اثر اسیدهای آلی ریشه در قابلیت جذب عناصر غذایی در ریزوسفر
نویسندگان
1 استادیار پژوهش مؤسسه تحقیقات خاک و آب
2 استاد دانشگاه تربیت مدرس.
3 استاد خاکشناسی و محیط زیست دانشگاه ولز انگلستان
doi
10.22092/ijsr.2018.127085چکیده
بسیاری از خاکهای ایران در مناطق کشاورزی دارای طبیعت و خصوصیت آهکی و واکنش قلیایی هستند. در بسیاری از مناطق کشور کربنات کلسیم تقریباً 40 درصد از وزن خاکها را تشکیل میدهد. pH خاکهای آهکی عمدتاً توسط مقادیر کربنات کلسیم موجود در پروفیل خاک کنترل شده و اغلب بین 5/8-5/7 در نوسان میباشد. واکنش کربنات کلسیم در خاکهای آهکی منجر به افزایش pH خاک می شود خصوصاً در مناطقی که میزان بارندگی کم میباشد. این واکنشها در افق سطحی خاکهای آهکی حلالیت و جذب بسیاری از عناصر را مانند P، Zn، Mn، Cu و Fe محدوده نموده بعلاوه در رشد گیاه و ریشه هم اختلال ایجاد می کند و در نهایت باعث کاهش عملکرد میگردد مگر اینکه مقادیر زیادی کودهای شیمیایی مصرف شود. بنابراین حلالیت و قابلیت جذب اندک عناصر غذایی در خاکهای آهکی توجه بسیاری از دانشمندان علم تغذیه را با توجه به هزینه بالای کودهای شیمیایی، محیط زیست و سلامت جامعه به خود معطوف نموده است. مطالعات بسیاری نشان داده است که در خاکهای آهکی اسیدهای آلی حاصل از ترشحات ریشه گیاه می توانند به عنوان عامل موثر بر استخراج بخش قابل توجهی از عناصر غذایی مورد نیاز گیاه عمل نمایند و راندمان مصرف کود و آب را در این خاکها بهبود ببخشند. هدف اصلی از تهیه این مقاله معرفی اسیدهای آلی و جلب دیدگاههای جامعه علمی کشور به ویژه متخصصین علم تغذیه گیاه و حاصلخیزی خاک به نقش اسیدهای آلی مانند سیترات و اگزالات (که از ترکیبات آلی با وزن مولکولی کم میباشند و از ریشه گیاه در ریزوسفر ترشح میشوند) در افزایش حلالیت و قابل جذب نمودن عناصر غذایی کم محلول مانند فسفر، آهن، روی و انجام فعالیتهای پژوهشی متخصصین تغذیه گیاهی در این زمینه میباشد. در این مقاله تحقیقات انجام گرفته در گذشته و حال در مورد رفتار اسیدهای آلی در گیاه و خاک به صورت خلاصه مورد بررسی قرار گرفته است تا اهمیت و نقش آنها در ریزوسفر ارزیابی شود. ریزوسفر منطقهای از خاک است که بلافاصله ریشه گیاه را احاطه کرده و در اثر فعالیتهای ریشه و ویژگیهای اکولوژیکی آن تغییر مییابد. در این منطقه حساس گیاهان به محیطشان واکنش نشان میدهند. در شرایطی که گیاه دارای رشد و نمو معمول میباشد، مقدار فراوانی از مواد معدنی و آلی بین ریشه و خاک مبادله میگردد که به طور اجتنابناپذیری منجر به تغییراتی در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ریزوسفر میشود. گیاهان همچنین در واکنش به محیط و تنشهای مشخص محیطی قادر هستند در ریزوسفرتغییراتی ایجاد نمایند. اسیدهای آلی معمولاً از این منطقه بدست میآیند و ترشح آنها از ریشههای گیاه به کمبود عناصر غذایی و تنشهای محیطی ارتباط پیدا میکند. اسیدهای آلی مانند سیترات (citrate)، اگزالات (oxalate) و مالات (malate) در بسیاری از فرآیندهای ریشه شرکت میکنند که این فرآیندها شامل استخراج عناصر غذایی، سمیتزدایی فلزی، هوازدگی مینرالی و جذب پاتوژنها میباشد. البته تا زمانی که مکانیسم رهاسازی اسیدهای آلی و سرنوشت این ترکیبات در خاک کاملاً درک نشود، ارزیابی کامل نقش اسیدهای آلی در فرآیندهای یاد شده مقدور نخواهد بود. بنابراین بررسی حاضر شامل اطلاعاتی در زمینه غلظت و تجمع اسیدهای آلی در گیاهان، واکنش خاک، جذب (sorption) و تجزیه میکروبی (biodegradation) میباشد. بطور خلاصه، رهاسازی اسیدهای آلی از ریشهها در پاسخ به تعدادی از تنشهای محیطی مانند کمبود فسفر و کمبود آهن مشخص شده است که البته نوع گونه گیاهی در این واکنشها نقش مهمتری دارند. از طرفی در این بررسی جذب (sorption) اسیدهای آلی توسط مینرالهای خاک و نیز تجزیه میکروبی آنها نقش بسیار اساسی در کارآیی اسیدهای آلی در فرآیندهای ریزوسفر دارند.