هر یک از عناصر غذایی تاثیرات متفاوتی بر بیماری گیاهان دارند. در ادامه نقش هر کدام از این عناصر مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
فهرست مطالب
ازت (نیتروژن)
كمبود عناصر غذايي ضروري سبب كاهش مقدار تركيبات ضدقارچی گياه در محل آلودگي می‌شود. مقادیر بالای ازت موجب افزایش رشد در مرحله رشد رویشی می‌شود. همچنین به دلیل وجود ازت در ساختمان اسیدهای آمینه، افزایش ازت موجب افزایش میزان اسیدهای آمینه در برگ شده که این امر می‌تواند جوانه‌زنی و رشد کنیدی‌های قارچ را توسعه دهد. همچنین شدت تغذيه و توليدمثل حشرات مكنده بر روي گياهاني زياد می‌شود كه مقدار آمینواسید آنها فراوان است.
دلیل اصلی افزایش حساسیت گیاه به پارازیت‌های اجباری در مقادیر بالای ازت، تغییرات آناتومیکی و بیوشیمیایی مختلفی است که با افزایش در میزان ترکیبات ازته آلی با وزن مولکولی کم (نظیر قندها و اسیدهای آمینه) رخ می‌دهد و به‌عنوان ماده غذایی برای پارازیت استفاده می‌شوند.
این واقعیت وجود دارد که گیاهانی که در شرایط ازت پایین رشد می‌کنند دفاع بهتری علیه پاتوژن‌ها از خود نشان می‌دهند؛ زیرا افزایش در سنتز ترکیبات دفاعی وجود دارد. برعكس مشاهده شده است درصورتی‌که مقدار نيتروژن در گياه افزايش يابد يا اين عنصر در تعادل با ساير عناصر غذايي نباشد، توليد تركيبات ضدقارچی كم می‌شود.
نيتروژن اضافي سبب تسريع رشد بافت‌های آبدار و گوشتی و دیواره‌های سلولي نازک شده و حساسيت گياهان را به آلودگي افزايش می‌دهد.
نیتروژن نیتراتی به بیماری شتاب می‌دهد درحالی‌که نیتروژن آمونیومی ظهور نشانه‌های بیماری را به تأخیر می‌اندازد.
فرم ازت می‌تواند روی pH خاک و دردسترس‌بودن مواد غذایی نظیر منگنز تأثیر بگذارد. مقادیر بالای ازت باعث کاهش مقدار سیلیسیوم می‌شوند که روی تحمل گیاه نسبت به بیماری تأثیر می‌گذارد.
| اثر نوع نیتروژن بر بروز بیماری های گیاهی | |||
| نام محصول | بیماری | نیتروژن نیتراتی (NO3-N) | نیتروژن آمونیومی (NH4-N) |
| ذرت | پوسیدگی (Diplodia) | افزایش | کاهش |
| ذرت | پوسیدگی فوزاریومی (Fusarium) | افزایش | کاهش |
| ذرت | پوسیدگی ریشه (Pythium) | افزایش | کاهش |
| ذرت | بلایت برگی (Helminthosporium) | کاهش | افزایش |
| سویا | پوسیدگی ریشه (Aphanomyces) | کاهش | افزایش |
| سویا | سیست نماتد (Heterodera) | افزایش | کاهش |
| گندم | پوسیدگی ریشه (Fusarium) | کاهش | افزایش |
| گندم | پاخوره (Ophiobolus) | افزایش | کاهش |
| پنبه | پوسیدگی ریشه (phymatotrichum) | افزایش | کاهش |
| پنبه | پژمردگی (Fusarium) | کاهش | افزایش |
پتاسیم
پتاسيم تقریباً در تمام عملكردهاي سلولي دخالت دارد و تنظیم‌کننده فعاليت آنزیم‌ها است. تغذيه مطلوب پتاسيمي، سبب افزايش مقاومت گياه به آلودگی‌های نماتدي می‌شود. حساسیت بالای گیاهان در شرایط کمبود پتاسیم نسبت به بیماری به دلیل نقش متابولیکی پتاسیم در فیزیولوژی گیاه است.
در شرایط کمبود پتاس سنتز ترکیبات با وزن مولکولی بالا نظیر پروتئین، نشاسته و سلولز با مشکل مواجه شده و ترکیبات آلی با وزن مولکولی کم تجمع می‌یابند (باعث تجمع ترکیبات ازته ساده نظیر آمیدها می‌شوند که توسط پاتوژن‌های مهاجم استفاده می‌شوند). پتاسیم باعث افزایش ضخامت دیواره خارجی در سلول‌های اپیدرمی شده و از حمله بیماری جلوگیری می‌نماید.
پتاسيم نقش اساسي در ايجاد كوتيكول ضخيم به‌عنوان سد فيزيكي در مقابل نفوذ آلودگي و حشرات مكنده دارد. زماني كه غلظت نيتروژن معدني يا قند در گياه بالا است، آلودگی‌های انگلي و بروز بيماري اغلب، شديدتر است. تجمع نيتروژن معدني يا قندهاي نامحلول اغلب نشانه‌ای بر عملكرد نامناسب گياه است زيرا در چنين شرايطي گياه قادر نيست براي تأمین انرژي، نيتروژن معدني را به پروتئین‌ها یا قندهاي محلول و کوچک‌تر تبديل نمايد. بدين ترتيب پتاسيم نقش حياتي در انجام چنين فرایندهایی ايفا می‌کند.
هنگامي كه گياهي با قارچ آلوده می‌شود، فعاليت سدهاي دفاعي آن آغاز می‌شود. آلودگي سبب افزايش توليد تركيبات فنلي مهارکننده و فلاونوئيدها در محل آلودگي و در ساير بخش‌های گياه می‌شود. توليد و انتقال اين تركيبات به مقدار زيادي به‌وسیله تغذيه عمومي گياه كنترل می‌شود. بنابراين پتاسيم نقش حياتي براي گياهان دارد و كمبود آن مقدار تركيبات ضدقارچی طبيعي گياهان را در محل آلودگي كم می‌کند.
| اثر پتاسیم بر عملکرد محصول بر اساس نوع عامل بیماری‌زا | |
| افزایش رشد و عملکرد محصول در اثر پتاسیم | عامل بیماری‌زا |
| 48% | قارچ |
| 70% | باکتری |
| 99% | ویروس |
| 115% | نماتد |
| 14% | حشرات و کرم‌ها |
فسفر
فسفر جز عناصر غذایی مهم است و در ساختمان مولکول‌های آلی نظیر DNA, RNA و ATP وجود دارد و در پروسه‌های متابولیکی زیادی بین گیاه و پاتوژن درگیر است. کاربرد فسفر در کنترل بیماری‌های گیاهچه مخصوصاً بیماری‌های قارچی آن بسیار مهم است به‌نحوی‌که باعث گسترش ریشه شده و اجازه می‌دهد تا گیاه از این بیماری‌ها رهایی یابد. ولی نقش آن در مقاومت متفاوت است.
کودهای فسفاته روی گندم تأثیر زیادی داشته و باعث کاهش زیان اقتصادی ناشی از پوسیدگی ریشه (پیتیوم) می‌شود. همچنین در ذرت کاربرد فسفر، پوسیدگی ریشه و سیاهک را کاهش می‌دهد (مخصوصاً در خاک‌های با کمبود فسفر) و باعث کاهش بلایت برگی باکتریایی در برنج، سفیدک داخلی، ویروس پیچیدگی برگ تنباکو، سوختگی ساقه در سویا، ویروس کوتولگی و زردی در جو، بیماری رگه نواری قهوه‌ای در نیشکر و کاهش بلاست برنج می‌شود. همچنین کاربرد فسفر ممکن است شدت بیماری ناشی از اسکلروتینیا را در بسیاری از گیاهان باغی و سیاهک گندم را افزایش دهد.
کلسیم
کلسیم عنصر غذایی دیگری است که به دو طریق روی حساسیت گیاهان نسبت به بیماری تأثیر می‌گذارد:
- کلسیم در استحکام غشاء سلولی گیاهان نقش دارد به‌طوری‌که در زمان کمبود کلسیم، مولکول‌هایی با وزن مولکولی کم‌نظیر قندها و اسیدهای آمینه از سیتوپلاسم به آپوپلاست انتشاریافته و سبب تحریک آلودگی ناشی از پاتوژن می‌شوند.
- کلسیم در ساختمان دیواره سلول به‌صورت ترکیبی وجود دارد که این ترکیب برای استحکام لایه میانی دیواره سلولی موردنیاز است. وقتی گیاه با کمبود کلسیم مواجه می‌شود حساسیت آن به بیماری‌های قارچی افزایش می‌یابد و با تهاجم قارچ به آوند چوب و حل‌کردن دیواره سلولی آوندها منجر به پژمردگی می‌شود.
در طول دوره انبارداری بافت‌های گیاهی که مقدار کلسیم در آنها پایین است نسبت به بافت‌هایی که میزان کلسیم در آنها نرمال است حساسیت بیشتری دارند. تیمار میوه‌ها با کلسیم قبل از انبارداری یک روش بسیار مؤثر برای جلوگیری از پوسیدگی میوه است. دیواره‌های سلولي به‌سادگی مانعی براي آلودگي نيستند. زماني كه به‌درستی عمل كنند، عبور قند و ساير تركيبات را بين سلول‌ها و بخش‌های ديگر سلول تنظيم می‌کنند.
زماني كه مقدار كلسيم پايين است، انتقال قندها از درون سلول به فضاهاي بين سلولي در بافت گياهي زياد می‌شود. سطوح قند بالا در اين بخش‌ها منجر به افزايش شانس آلودگي و رشد عوامل بیماری‌زا می‌شود.
کلسیم باعث ایجاد مقاومت علیه بیماری‌هایی نظیر پیتیوم، اسکلروتینیا، بوترایتیس و فوزاریوم می‌شود.
گوگرد و منیزیم
اطلاعات کافی در خصوص نقش گوگرد و منیزیم در بیماری‌های گیاهی وجود ندارد. منیزیم و گوگرد در بسیاری از واکنش‌های آنزیمی، در نتیجه در سنتز پروتئین‌ها، نقش دارند. منیزیم به دلیل حلالیت محدودی که دارد کمبودش بیشتر در خاک‌های اسیدی دیده می‌شود.
گوگرد خاصیت قارچ‌کشی داشته و تا حدی بیماری سفیدک سطحی را در برخی گیاهان کنترل می‌کند. گوگرد شدت بیماری اسکراب سیب‌زمینی را کاهش می‌دهد درحالی‌که منیزیم میزان کلسیم موجود در غلاف بادام‌زمینی را کاهش می‌دهد و احتمال وقوع رایزوکتونیا و پیتیوم را در این گیاهان افزایش می‌دهد.
منگنز
منگنز روی مقاومت گیاه نسبت به بیماری‌های برگی و ریشه تأثیر دارد. در بیشتر خاک‌های آهکی، منگنز اضافه شده به خاک در طول یک هفته بلوکه می‌شود. گیاهان در مقایسه با قارچ‌ها و باکتری‌ها به منگنز بیشتری نیاز دارند. مشخص شده است كه منگنز به مهار بیماری‌های قارچي و باكتريايي كمك می‌کند و يكي از مواد مؤثره در برخي از قارچ‌کش‌ها است.
منگنز نقش كليدي در توليد تركيبات فنلي و تشكيل ليگنين بازي می‌کند كه دو سيستم دفاعي در گياه هستند. همچنین نقش مهمی در فتوسنتز و چند مسیر بیوشیمیایی دیگر دارد.
| اثرات مثبت منگنز بر بهبود برخی از بیماری‌های گیاهی | ||
| نام علمی بیماری | نام رایج بیماری | محصول |
| Streptomyces scabies | اسکاب معمولی سیب‌زمینی | سیب‌زمینی |
| Pyricularia oryzae | بلاست | برنج |
| Alternaria | نقطه برگی | برنج |
| Verticillium alboatrum | پژمردگی | پنبه |
روی
طبق گزارشات، عنصر روی باعث کاهش برخی بیماری‌ها و افزایش برخی دیگر می‌شود به‌عبارت‌دیگر این عنصر هیچ تأثیری روی حساسیت گیاه به بیماری ندارد. تأثیر آن در کاهش بیماری به طور مستقیم از طریق اثر سمی آن بر روی پاتوژن‌ها است نه تأثیر روی متابولیسم گیاه.
روی نقش مهمی در سنتز پروتئین و نشاسته ایفا می‌کند در نتیجه غلظت پایین عنصر روی، بر روی تجمع آمینواسیدها و کاهش قند در بافت‌های گیاهی تأثیر می‌گذارد.
عنصر روي براي پايداري غشاهاي گياهي ضروري است و تصور می‌شود به جلوگيري از نشت عناصر يا تركيبات ضروري از سلول‌های گياهي كمك می‌کند. مشخص شده است كمبود روي به تجمع قندهاي مصرف نشده در گياه كمك می‌کند. دانشمندان دريافتند در برخي از گياهان نشت قندها به سطح برگ‌ها زمانی رخ می‌دهد كه با كمبود روي مواجه هستند. اين مورد می‌تواند شرايط را براي هجوم قارچ‌ها و باکتری‌ها فراهم كند. به‌این‌ترتیب عنصر روي می‌تواند به جلوگيري از گسترش بیماری‌ها كمك نماید.
| اثرات مثبت روی بر بهبود برخی از بیماری‌های گیاهی | ||
| نام علمی بیماری | نام رایج بیماری | محصول |
| Phytophthora nicotiana | پوسیدگی ریشه | پرتغال |
| Penicillium citrinum | کپک | مرکبات |
| Verticillium | پژمردگی | پنبه |
| Rotylenchulus reniformis | نماتد | گوجه‌فرنگی |
| Phymatrotrichopsis omnivorum | پوسیدگی ریشه | پنبه |
| Gaeumannomyces gramminis var.tritici | پاخوره | گندم |
| Erysiphe polygoni | پوسیدگی پایه | سویا |
بُر
کمبود بُر شایع‌ترین کمبود در بین ریزمغذی‌ها است. بُر تأثیر مستقیم در ساختمان دیواره سلولی، پایداری آن و کاهش شدت بیماری دارد. بُر به روش‌های زیر می‌تواند باعث کاهش حساسیت گیاه به بیماری شود:
- نقش بُر در ساختمان دیواره سلول
- نقش بُر در نفوذپذیری غشاء سلول و پایداری آن
- نقش آن در متابولیسم فنل ها و لیگنین
بُر پایداری و سختی دیواره سلولی را افزایش می‌دهد و باعث استحکام دیواره سلولی می‌شود.
زماني كه بر كاهش می‌یابد ديواره سلول گياهي متورم شده و شرايط براي پاره شدن سلول و تضعيف فضاهاي بين سلولي فراهم می‌گردد. بنابراين سد فيزيكي سلول تضعيف شده و آلودگي گسترش می‌یابد.
بر همچنين در درون سلول گياهي در توليد تركيبات و ساختارهاي حفاظتي در برابر بیماری‌ها نقش دارد. كمبود بر سبب ترشح مقادير زيادي از تركيبات مانند قندها و آمینواسیدها توسط گياه می‌شود بدين ترتيب شرايط براي تثبيت بسياري از آلودگی‌های قارچي فراهم می‌گردد.
بُر در تشكيل کمپلکس‌های كربوهيدرات – بُرات نقش دارد كه انتقال كربوهيدرات و متابوليسم پروتئين ديواره سلولي را كنترل می‌نمایند. همچنين در نفوذپذيري و پايداري غشا سلولي و نيز در متابوليسم تركيبات فنلي و سنتز ليگنين نقش دارد.
| اثر مثبت بر در بهبود برخی از بیماری‌های گیاهی | ||
| نام علمی بیماری | نام رایج بیماری | محصول |
| Fusarium solani | پوسیدگی ریشه | لوبیا |
| Verticillium alboatrum | پژمردگی | گوجه فرنگی |
| Verticillium alboatrum | پژمردگی | پنبه |
| Synchytrium endobioticum | بیماری زگیل سیب‌زمینی | سیب زمینی |
| Petrobia latens | کنه‌ها | گندم |
آهن
طبق گزارشات، آهن می‌تواند ترکیبات ضدقارچی را افزایش دهد یا با آنها تداخل کند. آهن در ساختمان بسیاری از آنزیم‌هایی که در سنتز لیگنین نقش دارند دارای اهمیت است. آهن می‌تواند آنزیم‌هایی که در آلودگی میزبان توسط پاتوژن یا سیستم دفاعی گیاه دخیل هستند را فعال نماید. آهن موجب افزایش سنتز آنتی‌بیوتیک‌های قارچی می‌شود.
نیاز غذایی برخی از پاتوژن‌های گیاهی نظیر فوزاریوم نسبت به آهن بیشتر است. به عبارتی آهن با سایر ریزمغذی‌ها نظیر منگنز، مس، بُر که میکروب‌ها به آنها کمتر نیاز دارند تفاوت دارد. آهن می‌تواند شدت بیماری‌هایی نظیر زنگ گندم و سیاهک گندم را کاهش دهد.
| اثر مثبت آهن بر بهبود برخی از بیماری‌های گیاهی | ||
| نام علمی بیماری | نام رایج بیماری | محصول |
| Puccinia recondita | زنگ قهوه‌ای | گندم |
| Tilletia sp. | سیاهک پنهان | گندم |
| Coletotrichu mmusae | آنتراکنوز | موز |
| Sphaeropsis malorum | پوسیدگی سیاه | سیب |
| Sphaeropsis malorum | پوسیدگی سیاه | گلابی |
| Olpidium brassicae | وکتور ویروس | کلم |
سیلیسیوم
ازآنجایی‌که سیلیسیوم زیر لایه کوتیکول رسوب می‌کند به‌عنوان یک مانع فیزیکی از ورود میسلیوم قارچ به درون سلول گیاهی ممانعت به عمل می‌آورد به این نحو سیلیسیوم موجب تقویت سیستم حفاظتی گیاه در برابر بیماری‌ها و حمله حشرات می‌شود.
سیلیسیوم با ایجاد سد فیزیکی مانع نفوذ هیف قارچ شده یا باعث القا تجمع ترکیبات ضدقارچی (نظیر فلاونوئیدها و فیتوالاکسین های دی ترپنوئیدی که دیواره سلولی قارچ‌ها و باکتری‌ها را تخریب می‌نمایند) می‌شود. استفاده از سیلیسیوم باعث افزایش رشد و عملکرد گیاهان، کاهش بیماری و افزایش مقاومت به حشرات می‌شود.
| اثرات مثبت سیلسیوم بر بهبود برخی از بیماری گیاهی | ||
| نام علمی بیماری | نام رایج بیماری | محصول |
| Pircularia oryzae | بلاست برنج | برنج |
| Cochliobolus miyabeanus | لکه قهوه ای | برنج |
| Erysiphe graminis | کپک پودری | جو |
| Sphaeotheca fuliginea | کپک پودری | خیار |
| Uncinula necator | کپک پودری | انگور |
| Uromyces phaseoli | زنگ | لوبیا |
مس
یکی از پاسخ‌های گياه به آلودگي، تشكيل رادیکال‌های اكسيژني (O- و OH-) و پراکسید هیدروژن (H2O2) است. اين تركيبات می‌توانند سلول‌های گیاهی را تخريب نمايند مس می‌تواند به سميت زدايي رادیکال‌های اكسيژني و پراكسيد هيدروژن کمک كند بنابراين آسيب به سلول‌های گياهي كم می‌شود. همچنین مس در لیگنین سازی نقش دارد.
| اثرات مثبت مس بر بهبود برخی از بیماری های گیاهی | ||
| نام علمی بیماری | نام رایج بیماری | محصول |
| Blumaria grammis var.tritici | سفید | گندم |
| Alternaria | نقطه برگی/ساقه | آفتابگردان |
| Puccinia triticina | زنگ قهوه ای گندم | گندم |
| Claviceps purpurea | ارگوت | چاودار |
| Claviceps purpurea | ارگوت | جو |
| Pyricularia oryzae | بلاست | برنج |
| Septoria | لکه برگی/گلوم | گندم |
| Heterodera | نماتد | چغندرقند |
| Verticillium alboatrum | پژمردگی | گوجه فرنگی |
| Verticillium dagliae | پژمردگی | پنبه |
| Streptomyces scabies | اسکاب معمولی سیب زمینی | سیب زمینی |
| Baeumannomyces graminis var.tritici | پاخوره | گندم |
موليبدن
اثرات موليبدن در كاهش بیماری‌های گياهي كمتر شناخته شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد استعمال خاكي موليبدن جمعيت نماتدها را كاهش می‌دهد. مكانيسم عمل موليبدن در گياهان شناخته شده نيست كه چه نوع نقش حفاظتي عليه عوامل بیماری‌زا ايجاد می‌کند. احتمالاً هر نوع اثر كمبود موليبدن روي بیماری‌ها می‌تواند غیرمستقیم باشد. موليبدن در جذب ازت و تثبیت آن نقش دارد. علائم کمبود مولیبدن در حقیقت ناشی از کمبود ازت و متابولیسم نیتروژن است؛ زیرا بخش عمده مولیبدن در آنزیم نیترات ردوکتاز متمرکز شده است (آنزیم نیترات ردوکتاز یک آنزیم کلیدی در اسیمیلاسیون نیترات است).
