تغذیۀ گیاهی

🔶گیاهان، مواد مورد نیاز را از هوا، آب یا خاک اطراف خود جذب میکنند. کربندیاکسید یکی از مهمترین موادی است که گیاهان از هوا جذب میکنند. کربن، اساس مادۀ آلی و بنابراین یکی از عناصر مورد نیاز گیاهان است. کربندیاکسید به همراه سایر گازها از طریق روزنهها وارد فضاهای بین یاخته ای گیاه میشود. مقداری از کربن دیاکسید هم با حل شدن در آب، به صورت بیکربنات درمی آید که میتواند توسط گیاه جذب شود. سایر مواد مغذی هم بیشتر از طریق خاک جذب میشوند.

🔰خاک و مواد مغذی مورد نیاز گیاهان
🔶خاک، ترکیبی از مواد آلی، غیرآلی و ریزجانداران (میکروارگانیسم ها) است. خاکهای مناطق مختلف به علت تفاوت در این ترکیبات، توانایی متفاوتی در نگهداری آب، مقدار هوای خاک، pH و مواد معدنی دارند. گیاخاک (هوموس)، لایه سطحی خاک است و به طور عمده از بقایای جانداران و بهویژه اجزای در حال تجزیۀ آنها تشکیل شده است. گیاخاک، با داشتن بارهای منفی، یونهای مثبت را در سطح خود نگه میدارند و در نتیجه مانع از شستوشوی این یونها میشوند. گیاخاک همچنین باعث اسفنجی شدن حالت خاک میشود که برای نفوذ ریشه مناسب است.

🔶ذرات غیرآلی خاک از تخریب فیزیکی و شیمیایی سنگها در فرایندی به نام هوازدگی ایجاد میشوند. این ذرات از اندازۀ بسیار کوچک رس تا درشت شن و ماسه را شامل میشوند. تغییرات متناوب یخ زدن و ذوب شدن، که باعث خرد شدن سنگها میشود، نمونهای از اثر هوازدگی فیزیکی است. اسیدهای تولید شده توسط جانداران و نیز ریشۀ گیاهان هم میتوانند هوازدگی شیمیایی ایجاد کنند.

🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷

🔰جذب مواد معدنی خاک
🔶 نیتروژن و فسفر دو عنصر مهم یهستند که در ساختار پروتئینها و مولکولهای وراثتی شرکت میکنند. گیاهان، ترکیبات این دو عنصر را بیشتر از خاک جذب میکنند.

🔰جذب نیتروژن
🔶با اینکه جو زمین دارای 78 درصد نیتروژن(N₂ )است، گیاهان نمیتوانند شکل مولکولی نیتروژن را جذب کنند. بیشتر نیتروژن مورد استفادۀ گیاهان به صورت یون آمونیوم(⁺NH₄) یا نیترات (^–NO₃) است. این ترکیبات در خاک و توسط ریزجانداران تشکیل میشوند. خالصهای از این فرایندها در شکل ۱ نشان داده شدهاست. به تبدیل نیتروژن جو به نیتروژن قابل استفادۀ گیاهان تثبیت نیتروژنگفته میشود. بخشی از نیتروژن تثبیت شده در خاک، حاصل عملکرد زیستی باکتری هاست. باکتریهای تثبیتکنندۀ نیتروژن، به صورت آزاد در خاک یا همزیست با گیاهان زندگی میکنند. نیتروژن تثبیت شده در این باکتری ها به مقدار قابل توجهی دفع، و یا پس از مرگ آنها برای گیاهان قابل دسترس میشود.

🔶مهمترین انواع تثبیت نیتروژن، در ادامۀ این فصل توضیح داده خواهد شد. امروزه تلاشهای زیادی برای انتقال ژنهای مؤثر در تثبیت نیتروژن به گیاهان در جریان است، تا بدون نیاز به این باکتریها، نیتروژن موردنیاز در اختیار گیاه قرار گیرد.در شکل 1 انواع دیگری از باکتری های خاک دیده میشوند. نقش هر یک از آنها در تغییر و تبدیل مواد نیتروژن دار چیست؟

🔰جذب فسفر
🔶فسفر (P )از دیگر عناصر معدنی است که کمبود آن، رشد گیاهان را محدود میکند. گیاهان، فسفر مورد نیاز خود را بهصورت یونهای فسفات از خاک به دست میآورند. گرچه فسفات در خاک فراوان است، اغلب برای گیاهان غیرقابل دسترس است. یکی از دلایل، این است که فسفات به بعضی ترکیبات معدنی خاک به طور محکمی متصل میشود. برخی گیاهان برای جبران، شبکۀ گستردهتری از ریشه ها و یا ریشه های دارای تار کشندۀ بیشتر ایجاد میکنند که جذب را افزایش میدهد.

🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷

🔰بهبود خاک
🔶خاک مناطق مختلف ممکن است دچار کمبود برخی مواد یا فزونی مواد دیگر باشد. اصالح این خاکها میتواند آنها را برای گیاهان قابل کشت کند.اگر این خاکها دچار کمبود باشند، با افزودن کود میتوان حاصلخیزی آنها را افزایش داد. زیستشناسان برای تشخیص نیازهای تغذیهای گیاهان، آنها را در محلولهای مغذی رشد میدهند (شکل۲ .)این محلولها، آب و عناصر مغذی محلول به مقدار معین دارند. از این شیوه برای تشخیص اثرات عناصر بر رشد و نمو گیاهان نیز استفاده میشود. مقدار نیتروژن، فسفر و پتاسیم قابل دسترس در اغلب خاکها محدود است، به همین دلیل در بیشتر کودها این عناصر وجود دارند.

🔶کودهای مهم در انواع آلی، شیمیایی و زیستی (بیولوژیک) وجود دارند. کودهای آلی، شامل بقایای درحال تجزیه جانداران اند. این کودها مواد معدنی را به آهستگی آزاد میکنند و چون به نیازهای جانداران شباهت بیشتری دارند، استفادۀ بیش از حد آنها به گیاهان آسیب کمتری میزند. از معایب این کودها، احتمال آلودگی به عوامل بیماریزاست.کودهای شیمیایی شامل مواد معدنی هستند که به راحتی در اختیار گیاه قرار میگیرند؛ بنابراین میتوانند به سرعت، کمبود مواد مغذی خاک را جبران کنند. مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی میتواند آسیب های زیادی به خاک و محیطزیست وارد و بافت خاک را تخریب کند.

🔶از طرفی، با شسته شدن توسط بارشها، این مواد به آبها وارد میشوند. حضور این مواد باعث رشد سریع باکتریها، جلبکها و گیاهان آبزی میشود. افزایش این عوامل مانع نفوذ نور و اکسیژن کافی به آب میشود و میتواند باعث مرگومیر جانوران آبزی شود. 

🔶کودهای زیستی شامل باکتریهایی هستند که برای خاک مفید و با فعالیت و تکثیر خود، مواد معدنی خاک را افزایش میدهند. استفاده از این کودها بسیار سادهتر و کمهزینهتر است. این کودها معمولا به همراه کودهای شیمیایی به خاک افزوده میشوند و معایب دو نوع کود دیگر را ندارند. همانطور که کاهش عناصر مغذی در خاک برای گیاهان زیانبار است، افزایش بیش ازحد بعضی مواد در خاک میتواند مسمومیت ایجاد کند و مانع رشد گیاهان شود. بعضی گیاهان میتوانند غلظتهای زیادی از این مواد را درون خود به صورت ایمن نگهداری کنند؛ مثلا نوعی سرخس میتواند آرسنیک را که مادهای سمی برای گیاه است، در خود جمع کند.

🔶بعضی گیاهان میتوانند آلومینیوم را نیز در بافتها ذخیره کنند. مثلا گیاه گل ادریسی که در خاکهای خنثی و قلیایی صورتی رنگ هستند در خاکهای اسیدی آبی رنگ میشوند. این تغییر رنگ به علت تجمع آلومینیوم در گیاه است (شکل ۳ .)بعضی گیاهان نیز با جذب و ذخیرۀ نمکها، موجب کاهش شوری خاک میشوند. با کاشت و برداشت این گیاهان در چند سال پیدرپی میتوان باعث کاهش شوری خاک و بهبود کیفیت آن شد.