذب فسفر می توان عمدتا از فزونی رشد ( توسعه ریشه ) در اثر افزایش ازت دانست.

ب) اثرات متقابل فسفر و روی: اکثر پژوهشگران بر این باورند که جذب روی در گیاه با افزایش مقدار فسفر در خاک کاهش می یابد گروهی عکس این مطلب را درست می پندارند و شماری نیز اثرات متقابل مزبور را ناچیز دانسته و دیگر عوامل موثر در رشد را در نسبت جذب فسفر و روی موثر می شمارند.

در آزمایشی در مورد لوبیا و ذرت در شرایط گلخانه ای مشخص گردید که افزودن فسفر نه تنها سبب بروز علایم کمبود روی در برگها نمی شود بلکه افزایش عملکرد را نیز به دنبال دارد.

اگر چه در آزمایش دیگری بین مقدار فسفات خاک و عملکرد همبستگی منفی مشاهده گردید.

این واکنش هنگامی رخ داد که مقدار فسفر خاک به حد کافی بوده و افزایش عنصر مزبور به ان نقصان عملکرد را به دلیل کاهش جذب روی بوسیله گیاه سبب گردید.

افزودن روی به خاک در چنین موقعیتی عملکرد را به مقدار قابل توجهی افزایش داد.

ج) اثر متقابل فسفر و آهک: پیامد افزایش آهک در خاکهای اسیدی تفزایش کلسیم و منیزیم و تعدیل پ.

هاش می باشد که در این صورت جذب فسفر فزونی می گیرد.

وجود کربنات کلسیم در مقیاس وسیعترو بالارفتن پ.

هاش از حد خنثی قابل جذب بودن فسفر را کاهش می دهد.

د) اثرات متقابل فسفر با آهن مس و پتاسیم: اثرات متقابل بین فسفر و آهن در مزرعه گزارش شده است.

اثر مزبور پیچیده بوده از رابطه ای ساده پیروی نمی کند و تابع عواملی متعدد از جمله رقم کشت شده و پ.هاش خاک و وضعیت محیط ریشه می باشد.

تاثیر عوامل گیاهی در قابلیت جذب فسفر : غیر از عوامل خاکی که در قسمت های قبلی در باره انها بحث شد عوامل دیگری نیز در قابلیت گیاه در جذب فسفر خاک تاثیر دارند.

به عبارت دیگر وقتی شرایط یکسان و فقط نوع گیاه متفاوت باشد مقدار و قابلیت جذب فسفر از خاک نیز متفاوت خواهد بود.

الف) اقر محیط ریشه ( ---------) ریشه گیاه با جذب و آزاد کردن مواد مختلف در خاکی که در محدوده فعالیت خود قرار دارد تغییرات شیمیایی و حیاتی فوق العاده ای می دهد که باعث تغییر در قابلیت جذب عناصر متعددی از جمله فسفر می شود.

نتایج آزمایشات بسیاری نشان می دهد که ریشه گیاه خود راسا تاثیری در محلولیت فسفر خاک ندارد بلکه اثر آن به واسطه وجود کجتمع های موجودات ذره بینی است که در روی ترشحات و مواد آلی که از ریشه ها ترشح می شوند زندگی می کنند.

ریشه گیاهان مختلف هر کی موجودات ذره بینی خاصی را به وجود می آوردند.

بنابراین اثر آنها در محلولیت فسفر متفاوت است.

مثلا ریشه شلغم بیش از یولاف ترشح دارد و جمعیت موجودات ذره بینی محیط ریشه بیشتر می باشد.

مطالعات دانشمندان دگیر نشان داده است که تعداد خاک های بیشماری باکتری های حل کننده فسفات کلسیم در خاکی که در ان گیاه کاشته شده است وجود دارند که در خاک های بدون گیاه مشاهده نمی شود.

این باکتری ها با مصرف هیدروکربن و گلوگز و بعضی مواد آلی دیگر قادرند اسیدهای آلی مانند اسید لاکتیک ترشح کنند که باعث حل شدن فسفات کلسیم می شود.

ب) تاثیر مشخصات ریشه: بین گونه های مختلف گیاهان از نظر قدرت جذب فسفر و وسعت پراکندگی ریشه تفاوت زیادی مشاهده می شود.

در ازمایشی معلوم شده است که ریش ماش بیش از جو و آن هم بیش از یونجه قدرت جذب فسفر دارند.

( نوگل و فرید 1960) توضیح: اندازه گیری مقدار جذب در این مدت کوتاه نمایانگر سرعت و قدرت جذب فسفر به وسیله این گیاهان است زیرا تا وقتی که روی ریشه از این فسفر اشباع گردد جذب با همین سرعت ادامه پیدا می کند.

ازمایش فوق در محلولی با 5/15 میکروگرم فسفر نشانه دار( فسفر 32 ) در هر میلی لیتر انجام شد.

وسعت و پراکندگی ریشه گیاهان و تاثیر آن در جذب عناصر مورد مطالعه دانشمندان زیادی بوده است و در یک گونه گیاه هر چه سطح ریشه افزایش یابد جذب فسفر یا عناصر دیگر نیز افزایش می یابد.

تاثیرنیاز گیاه: وقتی گیاهان مختلف را از نظر فسفر تجربه می کنیم مشاهده می شود.

که مقدار این عنصر در این گیاهان و در نتیجه نیاز آنها متفاوت می باشد بر این اسا ترتیب به فسفر در بعضی از گیاهان به شرح زیر است: بادام روش دیگری که برای برآورد احتایج گیاهان به کار می رود تعیین مقدار برداشت هر محصول از هکتار خاک است .

با این روش معلوم شده است که برای مثال فسفری که توسط یونجه از خاک خارج می شود نزدیک 7/1 پتاسیم و در ذرت برادشت ازت و پتاسیم به ترنیب 5و6 برابر برداشت فسفر است.

از لحاظ مقدار کل فسفری که گیاهان از حاک استخراج می کنند نیز تفاوت زیادی مشاهده می شود.

در یک هکتار گوجه فرنگی اعم از میوه و شاخ و برگ تقریبا 40 کیلو فسفر وجود دارد.

در صروتیکه توتون فقط 11 کیلواز فسفر خاک را خارج می کند.

علایم کمبود فسفر در گیاه به طور کلی, علایم کمبود فسفر به روشنی ازت نیست.

بنابراین ممکن است از این جهت تشخیص آن مشکل باشد.

در بعضی جهات کمبود ازت و کمبود فسفر با هم شباهت دارند.

رشد قسمت هوایی و ریشه در هر دو کند یا متوقف می شود.

برگ ها کوتاه، باریک و نازک می شود و رشد طولی گیاه عمودی است، و ساقه های جانبی به ندرت ظاهر می شوند.

تعداد برگ و شاخه ها محدود و جوانه های کنار ی ممکن است به خواب بروند یا بمیرند.

ظهور شکوفه و جوانه های برگی کم می شود و بنابراین محصول دانه و میوه کاهش میابد, این علایم تماما بین ازت و فسفر مشترک است.

تفاوت کمبود ازت و فسفر در چند مورد مشخص است .

رنگ برگ ها در کمبود ازت زرد یا زرد مایل به قرمز روشن است در کمبود فسفر سبز تیره کدر مایل به آبی با ته برگ برنزی یا بنفش است.

رنگ بنفش که مربوط به تشکیل ماده رنگی آنتوسیانین است، یکی از مشخص ترین و معمولی ترین علایم کمبود فسفر است.

در تشخیص کمبود فسفر از دیگر کمبود ها، وجود رنگ بنفش کمک زیادی می کند .

ته رنگ برنزی به وسله کمبود ازت و گرمازدگی نیز در گیاه پیدا می شود، به علاوه بعضی انواع گیاه، چه کمبود فسفر داشته باشند و چه نداشته باشند رنگ بنفش را ظاهر می کنند.

علایم کمبود در غلات ، رنگ برگ ها و ساقه ها به رنگ سبز تیره مایل به آبی در می آید که بعدا ته رنگ بنفش در آن ظاهر می شود.

رنگ بنفش حتی گاهی روی خوشه ها نیز ممکن است ظاهر شود.

در سیب زمینی برگ ها بنفش و یا برنزی می شوند ولی شفافیت خود راازدست می دهند و تمایل به لوله شدن به طرف لالا دارند و این لوله شدن در اطراف لبه های برگ بیشتر دیده می شود ، گاهی لبه برگها سوخته و قهوای می شوند.

تعداد غده ها محدود خواهد بود.

در چغندر قند و گیاهان شبیه به آن برگها سبز تیره و کدر می شوندولی سوختگی، لوله شدن و ته رنگ بنفش دیده نمی شود.کمبود فسفر در شبدر اهمیت زیادی دارد.

گیاه کوتاه، ساقه و برگ ها نازکع رنگ آنها سبز تیره یا سبز کدر و لکه های ریز بنفش پراکنده در قسمت های مختلف برگ دیده می شود که بعدا این لکه ها زرد می شوند.

تعداد زیادی از بر گچه ها پلاسیده شده، به طوری که بوته لخت به نظر می رسد.

پتاسیم مقدمه پتاسیم نیز مانند ازت و فسفر جزء عناصر پر مصرف مورد نیاز گیاه می باشد.

اندازه پتاسیم موجود در پوسته زمین به طور متوسط 9/1 درصد است.

این مقدار در مقایسه با عناصر پر مصرف دیگر قابل توجه می باشد.

میزان پتاسیم در خاک های مختلف متاوت است لکن آن قسمت از کل پتاسیم موجود در خاک، که به صورت قابل تبادل یا قابل استفاده گیاه باشد ناچیز می باشد، مقدار پتاسیمی که جذب گیاهان می شود با اندازه ازت مورد استفاده آن قابل رقابت است.