.

پیمایش بلاگ

آخرین مطالب

نمایش همه آخرین مطالب

بررسی استفاده از کود به روش محلول‌پاشی

 

مقدمه

 محلول‌پاشی یا کوددهی برگی به‌صورت گسترده در تغذیه گیاهان برای بهبود عملکرد مورداستفاده قرار می‌گیرد و در شرایط بحرانی خاک که امکان تأمین عناصر را ندارد، روش کاربردی است. روش محلول‌پاشی برای مصرف بهینه و متعادل از کودها یا نهاده‌ها در کشاورزی (بالاخص کشاورزی پایدار) و جلوگیری از عوارض محیط زیستی گزینه‌ای مطمئن و مناسبی است که به علت کاهش میزان مصرف کود در هکتار هزینه به‌مراتب کمتری ایجاد می‌نماید.

 در مواجه با شرایط زیر انتخاب محلول‌پاشی روشی برای پاسخ به نیاز گیاه است:

  • تثبیت عناصر در خاک و کاهش دسترسی مواد غذایی توسط ریشه که به دنبال مصرف بی‌رویه کودهای شیمیایی یا شرایط بد خاکی اعم از خاک‌های قلیایی، خاک‌های سبک یا شنی، کمبود مواد آلی، رطوبت کم خاک و... ایجاد می‌شود.

  • مواقع خاص تغذیه‌ای طی دوره رشد گیاه (مانند اوایل بهار یا زمان تورم جوانه) و دوره‌هایی که گیاه نیاز بالاتری به مواد غذایی برای رشد پیدا می‌کند (مانند زمان پر شدن دانه یا حجم گیری میوه)

  • در زمان خشکسالی یا رطوبت زیاد که باعث محدودیت در جذب عناصر از طریق ریشه و خاک می‌شود.

 کارایی کود (از لحاظ اثربخشی و ترکیبات آن) و رعایت اصول محلول‌پاشی (زمان صحیح و توجه به شرایط محیطی) برای دستیابی به بهترین نتیجه اهمیت زیادی دارد. البته باید در نظر داشت که تعیین میزان تأثیرگذاری این عوامل در کوددهی محلول‌پاشی امری پیچیده است که جنبه‌های مختلف فیزیکی، شیمی، محیط‌زیست، زیست‌شناسی و... در آن دخیل هستند. برخی از اصول تغذیه‌ای محلول‌پاشی به اثبات رسیده است؛ اما موارد زیادی نیز وجود دارد که پاسخ گیاه در شرایط فیزیولوژی گونه‌های مختلف نیازمند تحقیقات و بررسی بیشتر است.

ساختار برگ گیاه

ساختار برگ

 کوتیکول در گیاهان غشا محافظی است که اپیدرم برگ، شاخه‌های جوان و دیگر اندام‌های گیاه را که فاقد پوست بیرونی هستند می‌پوشاند. کوتیکول شامل لیپید و هیدروکربنی است که با موم پوشیده شده است و منحصراً توسط سلول‌های اپیدرمی ساخته می‌شود. کوتیکول خاصیت آب‌گریزی دارد و تبادل دوطرفه آب، املاح و گازها بین گیاه و محیط اطراف را محدود می‌کند. به‌طوری‌که سطح گیاه به‌عنوان مانعی برای ورود آب و املاح است، از ین رو نقش فیزیولوژیکی مهمی را ایفا می‌کند. پس اهمیت فرمولاسیون کود و شرایط محلول‌پاشی برای فراهم نمودن شرایط جذب و تسهیل در ورود و عبور مواد غذایی بسیار مهم است.

 عوامل تعیین‌کننده اثربخشی در محلول‌پاشی

 واکنش گیاه به کودهایی که از طریق محلول‌پاشی مصرف می‌شوند احتمالاً تحت‌تأثیر خواص آن کود قرار می‌گردد و تعیین‌کننده میزان جذب و انتقال مواد مغذی به اندام‌های گیاه است. خواص فرمول‌های مختلف کودی ازیک‌طرف و شرایط محیطی (مانند رطوبت و دما) از عوامل مؤثر در عملکرد محلول‌پاشی تلقی می‌شود.

انحلال‌پذیری

 حلالیت ماده کودی در آب اهمیت دارد، چرا که جذب املاح معدنی و نمک‌ها تنها زمانی رخ می‌دهد که ترکیب تهیه شده در یک‌فاز مایع حل شود و با انجام محلول‌پاشی امکان پوشاندن و پخش‌شدن در سطح اندام‌های گیاه را داشته باشد.

وزن مولکولی

 اندازه مولکول کود و ماده مغذی، در سرعت نفوذ به برگ تأثیر می‌گذارد. شعاع منافذ آبی کوتیکولی که امکان عبور آب و املاح را دارد تقریباً ۰/۳ تا ۰/۵ نانومتر در برگ‌ها و ۰/۷ تا ۱/۲ نانومتر در میوه تخمین زده شده است. پس اگر اندازه ذرات کودی بزرگ باشند میزان جذب آنها از منافذ کاهش پیدا می‌کند. بر اساس شواهد اخیر ذرات با قطر 1 میکرومتر وارد منافذ روزنه نمی‌شوند درحالی‌که ذرات با قطر 43 نانومتر به داخل روزنه نفوذ می‌کنند.

بارهای الکتریکی

نمک‌ها الکترولیت هستند و در صورت حل‌شدن در آب به یون‌های آزاد تبدیل می‌شوند و محلول نهایی از نظر الکتریکی خنثی می‌شود. کودها نیز هنگام حل‌شدن در آب یونیزه می‌شوند و هنگام استفاده از نمک‌ها یا کلات‌ها و کمپلکس‌ها (که از مخلوط‌کردن نمک‌های فلزی با لیگاندهای کلات کننده تشکیل می‌شوند) با داشتن آنیون‌ها و کاتیون‌های ایجاد شده در محلول کود و آب می‌توانند به برگ‌ها نفوذ کنند. ماهیت آنیون‌ها و کاتیون‌ها در ترکیب محلول‌پاشی شده دارای اهمیت فیزیولوژیکی بوده و بار خنثی، منفی یا مثبت آنها در جذب توسط برگ تأثیرگذار است.

pH یا اسیدیته

 باتوجه‌به اینکه کوتیکول‌های گیاه پلی الکترولیت هستند، ظرفیت تبادل یونی آنها با نوسانات pH تغییر می‌کند. در تحقیقات نشان‌داده‌شده که کوتیکول‌ها دارای نقاط ایزوالکتریک در اطراف pH= 3 هستند و زمانی که مقادیر pH محلول بالاتر از این مقدار باشد، کوتیکول را دارای بار منفی می‌کند و گروه‌های کربوکسیل کوتیکولی به‌راحتی به کاتیون‌های دارای بار مثبت متصل می‌شوند. از ین رو pH ترکیب کود و آب که برای محلول‌پاشی استفاده می‌شود در میزان جذب و نفوذ آن به برگ مؤثر است؛ اما پاسخ گیاه به این تغییرات همیشه یکسان و ثابت نیست و به نظر می‌رسد که pH محلول به‌تنهایی پیش‌بینی‌کننده و افزایش‌دهنده جذب و نفوذ در برگ نیست و به طور قابل‌توجهی تحت‌تأثیر عناصر غذایی و ترکیبات کودی مورداستفاده و همچنین نوع گیاه است. به‌عنوان‌مثال بیشترین جذب اوره در برگ سیب در محدوده ۴/۵ تا ۶/۶ بوده است. (کوک و بوینتون 1952) و بالاترین جذب عنصر آهن توسط برگ در محدوده pH ۵ بوده است. (فرناندز و ایبرت ۲۰۰۵)

نقطه رقیق‌شدن (POD)

 نقطه ریزش یا نقطه رقیق‌شدن به‌عنوان آستانه رطوبتی تعریف می‌شود که در آن یک ماده نمک یونی به‌صورت کریستالی روی سطح برگ خشک می‌شود. هنگامی که رطوبت بالاتر از نقطه ریزش باشد، باقیمانده نمک روی کوتیکول برگ حل می‌شود و می‌تواند جذب شود.
 فرایندهای هیدراتاسیون و انحلال نمک توسط نقطهٔ رقیق‌شدن آن (POD) تعیین می‌شود که یک ویژگی فیزیکی مرتبط با یک ترکیب کودی در دمای معین است؛ بنابراین، هر چه نقطهٔ رقیق‌شدن نمک کمتر باشد، با قرارگرفتن در معرض رطوبت نسبی محیط، زودتر حل می‌شود. هنگامی که رطوبت نسبی محیط از نقطه ریزش ترکیب محلول‌پاشی بیشتر باشد این ترکیب حل شده و برای جذب توسط برگ مناسب خواهد بود.

شرایط محیطی

عوامل محیطی مانند رطوبت و دما در عملکرد محلول‌پاشی و جذب محلول‌های کودی توسط برگ نقش مهمی ایفا می‌کند. اثرگذاری این عوامل یا به‌صورت مستقیم به محلول و ترکیب کود و آب قبل از محلول‌پاشی است و یا از طریق تأثیر در فرایندهای رشد مانند تغییر فتوسنتز، باز شدن روزنه‌ها، تنفس و... در گیاه است. رطوبت عمدتاً از طریق تأثیر در اندازه قطرات محلول‌پاشی، ماندگاری روی سطح برگ، تورم غشای کوتیکولی و بهبود انحلال کود در جذب تأثیر می‌گذارد. دما نیز بر عامل‌های فیزیکی و شیمیایی مختلف ترکیب کودی مانند کشش سطحی، حلالیت، ویسکوزیته تأثیر می‌گذارد. به‌طورکلی، افزایش دامنه دما (به‌عنوان‌مثال از ۰ تا ۴۰ درجه سانتیگراد) در افزایش حلالیت مواد فعال و مواد کمکی مؤثر است، اما ویسکوزیته، کشش سطحی و نقطه ریزش (رقیق‌شدن) را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، دمای بالا نیز سرعت تبخیر محلول را تسریع می‌کند و زمان خشک‌شدن محلول را کاهش می‌دهد، و عملاً نفوذ به برگ را به‌شدت کم می‌کند.
 سایر عوامل محیطی مانند شدت نور یا بارش نیز ممکن است بر عملکرد محلول‌پاشی تأثیر بگذارد. به‌عنوان‌مثال، کلات آهن در اثر قرارگرفتن در معرض نور خورشید تجزیه می‌شود. از سوی دیگر، وقوع بارش در مدت کوتاهی پس از استفاده از محلول‌پاشی ممکن است به‌سرعت محلول کودی را از سطوح شسته و از بین ببرد. در نتیجه، پیش‌بینی آب‌وهوا باید قبل از محلول‌پاشی در نظر گرفته شود تا از شرایطی که می‌تواند رطوبت را کاهش دهد و سرعت خشک‌شدن را افزایش دهد، مانند بادهای شدید، باران شدید یا دمای شدید در زمان محلول‌پاشی، اجتناب شود.

فرمولاسیون کودی

کودهای محلول‌پاشی شده بر روی برگ گیاهان معمولاً از حداقل دو جزء اصلی تشکیل شده‌اند که عبارت‌اند از ماده فعال و ماده خنثی (یا کمکی). مواد افزودنی و سورفکتانت‌ها گروه مهم و پرکاربردی از مواد کمکی هستند که کشش سطحی را کاهش می‌دهند و پوشش محلول کودی را بر روی سطح گیاه افزایش می‌دهند. در نتیجه بهبود پخش و پوشش (مرطوب‌کنندگی) و ماندگاری (حفظ و چسبندگی) مواد فعال و ترکیبات کودی به روی سطح برگ منجر به افزایش سرعت جذب آن‌ها می‌شود. افزودنی‌ها با افزایش کارایی در کاهش سمیت ترکیبات کودی در گیاهان نیز مؤثر هستند.

قابلیت تحرک عناصر

عناصر غذایی از لحاظ حرکت در گیاهان شرایط مختلفی دارند که در میزان جذب آنها تأثیرگذار است. تحرک و پویایی برای مواد مغذی و عناصری که متحرک و یا غیر متحرک هستند در رفع کمبودهایی که ناگهانی بروز می‌کند و یا به‌صورت پنهانی پیشرفت کرده و سپس بروز می‌کند در محلول‌پاشی حائز اهمیت است بالاخص در دوره‌هایی از رشد گیاه که کمبود بروز شده را از روش جذب خاکی یا ریشه‌ای قابل‌رفع نیست و زمان جذب عناصر فرصت رفع این کمبود را به‌غیراز محلول‌پاشی فراهم نمی‌سازد.
 از ین رو مواد غذایی باتوجه‌به تحرک و پویایی در گیاه به ۳ گروه تقسیم‌بندی می‌شوند، گروه اول که دارای تحرک بالایی در گیاه هستند که شامل عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، گوگرد و منیزیم است. گروه دوم تحرک متوسط یا متغیر در شرایط دارند که شامل عناصر آهن، روی، مس، بور و مولیبدن است. گروه سوم که شامل عناصر منگنز و کلسیم است تحرک بسیار کمتری در گیاه دارند.
 تعیین تحرک عناصر تحت‌تأثیر توانایی مواد غذایی برای ورود به گیاه و حرکت داخل آبکش‌ها و در نهایت رسیدن به بافت‌ها است. درجه تحرک یک عنصر در طول عمر گیاه و نوع گیاه می‌تواند متفاوت باشد. به‌عنوان‌مثال میزان تحرک عنصر آهن در مراحل رشد گیاهان و در گونه‌های مختلف متغیر است. یا عنصر مولیبدن در سویا، برنج و لوبیا تحرک بالایی دارد؛ ولی در گونه‌های دیگر تحرک کمتری دارد. همچنین عنصر بور در اکثر گونه‌ها جذب سریعی و تحرک بالایی دارد.

زمان محلول‌پاشی

باتوجه‌به مراحل رشد گیاه و اثربخشی عناصر مختلف در طی دوره رشد استفاده از کود یا عنصر مناسب و مصرف در زمان مشخص در عملکرد و کسب نتیجه مطلوب در محلول‌پاشی حائز اهمیت است. به طور مثال عنصر روی (زینک) اثر ویژه‌ای بر تقسیم سلولی، متابولیسم اسیدنوکلئیک و سنتز پروتئین دارد؛ در نتیجه عملکرد آن در بافت‌های درحال‌رشد و شرایط عمومی فصل بهار در بسیاری از گونه‌ها مهم است و اکثر گیاهان کمبود روی را در اوایل فصل رشد نشان می‌دهند. در اکثر محصولات باغی عنصر روی؛ در رشد سریع رویشی و افزایش گلدهی تأثیر شایانی دارد؛ لذا کاربرد این عنصر به‌صورت محلول‌پاشی در زمان تورم جوانه‌ها و قبل گلدهی و در فاصله زمانی ۲ الی ۳ هفته‌ای این دوره باعث بهبود عملکرد و افزایش گلدهی می‌گردد.
 محلول‌پاشی عنصر فسفر نیز اثرات مفیدی را برای افزایش تشکیل میوه، بهبود رشد میوه و بهبود کیفیت میوه در طول فصل رشد گزارش شده است.
 محلول‌پاشی اواخر فصل (پس از برداشت) یک روش معمول در بسیاری از درختان است با این توجیه که می‌تواند برای دوره گلدهی فصل بعدی مؤثر باشد. اما باید به شرایط و توانایی برگ و درخت در توانایی جذب عناصر پس از برداشت دقت کرد. عموماً برای درختانی همچون گیلاس، انگور، زردآلو و هلو که برداشت زودتری دارند، محلول‌پاشی بعد از برداشت مؤثرتر است؛ اما درختان و گونه‌های دیررسی همچون بادام، پسته، گردو، سیب و گلابی عملکرد ضعیف‌تری برای جذب عناصر در زمان پس از برداشت دارند.
 از طرفی میزان تحرک عناصر در کاربرد آنها برای محلول‌پاشی بعد از برداشت نیز مهم است. باتوجه‌به شواهد و تحقیقات به نظر می‌رسد عناصر نیتروژن و پتاسیم برای استفاده بعد از برداشت مناسب‌تر از عناصر غیر متحرک یا با تحرک کمی مثل کلسیم، آهن، منگنز و حتی روی است.

سمیت

گاهی اوقات محلول‌پاشی با ترکیباتی که دارای نمک بالا، مواد سمی و آلایندگی، اسیدیته محلول باعث سمیت در گیاه گردد. مسمومیت می‌تواند نتیجه اختلالات اسمزی، عنصری یا متابولیک باشد و می‌تواند درجات مختلفی داشته باشد، دو علامت رایج مسمومیت عبارت‌اند از:  
 1) لکه‌های نکروزه هنگام خشک‌شدن قطرات محلول‌پاشی شده که به‌صورت نقطه‌ای مجزا رخ می‌دهد.
 2) سوختگی حاشیه برگ و نوک برگ در اثر جریان گرانشی محلول اسپری شده به این نواحی
 وقوع ضایعات نکروزه یا حاشیه‌ای می‌تواند منجر به کاهش ناحیه فتوسنتزی برگ‌ها و در نتیجه کاهش بهره‌وری شود و در نهایت می‌تواند اثرات محرک رشدی را خنثی سازد.
یکی از علائم رایج مسمومیت پس از محلول‌پاشی، سوختگی است که ممکن است نتیجه پارگی سلولی به دلیل تفاوت زیاد در فشار اسمزی در سراسر دیواره سلولی هنگام استفاده از محلول کود با دوز بسیار غلیظ به روی سطح برگ باشد. این نوع آسیب و سوختگی برگ ناشی از استفاده ترکیباتی با شاخص نمک بالا رخ دهد. به‌عنوان‌مثال محلول‌پاشی کلرید پتاسیم به‌تنهایی به علت شاخص نمک نسبتاً بالایی که دارد توصیه نمی‌شود.
 اثرات مستقیم یونی عامل مهمی در تعیین سمیت محلول‌پاشی ترکیباتی است که دارای عناصر روی، مس، آهن و منگنز است، اما عموماً با رعایت دوز مناسب محلول‌پاشی سوختگی حاصل نمی‌شود.
افزایش غلظت عناصر در سلول‌ها نیز باعث اختلال در رشد طبیعی گیاه می‌شود. به‌عنوان‌مثال با اینکه عنصر مس برای قارچ‌کشی اثرات مطلوبی دارد؛ اما استفاده از آن با غلظت بالا و به‌صورت مکرر باعث ایجاد مسمومیت می‌گردد.
برای کاهش سمیت در محلول‌پاشی استفاده از کودی که با فرمولاسیون و افزودن مواد کمکی بهینه‌سازی‌شده است اهمیت دارد. همچنین دوز و غلظت توصیه‌ای در هر محصول که ناشی از آزمایش‌های متعددی است می‌بایست رعایت گردد.

 

مطالب مرتبط