ضرورت محلول پاشی کلسیم

ضرورت محلول پاشی کلسیم

نقش کلسیم در استحکام دیواره سلولی، پایداری غشای پلاسمایی، رشد و توسعه (فرایندهای هورمونی)، تنظیم اسمزی، حفظ تبادل کاتیون-آنیون و فعال کننده آنزیم آلفا آمیلاز بوده و با فراوانی کلسیم، مقاومت گیاهان نسبت به مسمومیت بور افزایش می یابد و رابطه مثبتی بین جذب کلسیم و مس وجود دارد. کلسیم با شعاع هیدراته 41/0 نانومتر و انرژی آب پوششی بالا فقط در درون آوندهای چوبی آن هم عمدتا در اثر تعرق حرکت می نمایند. کلسیم به دلیل تثبیت در غشا سیتوپلاسمی و واکویل ها نمی تواند وارد سلولهای غربالی آوندهای آبکشی شود، چون کلسیم در درون واکوئل سلولهای زنده تثبیت و به صورت اکسالات و فسفات کلسیم رسوب می نماید. زیرا آوندهای آبکش دارای سلولهای زنده بوده بنابراین پمپ کلسیم که در غشا سلولی قرار گرفته از ورود کلسیم به داخل سیتوپلاسم جلوگیری می نماید. لذا کلسیم نمی تواند وارد سیتوپلاسم گردد و نیز یون کلسیم روی شبکه آندوپلاسمیک جذب می شود.

یون کلسیم ناقل برای انتقال از سلولهای برگ به سلولهای غربالی آوندهای آبکشی ندارد و اگر مقدار ناچیزی نیز وارد آوندهای آبکش شود، به دیواره های آوند آبکش می چسبد. بنابراین علل تحرک بسیار ضعیف یون کلسیم در آوندهای آبکش را می توان چنین خلاصه کرد:

چرا  کمبود کلسیم در باغ های میوه در خاک های آهکی رایج می باشد؟

متاسفانه شرایط آهکی خاک های زیر کشت درختان میوه در اغلب نقاط کشور، با بودن pH و وفور کلسیم در ناحیه ریشه درختان میوه و نهایتا تجمع آنها در برگ های درختان سیب که اغلب بیش از حد کفایت می باشد، اکثر محققین، کارشناسان و باغداران را از کمبود این عنصر حیاتی در میوه غافل نموده است. در کشور ما نیز تا کنون از این غفلت خسارتهای قابل ملاحظه ای متوجه تولیدکنندگان و حتی مصرف کنندگان گردیده است.

نگرش فعلی به عنصر حیاتی کلسیم مشابه نگرشی است که تا یک دهه قبل به پتاسیم می شد. قبل از این گفته می شد که چون خاکهای ایران دارای رس ایلیت هستند و رس های ایلیت محتوی پتاسیم هستند، بنابراین نیازی به کودهای پتاسیمی نمی باشد. در صورتیکه در دهه گذشته، با انجام آزمایش های متعدد کودی مشخص شد که در اکثر محصولات زراعی و باغی مخصوصا در خاکهای سبک و گیاهان پرتوقع نیاز به کود پتاسیمی می باشد. کلسیم از طریق ایفا چهار نقش اساسی در حیات گیاهان بسیار مهم و موثر می باشد. غشا سلولی را پایدار می نماید، در ساختمان دیواره سلولی شرکت می نمایند، بر روی آنزیم ها تاثیر گذار می باشد و در فرایند هورمونی دخالت دارد.  با عنایت به نقش کلسیم در استحکام و کیفیت میوه، ضرورت توجه به آن بیشتر احساس می گردد. در اکثر محصولات باغی منجمله سیب، گلابی، زردآلو و نیز در گل های زینتی، توت فرنگی، گوجه فرنگی و هندوانه به لحاظ نقش کلسیم در ارتقا کیفیت و بازارپسندی، استفاده از املاح کلسیمی به صورت محلول پاشی حایز اهمیت می باشد. سیب یکی از محصولات باغی است که کیفیت آن رابطه تنگاتنگی با تغذیه متعادل و منجمله کلسیم دارد. درحالیکه در کشورهای تولید کننده عمده سیب، مرز سیب سفت و نرم را با عنوان Crisp محتوی حدود شش میلی گرم در 100 گرم وزن تازه میوه مدنظر قرار داده اند، متاسفانه مطابق با این گروه بندی، عمده سیب تولیدی کشور ما دارای کلسیم به مراتب کمتری بوده و بنابراین واجد شرایط لازم برای صادرات و مصرف نمی باشند. این در حالی است تولید هکتاری در کشور، از نصف متوسط تولیدکنندگان عمده نیز پایین تر است. در صورتیکه شرایط اقلیمی کشور، برای تولید سیب در بیشتر مناطق کشور ما بهتر از کشورهایی است که بیش از دو برابر عملکرد هکتاری ما سیب تولید می نمایند. عدم توجه به تغذیه متعادل و مخصوصا غفلت از محلول پاشی کلسیم سبب گردیده که بازارپسندی میوه های سیب مخصوصا پس از انبارداری بسیار پایین بوده و ضایعات پس از برداشت نیز بالا باشد. از حدود 160 هزار هکتار اراضی زیر کشت سیب، سالانه حدود 2 میلیون تن سیب تولید می شود و اگر بلافاصله مصرف نگردد، پس از نگهداری در سردخانه، عمر آبیاری آنها بسیار پایین و در محل فروش و منازل، در اثر آردی شدن، لهیدگی، پوکی مخصوصا در سیب های قرمز درشت، به صورت ضایعات دور ریخته می شوند. بطور کلی حرکت عناصر غذایی به اندام های گیاهی از طریق آوندهای چوبی و آبکش و یا هر دو انجام می گیرد. بعضی از عناصر نظیر پتاسیم به راحتی می توانند هم در آوندهای چوبی و هم آبکشی حرکت کنند و به اندام های مورد نظر گیاه برسند، ولی بعضی از عناصر غذایی نظیر کلسیم نه تنها در آوندهای آبکشی حرکتی ندارند بلکه در آوندهای چوبی هم حرکت کندی دارند.

کلسیم  از طریق پلاسما بطور غیرفعال وارد سیتوپلاسم می گردد. میزان کلسیم وارده غالبا بیش از نیاز سیتوزول بوده و این مقدار زیادی از سیتوزول به آپوپلاست و یا به واکوئل ها، میتوکندری ها و یا به کلروپلاست ها پمپاژ می شوند. مطابق این وضعیت غلظت کلسیم در واکوئل ها به مراتب بیشتر از غلظت آن در سیتوزول می باشد. اگر این نوع پمپاژ جذب فعال می باشد تحقق نیابد، زیادی کلسیم در سیتوزول با فسفات سبب رسوب فسفات کلسیم نموده و اثر سمی دارد. واکوئل نیز زیادی کلسیم تولید رسوب اگزالات کلسیم می نماید.

کلسیم عملا فقط با آب انتقالی و نه با شیره آوند آبکش انتقال می یابد. مکانیزم این انتقال جریان جرمی است و واکنش های تبادلی نیز در آن دخالت دارند. چون قابلیت نفوذ کلسیم به درون سلول های آوند آبکش بسیار ناچیز است، بنابراین علاوه بر دشواری نفوذ کلسیم به درون آوند های آبکش، به دلایل درشتی کلسیم، آبدار بودن و نداشتن حامل، کلسیم نمی تواند در درون آوند آبکش جریان داشته باشد.

عدم انتقال کلسیم از طریق آوند آبکش به معنی غیر متحرک بودن کلسیم موجود در اندام های پیر گیاه می باشد و این کلسیم در صورت لزوم نمی تواند برای رشد بافتهای مریستمی مورد استفاده قرار بگیرد. این امر منتج بدان می شود که اندام های ذخیره ای که از شیره آوند آبکش تغذیه می شوند، کلسیم کمی داشته باشند. در این حالت عدم تغذیه کافی با کلسیم می تواند کمبود فیزیولوژیکی کلسیم را ایجاد نماید و استمرار این مسئله برای بسیاری از میوه ها و سبزی ها زیان آور می باشد. از طرف دیگر سیترات و مالات بعنوان آنیون های همراه برای انتقال کلسیم واجد اهمیت فراوان هستند. جابجای کلسیم از آوندهای چوبی به سلول ها و بافت های مجاور نیز بسیار کم و یک فرایند بسیار ضعیفی است و این نیز خود تایید کننده دشواری عبور کلسیم از دیواره سلولی می باشد. کلسیم دارای بار الکتریکی بوده و چون اندازه یون های آن درشت می باشد و از طرف دیگر ناقل نیز ندارد، بنابراین در درون آوندهای آبکش که دارای قطر کوچکتری نسبت به آوند های چوبی هستند، نمی تواند حرکت کند (کلسیم همراه با جریان تعرق بالا می آید). کلسیم به دلیل درشتی در درون واکوئل های سلول های زنده تثبیت شده و بدین ترتیب رسوب می نمایند و لذا نمی تواند از سلولهای برگ به داخل آوندهای آبکش وارد شود. به عبارت دیگر کلسیم بصورت حرکت توده ای در آوندهای چوبی حرکت می کند. سلول های آوند چوبی مرده است ولی در آوندهای آبکش چون سول هایش زنده است و این سلول های زنده محتوی واکوئل و سایر اندام های زنده و فعال هستند، بنابراین کلسیم در واکوئل های سلول های زنده آوند آبکش از طریق نفوذ در غشا سیتوپلاسمی و چسبندگی به دیواره غشا سلولی تثبیت گردیده و بدین ترتیب نمی تواند حرکت نماید. علت عدم تحرک کلسیم در آوندهای آبکش بطور عمده مربوط به درشت بودن اندازه یون، آبدار بودن آن، بار الکتریکی نسبتا قوی و فقدان ناقل آن در غشا سلول های آوند آبکش می باشد. زیادی کلسیم در سیتوپلاسم باعث رسوب پروتئین و جلوگیری از فعالیت منیزیم به دلیل خاصیت آنتاگونیسمی شده و نیز سبب رسوب فسفر به صورت فسفات کلسیم می گردد. با علم به مراتب فوق و نظر به اینکه کلسیم همراه با جریان تعرق بالا می آید و در مناطقی که درجه حرارت در طول تابستان بالا می باشد، حرکت و تجمع کلسیم عمدتا در برگ ها اتفاق می افتد و بدین ترتیب میوه هایی نظیر سیب، گلابی، هندوانه، توت فرنگی و گوجه فرنگی در صورت عدم تامین کلسیم مورد نیاز آنها از طریق محلول پاشی مکرر با کلرور کلسیم 3 الی 5 در هزار، با کمبود شدید کلسیم و افت کیفیت مواجه می گردند.

کلسیم در خاک: کلسیم به صورت کاتیون دو ظرفیتی جذب گیاه می شود و گیاه این عمل را به وسیله تبادل تماسی انجام می دهد. منشا کلسیم موجود در خاک ها از سنگ ها و کانی های تشکیل دهنده خاک می باشد و در تعدادی از کانی ها نظیر دولومیت و کلسیت، آپاتیت، فلدسپارهای کلسیمی و آمفیبولها وجود دارد، کلسیم موجود در این کانی ها از طریق هوازدگی آزاد شده و برای جذب در اختیار گیاه قرار می گیرد. علی رغم آنکه کلسیم به ویژه در خاک های آهکی یکی از فراوانترین عناصر است و 3/6 درصد پوسته زمین را تشکیل می دهد ولی مسیر حرکتی آن در گیاه دشوار و پیچیده می باشد، حرکت کلسیم فقط توسط آوندهای چوبی امکان پذیر است.

عدم پویایی کلسیم در گیاه: مشکلات فراوانی را برای کیفیت محصولات باغی و زراعی ایجاد نموده است. در مورد گیاهانی که بخش های گوشتی مثل میوه سیب و یا سطوح با روزنه کم دارند، تغذیه کلسیم از اهمیت بسیار زیادی برخوردار می باشد. کلسیم از طریق آوندهای چوبی منتقل می شود و لازمه رسیدن آن به بافتها تعرق است و در قسمتهایی از گیاه که تعرق کمتر است، کمبود کلسیم اتفاق می افتد و باید از طرق ممکن برای تامین کلسیم به قسمتهای با تعرق کم اقدام شود.

فرم های مختلف کلسیم در گیاه: قسمت عمده کلسیم بافت در آپوپلاست وجود دارد و بخش دیگر در تماس با دیواره های سلولی و به صورت قابل تبادل مشاهده می شود. کلسیم به صورت یک ترکیب ساختمانی در دیواره سلولی برای حفظ نفوذپذیری غشا پلاسمایی لازم است. کلسیم در دیواره های سلولی به صورت پکتات کلسیم وجود دارد که این ترکیب برای زنده ماندن سلول حیاتی است، همچنین مقدار زیادی از کلسیم در تیغه میانی، سطح خارجی غشا پلاسمالما، شبکه آندوپلاسمی  و واکوئل ها دیده می شود. غلظت کلسیم در سیتوزول بسیارپایین بوده و تشدید این امر را می توان به نفوذپذیری پایین غشای پلاسمایی، زیادی آب آبیاری و مصرف بی رویه کودهای نیتروژنه نسبت داد.

نقش کلسیم در گیاه: کلسیم در ساخت پروتئین میتوکندری دخالت دارد و با توجه به نقش میتوکندری ها در تنفس هوازی و جذب فعال تعداد زیادی از عناصر، می توان نتیجه گرفت که رابطه مستقیم بین کلسیم و جذب عناصر غذایی بوسیله گیاه وجود دارد. همچنین کلسیم مانع تجزیه کلروفیل و پروتئین ها شده و نهایتا سبب افزایش نفوذ پذیری غشای پلاسمایی می شود. کلسیم یکی ار عناصری است که باعث به تعویق افتادن پیری می شود و این عمل را با تاثیر در تولید اتیلن انجام می دهد. کلسیم در سنتز اتیلن در گیاه نقش بازدارنده را ایفا می کند که علت آن را نقش کلسیم در تعادل غشای سلولی می دانند.

نقش کلسیم در کنترل بیماری های پاتوژن: تاثیر کلسیم در کاهش بیماری های گیاهی به علت ممانعت کلسیم از فعالیت آنزیم پلی گالاکتوراز و دیگر آنزیم های پکتینی می باشد. در نتیجه، اثر آنزیم ها بر مواد پکتینی در تیغه میانی کمتر دیده شده و از حساسیت گیاه به بیماریهای گیاهی کم می شود. این موضوع در تعداد زیادی از گیاهان مشاهده می شود که می توان نقش کلسیم در کاهش فوزاریوم گوجه فرنگی، میخک و خربزه، حساسیت هیپوکوتیل لوبیا به Rhizactonia solani و سویا به Colletrichum dematium را نام برد. اما شاید مهم ترین اثر کلسیم در کنترل بیماریها، کاهش حساسیت گل رز به بیماری Botrytis cinerea بوجود می آید و مشکل عمومی و رایج گلخانه های گل رز می باشد. این پاتوژن گلها را آلوده می کند ولی گاهی اوقات باعث پوسیدگی ساقه های جوان نیز می شود. این بیماری عمدتا پس از برداشت بروز می کند و خطر آلودگی به این بیماری در شرایط مرطوب به مراتب بیشتر می باشد. بیشترین ضرر اقتصادی ناشی از Botrytis وقتی رخ می دهد که گلها در مرحله پس از برداشت و در شرایط حمل و نقل وجود داشته باشند. محققین رزهای برداشت شده را در محلول سه میلی بر لیتر کلسیم کلرید و کلسیم سولفات در دمای 20 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 60 درصد قرار دارند و سپس تمام گلها با سوسپانسیون قارچ  Botrytis cinerea تلقیح کردند.

نقش کلسیم در جلوگیری از بیماریهای فیریولوژیکی: لکه تلخی، آب گزیدگی، اسکالد، آردی شدن سیاه شدن و پوسیدگی گلگاه گوجه فرنگی و هندوانه را می توان با محلول پاشی کلسیم کنترل کرد. همچنین محلول پاشی کلرور کلسیم باعث افزایش استحکام ساقه گلهای بریده  ومیوه توت فرنگی می گردد. از موارد دیگر نیز می توان به کاهش سیاه شدن میوه های پوست کنده شده با محلول پاشی کلسیم و روی اشاره کرد.

بیماریهای فیزیولوژیکی ناشی از کمبود کلسیم : بیماریهای ناشی از کمبود کلسیم عمدتا در بافتهای مریستمی، ذخیره ای و بافت هایی که تبخیر کمتری دارند، دیده می شود. از این بیماری ها می توان به سوختگی نوک کاهو، سوختگی گلگاه در گوجه فرنگی و فلفل، لکه تلخی در سیب، قهوه ای شدن براکته ها در بنت القنسول، تیره و بی رنگ شدن اسپاتهای آنتوریوم، عدم توزیع مناسب کلسیم در گل رز و خمیدگی ساقه در میخک اشاره نمود. کمبود کلسیم بیشتر به علت عدم انتقال کلسیم به میوه ها، بافتهای ذخیره ای و ارگانهای با تبخیر کم اندامهای دارای روزنه کمتر مشاهده می شود. کمبود کلسیم باعث افزایش تولید اتیلن، تجزیه پروتیین ها، نفوذپذیری غشا پلاسمایی، تخریب تیغه میانی سلول ها و تغییرات زیاد در دیواره سلولی می شود. کلسیم در داخل گیاه فقط در آوندهای چوبی منتقل می گردد. بنابراین غلظت کلسیم در اندام های با تبخیر کم مانند گلها که عمدتا از طریق آوند آبکش تغذیه می شوند، پایین است. رشد زیاد اندام های با تعرق کم خطر کاهش مقدار کلسیم به پایین تراز حد بحرانی و ناکافی بودن کلسیم را برای تولید دیواره سلولی و تنظیم فعالیت غشای پلاسمایی افزایش می دهد. در مناطق خشک که مقدار تعرق زیاد است، مقدار انتقال کلسیم از طریق آوندهای چوبی به اندام های با تعرق بالا مثل برگ ها زیادتر می شود و در نتیجه انتقال کلسیم به میوه های گوشتی و یا اندام های با تعرق کم مثل براکته ها و گلها کافی نیست و احتمال بروز کمبود کلسیم بسیار زیاد می باشد. البته قابل ذکر است که شدت بروز علایم کمبود به رقم، مقدار مصرف کودهای آمونیومی و آب مصرفی بستگی دارد.

نقش کلسیم در ارتقا کیفیت میوه سیب: کلسیم یکی از عناصر ضروری برای رشد و نمو گیاه بوده و نقش مهمی در موجودیت و دوام گیاه دارد. این عنصر مهم ترین عنصر در کیفیت میوه سیب و بیشتر محصولات باغی مخصوصا از نظر سفتی و طول عمر انباری آن هاست. در غیاب کلسیم، بافت ها تمایل به جدا شدن دارند. تثبیت کلسیم بر روی قطب های لیپیدی اسید فسفولیپیدهای غشایی موجب نزدیک شدن این قطب ها به همدیگر می شود و به آنها خاصیت چسبندگی بیشتری می دهد. لذا کلسیم استحکام دیواره ها را افزایش می دهد.

نقش کلسیم در لهیدگی و افزایش میزان سفتی بافت میوه سیب سال هاست که شناخته شده است. همچنین مشخص است که لهیدگی و نرم شدن بافت میوه سیب خود زمینه ای برای افزایش اکسیداسیون مواد و قهوه ای شدن آنزیمی است. ناهنجاری های زیادی مانند لکه تلخی، لکه دار شدن مجاری عبور هوا، نقاط چوب پنبه، متلاشی شدن مجاری عبور هوا، شکاف خوردگی، متلاشی شدن در دمای پایین، متلاشی شدن درونی، متلاشی شدن در اثر پیری، لکه جاناتان و شفاف شدن پیرامون برگچه ها با کمبود کلسیم در سیب همراه است.

مهم ترین نقش کلسیم در میوه ها استحکام دیواره سلولی می باشد. علی رغم آهکی بودن خاکهای زراعی کشور و فراوانی کلسیم، به دلیل حرکت کند کلسیم که فقط در آوندهای چوبی انجام می گیرد، و توزیع غیر یکنواخت آن در اندام های مختلف گیاه، کمبود کلسیم در درختان میوه حتی به هنگامی که در برگها غلظت کلسیم فراتر از 1/5 درصد نیز باشد به وفور مشاهده می گردد. دلیل این عارضه را می توان در تبخیر و تعرق بیش از اندازه از برگ در مقایسه با میوه و غلظت پایین آن در میوه دانست. در مواردی که نقش کلسیم به اثبات رسیده عبارتند از: تعداد دفعات محلول پاشی کلرور کلسیم تابعی است از درجه حرارت، رطوبت نسبی، نیاز رقم، عملکرد و عمر درختان میوه و هر چه درختان جوان باشند نیاز کلسیمی آنها بالاتر خواهد بود. با محلول پاشی کلرور طول عمر انباری میوه های تازه خوری را افزایش می دهد. در آزمایشی از طریق محلول پاشی کلرور کلسیم، طول عمر گیلاس ها را در حد 40 روز در داخل یخچال معمولی افزایش داده شد. در صورت زیاده روی در مصرف آب آبیاری، کودهای نیتروژن دار ونیتراته پتاسیمی، غلظت کلسیم و مواد قندی کاهش می یابد. بنابراین لازم است با مصرف متعادل کودهای نیتروژنه و پتاسیمی و مدیریت صحیح آب و مصرف کلرور کلسیم، طول عمر انباری میوه ها را افزایش داد.

رابطه غلظت کلسیم با تشکیل اتیلن در میوه: با نگاهی به روابط بین زمان رشد میوه در طول تابستان و مقدار گاز کربنیک تولیدی و اعمال تفاوت بین زمان بلوغ Maturity و رسیدن میوه Ripening، برداشت به موقع سیب پیشنهاد می گردد. تشکیل اتیلن در میوه ها را می توان به وجود متیونین مربوط دانست. با انجام مرتب محلول پاشی کلرور کلسیم از تشکیل اتیلن ممانعت به عمل آمده و بدین ترتیب تولید اتیلن کاهش و نهایتا طول عمر انباری میوه های سیب افزایش می یابد.