اهمیت عنصر روی

اهمیت عنصر روی:
کمبود عنصر روی (زینک) جزو شایع‌ترین کمبودهای عناصر ریزمغذی در اکثر نقاط جهان است که باعث کاهش عملکرد و کیفیت تغذیه در گیاهان می‌شود. گیاهان برای رشد طبیعی و عملکرد مطلوب به تعادل مناسبی از تمام مواد مغذی ضروری ازجمله عنصر روی نیاز دارند.
عنصر روی برای رشد طبیعی و تولیدمثل گیاهان ضروری است.  اگر مقدار کافی روی در دسترس نباشد، گیاهان دچار تنش‌های فیزیولوژیکی می‌شوند. در خاک، روی با اسیدهای آلی، مواد هیومیک و سایر انواع کربن آلی محلول کمپلکس تشکیل می‌دهد. غلظت روی کل برای ارزیابی در دسترس بودن روی خاک برای گیاهان استفاده نمی‌شود زیرا تنها مقدار کمی از روی کل قابل‌تبادل یا محلول است. در دسترس بودن روی برای گیاهان به چندین عامل مانند غلظت روی در محلول، یون قابل‌جذب و میزان عناصر ماکرو و میکرو بستگی دارد.
کمبود عنصر روی در محصولات زراعی زمانی آشکار می‌شود که گیاه دچار کمبود نسبتاً شدیدی از این عنصر شود. ممکن است کمبود روی به‌صورت پنهان در چند فصل پیاپی ظاهر نشود و منجر به کاهش عملکرد کیفی محصولات کشاورزی شود. هنگامی‌که در گیاهان کمبود روی وجود داشته باشد، بسیاری از عملکردهای مهم فیزیولوژیکی گیاه دچار اختلال می‌شود و رشد گیاه به‌طور نامطلوبی تحت تأثیر قرار می‌گیرد. افزایش استفاده از کودهای فسفاته و همچنین دسترسی کم به عنصر روی در pH های بالا و خاک‌های آهکی و سدیمی باعث تشدید کمبود روی می‌شود.

عوامل مؤثر بر میزان در دسترس بودن عنصر روی
اصطلاح «در دسترس بودن» معمولاً برای توصیف توانایی گیاهان در جذب مواد مغذی از خاک استفاده می‌شود.  در دسترس بودن عنصر روی برای گیاهان می‌تواند تحت تأثیر عواملی مانند محتوای روی کل خاک،pH خاک، مواد آلی، درجه حرارت و رطوبت خاک، توزیع ریشه و اثرات ریزوسفر باشد. خاک‌هایی با غلظت روی پایین اغلب برای تولید محصول کمبود روی دارند مانند. خاک‌های شنی که اغلب کمبود روی در دسترس دارند. به‌عنوان‌مثال، کمبود روی در گیاهانی که در خاک‌های اسیدی رشد می‌کنند به‌طورکلی با غلظت کم روی کل خاک مرتبط است. این موارد کمبود روی مربوط به کمبود مطلق روی است تا در دسترس بودن روی.
غلظت کل روی خاک در خاک‌های آهکی و غیر آهکی اغلب مشابه است. بااین‌حال، کمبود روی اغلب برای خاک‌های آهکی گزارش می‌شود. خاک‌های آهکی (pHandgt; 7) با محتوای مواد آلی متوسط تا زیاد (بیش از 15 گرم کربن آلی در هر کیلوگرم خاک) به دلیل سطوح بالای HCO 3 -  در محلول خاک  دارای کمبود روی هستند. در خاک‌های قلیایی با ذخیره روی کم، افزایش کاربرد روی باعث افزایش غلظت روی در گیاهان و کاهش علائم کمبود می‌شود.
محتوای مواد آلی خاک یکی دیگر از عواملی است که به کمبود روی در گیاهان کمک می‌کند. به دلیل افزایش جذب روی توسط لیگاندها و اجزای آلی، دسترسی روی به گیاهان اغلب در خاک‌هایی با محتوای مواد آلی بالا کم است. سطح کافی از مواد آلی حلالیت و سرعت انتشار روی در خاک را افزایش می‌دهد.
سایر عواملی که در کمبود روی نقش دارند عبارت‌اند از رطوبت کم خاک و دمای پایین. رطوبت خاک با اختلال در انتشار به سطح ریشه بر عرضه مواد مغذی تأثیر می‌گذارد. با توجه به اینکه انتشار روی در خاک به‌شدت به رطوبت خاک وابسته است، میزان روی گیاه ممکن است در مناطق نیمه‌خشک و خشک که در آن خاک‌ها معمولاً برای دوره‌های طولانی در طول فصل رشد دچار کمبود آب هستند، در معرض خطر باشد. بر این اساس، در خاک‌های آهکی با کمبود روی، کاهش عملکرد گندم در شرایط دیم نسبت به شرایط آبی شدیدتر است.  لذا کاهش حلالیت روی و جذب کم روی در خاک‌هایی با زهکش ضعیف به دلیل رسوب هم‌زمان روی با آهن و آلومینیوم محلول در خاک است. در اوایل فصل رشد، کمبود روی زمانی رخ می‌دهد که دمای خاک هنوز نسبتاً پایین است و متعاقباً با افزایش دما کاهش می‌یابد. دمای پایین خاک اغلب بروز و شدت علائم کمبود روی را افزایش می‌دهد.
برهمکنش روی با سایر عناصر باعث کاهش در دسترس بودن روی می‌شود و برجذب، توزیع و استفاده از آن در گیاهان تأثیر می‌گذارد. این فعل‌وانفعالات عمدتاً به دلیل تأثیر سایر کاتیون‌ها بر سرعت جذب توسط ریشه‌های گیاه است تا تأثیر آن‌ها بر روی در دسترس بودن یا اشکال آن.  رقابت و برهمکنش روی با فسفر و نیتروژن مهم‌ترین و گسترده‌ترین برهمکنش‌های روی در خاک‌هایی با ذخایر محدود روی و فسفر یا نیتروژن است. اين عنصر با ديگر عناصر مورد نياز در خاك بايستي در حال تعادل باشد به طوريكه سطوح بالاي فسفر خاك موجب كمبود روي مي شود از طرفي با كاهش ميزان ازت به دليل ضعف در گياه ،جذب روي نيز كاهش مي يابد . مس نيز به دليل مكانيزم جذب مشابه با روي در رقابت ميباشد . از طرفي افزودن منيزيم مي تواند جذب روي را نيز افزايش دهد  سطوح بالاي آرسنيك در باغات قديمي نيز موجب ممانعت  از جذب روي مي گردد . مشخص شده است اين عنصر بايستي با منگنز نيز در حال تعادل باشد .

عملکرد عنصر روی در گیاهان
عنصر روی برای رشد طبیعی و سالم و تولیدمثل گیاهان ضروری است. این عنصر در مقادیر کم برای عملکرد طبیعی، فیزیولوژیکی و کلیدی گیاه و غشا سلولی حائز اهمیت است. بنابراین، روی نقش مهمی در تنظیم رشد، فعال‌سازی آنزیم، بیان و تنظیم ژن، فعالیت هورمون‌های گیاهی، سنتز پروتئین، فتوسنتز، متابولیسم کربوهیدرات‌ها، باروری، تولید بذر و دفاع در برابر بیماری دارد. کمبود روی این عملکردهای فیزیولوژیکی را مختل می‌کند و سلامت و بهره‌وری گیاهان را به خطر می‌اندازد و منجر به کاهش شدید رشد و عملکرد کمتر می‌شود.
روی تنها فلزی است در دسته بندی آنزیمهای گیاهی (اکسیدوردوکتازها، ترانسفرازها، هیدرولازها، لیازها، ایزومرازها و لیگازها) موردنیاز است. نیاز روی برای عملکرد طیف وسیعی از آنزیم‌ها نشان می‌دهد که متابولیسم پروتئین‌ها، کربوهیدرات‌ها و اکسین و همچنین فرآیندهای تولیدمثلی تحت کمبود روی با مشکل مواجه می‌شوند.
روی از طریق اثراتی که بر فتوسنتز و تبدیل قند دارد در متابولیسم کربوهیدرات‌ها نقش دارد. کاهش فتوسنتز تحت کمبود روی می‌تواند ناشی از کاهش فعالیت آنهیدراز کربنیک (CA)، فعالیت فتوشیمیایی کلروپلاست ها و محتوای کلروفیل، و همچنین تغییرات در ساختار کلروپلاست باشد. CA پایین ممکن است انتقال الکترون فتوسنتزی را مهار کند و درنتیجه محتوای کلروفیل را محدود کند

کمبود عنصر روی در گیاهان
بسیاری از گونه‌های گیاهی در اکثر مناطق کشاورزی جهان تحت تأثیر کمبود روی در طیف وسیعی از انواع خاک ها قرار دارند. محصولات زراعی نظیر (برنج، گندم، جو، ذرت و سورگوم) همگی تحت تأثیر کمبود روی هستند، همچنین بسیاری از میوه و ها وسبزیجات حساس به کمبود عنصر روی میباشند. غلظت کم روی قابل دسترس در خاک ممکن است نه‌تنها باعث کاهش عملکرد شود، بلکه منجر به کاهش کیفیت و فقر غذایی محصول شود.  
کمبود روی می‌تواند بسیاری از مسیرهای بیوشیمیایی در محصولات را مختل کند، که ممکن است به‌صورت علائم قابل‌مشاهده مانند برگ‌های کوچک و منحرف، کلروز بین رگبرگی در برگ‌های جوان و میانگره های کوتاه شده ظاهر شود.
عنصر روی همچنين در سرعت جوانه زني بذر و بلوغ ساقه تاثير داشته و در تشكيل كلروفيل و كربوهيدرات ها نيز دخالت مي كند . علاوه بر اين ميزان كافي روي در گياه مي تواند موجب افزايش مقاومت گياه در برابر سرما و دماي پايين گردد . اين عنصر ضمن دخالت در گرده افشاني و تلقيح  موجب پر شدن دانه ، افزايش درصد پروتئين غلات ، كاهش تجمع كادميوم و مسموميت بر مي شود .
كمبود اين عنصر بيشتر در خاك هاي شني و آلي ، PH هاي آهكي به خصوص در مناطق خشك و نيمه خشك ، فسفر زياد و دماي پايين خاك ظاهر مي گردد . نواحي غربي استان هاي خراسان ، مازندران ، آذربايجان شرقي ، گيلان و برخي از مناطق جنوبي كشور فاقد عنصر روي مي باشند .
روي از عناصر كم تحرك بوده كه اولين علائم كمبود آن در برگ هاي جوان مشخص مي شود ، برگ ها در نوك شاخه تجمع يافته و اندازه آنها كوچك شده و تغيير شكل مي يابند كه اين علائم بيشتر در درختان ميوه از جمله در درخت سيب ديده مي شود . برگ هاي انتهايي لكه هاي كلروز بين رگبرگي را در گياهاني مانند ذرت مشخص مي سازند و حاشيه برگ ها مواج مي شوند .از علائم مشخص كمبود روي جارويي شدن برگ هاي جوان در انتهاي شاخه ، كچلي شاخه هاي جوان ، ريز برگي و رشد ضعيف جوانه هاي جانبي مي باشد . همچنين رشد شاخه متوقف شده و ضعيف و شكننده مي شود و ممكن است در اوايل فصل موجب خشك شدن شاخه ها شود ، گلدهي و تشكيل ميوه نيز كاهش يافته، ميوه ها كوچك و رنگ آنها كاهش مي يابد همچنين ميوه ها فاقد عطر و طعم مناسب مي گردند  .

علائم کمبود عنصر روی در گیاهان
•    معمولا ابتدا در برگ هاي ميانسال و سپس در برگ هاي پير رخ میدهد.
•    ابتدا تغيير رنگ از سبز به برنزي کدر در بخش مياني برگ (زرد شدگی بین رگبرگها) به صورت لکه هاي سوختگي که به تدريج به کناره برگ مي رود
•    سپس علائم روي برگهاي بيشتري ديده مي شود و برگ ها حالت چرب مي گيرند
•    سوختگي ها بزرگتر مي شوند و دور آنها را نقاط سبز و زرد مي گيرد و برگ چروکيده مي شود
•    بعدا برگهاي جوان هم علائم را نشان مي دهند و برگها کوچک میشوند.
•    گلدهي و ميوه دهي ضعيف