کلسیم یک عنصر ضروری مورد نیاز گیاه است و به صورت کاتیون دو ظرفیتی (+Ca2) جذب گیاه می شود و نقش مهمی را در ساختمان دیواره گیاهی و اعضای سلولی ایفا می کند.
- پیام رسان بین سلولی
- به تاخیر انداختن رسیدن و پیری
- ساخت و کنترل فعالیت آنزیم ها
- رشد سلول ها، رشد طولی ریشه و شاخه ها
- کاهش پوسیدگی و تاخیر در نرم شدن بافت میوه ها
- افزایش مقاومت اندام های گیاهی در برابر صدمات مکانیکی
- افزایش مقاومت گیاهان به انواع تنش های زیستی و غیرزیستی
- افزایش عمر انبارمانی میوه ها و گل ها به وسیله جلوگیری از سنتز اتیلن
- تنظیم فشار اسمزی، تعادل بین کاتیون ها و آنیون ها و جذب عناصر غذایی
- عنصر موثر در تغییرات ساختمان و عملکرد دیواره سلولی و نفوذپذیری غشای سلول
- کاهش صدمات ناشی از سرمازدگی و انجماد (با افزایش خروج مواد با وزن مولکولی کم مثل پتاسیم به خارج سلول)
- کاهش و کنترل بیماری های ناشی از پاتوژن های گیاهی (ممانعت از فعالیت آنزیم های پلی گالاکتوروناز و دیگر آنزیم های پکتیکی)
- جوانه زنی بذر (تاثیر بر بهبود سرعت جوانه زنی به دلیل اثر آن بر فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز است، چون که وجود این آنزیم برای تجزیه نشاسته دانه در فرآیند جوانه زنی بذر و رشد اولیه گیاهچه ضروری است).
مکان قرارگیری کلسیم در گیاه
قسمت عمده کلسیم بافت در آپوپلاست وجود دارد و بخش دیگر در تماس با دیواره های سلولی و به صورت تبادلی مشاهده می شود. این عنصر به صورت یک ترکیب ساختمانی در دیواره سلولی برای حفظ نفوذپذیری غشای پلاسمایی لازم است، که به صورت پکتات کلسیم وجود دارد. این ترکیب برای زنده ماندن سلول حیاتی است، همچنین مقدار زیادی از آن در تیغه میانی، سطح خارجی غشا پلاسما، شبکه آندوپلاسمی و واکوئل دیده می شود و غلظت آن در سیتوزول بسیار پایین است.
جذب و حرکت کلسیم در گیاه
میوه ها
میوه ها بیشتر از سایر قسمت های گیاه به کلسیم نیاز دارند. انتقال آن به میوه از طریق آوند چوبی است و در آوند آبکش حرکت نمی کند. بنابراین میزان آن در میوه با سرعت تعرق و کارآیی آوند چوبی مرتبط است. هنگامی که گیاه با سرعت بالا تعرق انجام می دهد، برگ ها با میوه ها برای به دست آوردن کلسیم رقابت می کنند که در چنین حالتی بیشتر مقدار آن به سوی اندام های با تعرق بالا حرکت می کند و بیشترین میزان جذب آن در میوه هنگامی که سرعت تعرق میوه حداکثر است، رخ می دهد.
از این رو کاربرد کلسیم روی میوه با روش هایی از قبیل تیمار گرمایی، غوطه وری، محلولپاشی روی درخت، نفوذ در خلا در اثر فشار، پوشش های سطحی یا ترکیبی از این روش ها همراه بوده است.
کلسیم محلولپاشی شده به دو طریق جذب میوه می شود. نخستین مسیر لایه های واکسی کوتیکول سطح میوه است و مسیر دوم که مهمترین مسیر ورود آن می باشد محل شکستگی های موجود در این لایه است که شامل عدسک های پراکنده سطح میوه و کالیکس بخش گلگاهی می باشد که به حفره تخمدان ختم می شود.
ریشه
جذب آن توسط منطقه تارهای کشنده و بخش های جوان ریشه انجام می گیرد. به دلیل نقش سیگنالی و غلظت پایین کلسیم در سیتوپلاسم، بیشترین انتقال از مسیر آپوپلاستی (بین سلولی) انجام می گیرد. بنابراین ریشه در طول سال از طریق سلول های تمایز نیافته انتهای ریشه و ریشه چه ها مرتب در حال جذب کلسیم است. از آنجایی که جذب آن به صورت غیرفعال است، بنابراین مقدار تعرق، تعیین کننده مقدار جذب و حرکت یون مذکور در آوندهای چوبی به طرف اندام مورد نیاز گیاه می باشد. از این رو برای جذب حداکثر، بایستی یک تعادل بین تبخیر و تعرق و ریشه زایی وجود داشته باشد.
اهمیت نقش کلسیم در غشای سلولی
پیوند کلسیم با گروه های فسفات و کربوکسیلات فسفولیپیدها و همچنین پروتئین ها در سطح غشاهای سلولی موجب افزایش پایداری غشاهای سلولی می شود. کمبود آن باعث زوال و تغییر ساختار واقعی غشای سلولی و تغییر نحوه فعالیت های فیزیولوژیکی درگیر با نقش غشا می گردد که این امر موجب تغییر در سیالیت غشاء و تاثیر بر نفوذپذیری آب می شود.
نقش کلسیم در به تاخیر انداختن پیری
کلسیم با تاثیر بر تولید اتیلن باعث به تعویق افتادن پیری می شود. به این صورت که کلسیم در سنتز اتیلن در گیاه نقش باز دارنده دارد و آن به دلیل نقش کلسیم در تعادل غشای سلولی می باشد، در واقع کلسیم تبدیل پیش ماده ACC به اتیلن را به وسیله آنزیم های محدود کننده غیراختصاصی در غشای سلولی کاهش می دهد و از این طریق پیری محصولات گیاهی را به تاخیر می اندازد.
تاثیر کلسیم در کاهش اثرات زیان آور شوری
تامین مقدار کافی کلسیم در محیط های شور عامل مهمی در کنترل شدت سـمیت یون های ویژه نظیر سدیم و کلر در گیاهان حساس می باشد. افزودن کلسیم به محیط شور می تواند از طریق مختلف از جمله حفظ ساختار و تمامیت غشای سلول و حفظ ویژگی های انتخاب پذیری آن، افزایش تقسیم سلولی، کاهش جذب و انتقال سدیم به اندام هوایی، افزایش جذب پتاسیم و در نتیجه افزایش نسبت پتاسیم به سدیم در گیاه، بهبود متابولیسم نیتروژن و فعالیت فتوسنتزی گیاه تاثیر مخرب شوری بر رشد گیاه را کاهش می دهد.
تاثیر کلسیم در کاهش اثرات زیان آور شوری حاصل از سدیم، بستگی به نوع گیاه، غلظت کلسیم و منبع سدیم دارد.
اهمیت کلسیم و کاهش تولید اتیلن
کلسیم با متصل کردن پروتئین های دارای نقش آنزیمی و غیرآنزیمی به فسفولیپیدهای غشای سلولی، از فعالیت آنزیم های تولید کننده اتیلن که ساختار پروتئینی داشته و به غشای سلولی متصل هستند، می کاهد. در نتیجه با تولید کمتر اتیلن، که تحریک کننده فعالیت آنزیم های هیدرولیز کننده دیواره یاخته ای است دیواره سلولی کمتر تخریب شده و میوه های حاوی کلسیم سفت باقی می مانند. بنابراین کلسیم با قرار گرفتن در دیواره سلولی و استحکام بخشیدن به آن و نیز کاهش تولید اتیلن در حفظ سفتی بافت میوه نقش خود را ایفا می کند.
اهمیت کلسیم و سفتی بافت میوه
مهمترین نقش کلسیم در میوه ها، استحکام دیواره سلولی است. با رسیدگی میوه سفتی کاهش می یابد، نرمی بافت میوه در نتیجه تغییرات در ساختار دیواره سلولی شامل کاهش همی سلولز، گالاکتوز و حل شدن و دپلیمریزه شدن پکتین صورت می گیرد و این عمل حاصل فعالیت آنزیم های هیدرولیز کننده دیواره سلولی (مانند پلی گالاکتوروناز و پکتین متیل استراز) می باشد. کلسیم عامل اتصال دهنده ی بین دو زنجیره ی گالاکتورونیک اسید می باشد که به ترکیبات پکتین در تیغه ی میانی استحکام بخشیده و باعث افزایش سفتی دیواره ی سلولی شده و در نتیجه بافت را نسبت به فعالیت این آنزیم ها مقاوم می سازد و در نهایت باعث سفتی بافت میوه می شود.
تحمل به تنش فلزات سنگین
نقش کلسیم در سازگاری گیاهان به تنش فلزات سنگین می تواند به دلیل رقابت بین کلسیم و فلزات سنگین برای انتقال به سلول های ریشه از طریق ناقل ها باشد. همچنین چون معمولاً سطح غشای پلاسمایی دارای بار منفی است، سطوح بالای یون های مثبت کلسیم، این ویژگی غشای پلاسمایی را پوشش داده و خسارت کاتیون های سمی را کم می کنند. ضمن اینکه جذب فلزات سنگین از طریق کانال های مشابه کلسیمی نیز محدود می شود.
سایر موارد
- تنظیم روابط آبی
- افزایش میزان پرولین
- بهبود جذب عناصر غذایی ضروری
- بهبود محتوای رنگدانه های فتوسنتزی
- افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان
اهمیت کلسیم در مقاومت درختان مرکبات به بیماری ها
1-کلسیم در توسعه و پیوستگی ساختاری غشای سلولی موثر است. در شرایط کمبود کلسیم، ترکیبات با وزن مولکولی کم مانند قندها و آمینواسیدها به فضای بین سلولی (آپوپلاست) نشت کرده و برای مصرف در دسترس عوامل بیماریزا قرار می گیرند.
2-کمبود کلسیم موجب افزایش حساسیت درختان مرکبات به عوامل بیماریزا به ویژه بیماری های قارچی، می شود که به آوندها حمله می کنند و این قارچ ها موجب حل شدن دیواره سلولی این اندام هدایتی شده و پیدایش نشانه های پژمردگی در سرشاخه های این درختان می شوند. همچنین میوه های دارای کمبود کلسیم به عوامل بیماریزا در دوره انبارمانی حساستر هستند.
علائم کمبود کلسیم در گیاه
در گیاهان مبتلا به کمبود کلسیم برگ های جوان و نزدیک انتهای شاخه بدشکل، چروکیده و کج و معوج شده و نوک برگ ها و حاشیه ی آنها به طرف بالا و یا پایین لوله می شود و گاهی حاشیه برگ ها نامنظم و پاره پاره می شود.
سایر موارد:
- کاهش رشد و انشعابات ریشه
- کاهش خاصیت انبارداری میوه
- نرمی بافت و آب گزیده شدن آن
- ایجاد لکه های قهوه ای یا مرده روی ریشه
- لهیده شدن و از هم پاشیدن سلول های گیاهی
- خشک شدن و گسترش محل نکروز شده در بافت های گیاهی
- بد مزه شدن، تغییر شکل، چوب پنبه ای شدن و ریزش زودرس میوه
بیماری های فیزیولوژیکی ناشی از کمبود کلسیم
- سوختگی نوک کاهو
- خمیدگی ساقه گل های زینتی
- لکه تلخی سیب (Bitter pit)
- ترکیدگی قبل از برداشت مرکبات
- قهوه ای شدن براکته ها در بنت القنسول
- تیره و بی رنگ شدن اسپات های آنتوریوم
- عارضه لکه پوست استخوانی یا اضمحلال پوست استخوانی در پسته
ترکیدگی قبل از برداشت مرکبات
کمبود کلسیم در مرکبات در درجه اول می تواند باعث نمو نامطلوب تیغه میانی و دیواره سلولی در پوست میوه ها شده و استحکام فیزیکی پوست را کاهش دهد و از طرف دیگر موجب ضخیم شدن دیواره سلولی سلول های پوست و کاهش قابلیت انعطاف آن خواهد شد که در نهایت باعث ترکیدگی میوه می شود.
در توضیح اثر مثبت کاربرد کلسیم در کاهش ترکیدگی می توان به نقش این عنصر در تشکیل و استحکام بخشی دیواره سلولی بافت پوست میوه، اثر تنظیم کنندگی آن بر فعالیت آنزیم های تجزیه کننده دیواره های سلولی و همچنین به پیوند آن با پکتین دیواره سولی که منجر به تولید پلیمرهای مقاوم در برابر آنزیم های تجزیه کننده پکتین و در نهایت، افزایش تحمل پوست در برابر فشارهای داخلی حاصل از رشد گوشت اشاره کرد. کلسیم همچنین به جذب عناصر (فسفر، منگنز، آهن، روی و بور) کمک کرده و همین موضوع می تواند سبب کاهش عوارض فیزیولوژی از جمله ترکیدگی میوه شود.
مهمترین عوامل موثر در جذب کلسیم
رشد و حجم ریشه: رشد و توسعه ریشه برای جذب کلسیم ضروری است.
مدیریت تغذیه: وجود غلظت زیاد کاتیون های سدیم، پتاسیم، آمونیوم، منیزیم و یون هیدروژن در محلول خاک، جذب و توزیع کلسیم را کاهش می دهند.
شوری: غلظت زیاد نمک ها در محلول خاک موجب تشدید کمبود کلسیم در درختان مرکبات می شود.
رطوبت خاک و مانداب: توسعه خسارت ناشی از کمبود کلسیم بیشتر در خاک های با رطوبت زیاد و دوره های بی هوازی ناچیز خاک در شرایط آب و هوایی مرطوب رخ می دهد.
رطوبت نسبی محیط: کلسیم در ریشه و اندام هوایی گیاهان با جریان تعرق به اندام هوایی (میوه و برگ ها) حرکت می کند، از این رو کاهش تعرق در شرایط محیطی با رطوبت نسبی زیاد می تواند جذب کلسیم را کم کند.
نور: شدت نور زیاد، رشد میوه ها را زیاد و می تواند کمبود کلسیم را تشدید کند.
درجه حرارت محیط: درجه حرارت های بسیار کم و زیاد، جذب کلسیم را کم و در نتیجه کمبود کلسیم را تشدید می کنند.
تنش خشکی: تنش خشکی، رشد ریشه، جذب کلسیم توسط ریشه و انتقال آن به اندام هوایی را کاهش می دهد.
تراکم خاک: با افزایش تراکم و در نتیجه جرم مخصوص ظاهری خاک زیرین، عملکرد در واحد سطح کاهش می یابد. رشد ریشه های ریز معمولاً در لایه های با 50 درصد یا بیشتر سنگریزه یا لایه های با فشردگی زیاد، محدود می شود.
بافت خاک: بافت های بسیار سبک (شنی، شن لومی) و خاک های بافت ریز (رسی، رس شنی و رس سیلتی) باعث تشدید کمبود کلسیم می شوند.
هرس: هرس مناسب شکل دهی و مدیریت مناسب هرس درختان بارده موجب بهبود تهویه، کاهش رطوبت نسبی درون تاج درختان و نفوذ نور بیشتر به داخل تاج و افزایش تعرق میوهچه ها به ویژه در فاز اول رشد میوه می شود که در جذب و انتقال کلسیم به میوهچه ها و میوه های جوان بسیار موثر است.
pH محلول خاک: کاهش pH محلول خاک به کمتر از 4/5 قابلیت استفاده و در نتیجه جذب کلسیم توسط ریشه ها را به مقدار زیادی کاهش می دهد.
زیاد بود کلسیم
عموماً مسائل مربوط به زیادی کلسیم ناشی از اثرات سمی آن نیست، بلکه به دلیل خاصیت قلیایی و اثر کاهندگی آن در قابلیت جذب عناصر دیگر مثل فسفر، پتاسیم، منگنز، آهن و روی است. برای تشخیص زیاد بود کلسیم تجزیه برگی و تجزیه خاک (کلسیم محلول) انجام می گیرد. اگر زیادی کلسیم ناشی از مصرف زیاد آهک باشد، با کاهش مصرف آن می توان مشکل را رفع کرد. همچنین از کودهای اسید زا مثل سولفات آمونیوم می توان استفاده کرد. مصرف گوگرد هم می تواند از طریق تاثیر در آبشویی کلسیم موثر باشد.
سایت شرکت نوید طبیعت بوتیا با پشتیبانی تمام وقت خود با بیش از 10 سال سابقه فنی و بیش از 4 سال فعالیت به صورت مشاوره ای، بازرگانی و فنی مهندسی و نماینده انحصاری محصولات کشاورزی از چندین برند معتبر، به صورت آنلاین برای انجام امور مشاوره و خرید محصولات کشاورزی در کنار شماست، بنابریان برای خرید کودهای کمیاب با قیمت ایده آل و اصل می توانید به سایت شرکت نوید طبیعت بوتیا مراجعه کنید.
