ایجاد مقاومت در گیاهان در مقابل آفات و بیماری های گیاهی با مدیریت تغذیه ای مناسب 

گیاهان مانند همه موجودات زنده براي ادامه حيات، رشد و توليد كمي و كيفي مطلوب نياز به تغذيه متناسب و متعادل در مقاطع زماني مناسب دارند. تغذيه گياهان از دو طريق خاك و برگ انجام مي‌پذيرد. در خاک بطور طبیعی عناصر متعددی وجود دارد که گیاهان نیازهای خود را از آن تامین می‌کنند ولی برخی از  این عناصر در طی دوره رشد و نمو گیاهان بقدر کافی وجود ندارند.

مواد غذایی معدنی در رشد و توسعه گیاهان و دیگر میکروارگانیسم ها از اهمیت ویژه ای برخوردار ند و در مقابله گیاه در برابر بیماری ها نقش بسزایی ایفا می کند.  هر یک از عناصر غذایی در پاسخ گیاه به بیماری به صورت مثبت یا منفی تاثیر گذار می باشد. تغذیه گیاهی ممکن است از طریق تغییرات متابولیسم گیاه، روی حساسیت بیماری ها تاثیرگذار باشد، در نتیجه می تواند محیط مساعد یا نامساعد را برای توسعه بیماری فراهم کند. زمانی که یک بیمارگر گیاه را آلوده میکند، فیزیولوژی گیاه به خصوص جذب، انتقال و استفاده مواد غذایی را تحت تاثیر قرار می دهد. بیمارگرها ممکن است عناصر غذایی را در خاک و یا در بافت آلوده بلوکه کند. همچنین ممکن است با انتقال و یا مصرف عناصر غذایی، باعث القای کمبود یا مسمومیت در گیاه می شوند. بیمارگرها ممکن است با مصرف مواد غذایی، دسترسی گیاه به عناصر غذایی را کاهش دهد. (ارتباط با ما)

و در نتیجه باعث افزایش حساسیت گیاه به آلودگی می شود. بیمارگرهای خاکزاد با ایجاد آلودگی در ریشه، منجر به کاهش توانایی جذب آب و مواد غذایی گیاه می شوند و در نتیجه کمبودها ممکن است منجر به ایجاد آلودگی های ثانویه به وسیله دیگر بیمارگرها شود. بیماری های گیاهی می توانند سیستم آوندی و در نتیجه انتقال آب و عناصر غذایی را مختل کنند. که این عفونت ممکن است منجر به گرسنگی ریشه، پژمردگی و زوال گیاه شود حتی اگر بیمارگر به خودی خود ایجاد مسمومیت کشنده ای نکند.

تغذیه کودی

علاوه بر کربن ، هیدروژن  و اکسیژن که گیاهان از طریق تثبیت دی اکسید کربن به وسیله فتوسنتز و جذب آب از طریق ریشه گذاری روی مقاومت و یا حساسیت گیاه به ابتلا به بیماریها و یا آفات و نیز بر میزان رشد و عملکرد آن تاثیر گذار است. (رهروان رویش سبز)

با وجود این که مقاومت به بیماری ها به صورت ژنتیکی کنترل میشود اما فاکتورهای محیطی نیز در آن نقش بسزایی ایفا می کنند. بعضی از ژنهای مقاومت به بیماری در گیاهان تنها به وسیله محرکهای زیست محیطی خاصی فعال می شود. عناصر غذایی یکی از عوامل محیطی است که می تواند به راحتی در کنترل سیستم های کشاورزی اثرات قابل توجهی بگذارد. به منظور کنترل بهتر آفات و بیماری ها، دانستن اثرات تغدیه ای گیاه بر مقاومت گیاه به بیماری ها اهمیت قابل توجهی پیدا می کند. عناصر غذایی معدنی از دو طریق روی مکانیسم مقاومت اولیه تاثیرگذار می باشد:

1) تشکیل موانع مکانیکی، که عمدتا از طریق ایجاد دیواره سلولی ضخیم تر می باشد.

2) ساخت ترکیبات دفاعی طبیعی، از جمله فیتوآلکسینها؛ آنتی اکسیدان ها و فلاونیدها که گیاه را در برابر بیمارگرها حفاظت می کنند.

بالانس عناصر غذایی در مرکبات به شکل هرم غذایی به تصویر کشیده شده است که عناصر مطلوب برای رشد مقاومت گیاه به عوامل بیماری را در خود دارد. تقابل بین گیاه و بیماری و آفات پیچیده می باشد. به هرحال، نقش عناصر غذایی در تعامل میزبان-بیماری به خوبی تثبیت شده است. تشخیص این تعاملات برای کنترل و محدود کردن آفات و بیماری ها با استفاده از برنامه کودی بسیار مفید می باشد.

 

  اهميت PH در تغذيه گياه

۱) PHکمتر از ۵ و ۵/۵ باعث اسيدي شدن خاک و حلاليت زياد بعضي ازعناصر غذايي و در نتيجه مسموميت گياه مي‌شود. عناصري مانند آهن، آلومينيوم و منگنز و …

۲) PH خيلي زياد خاك، باعث کمبود بعضي از عناصر خاك مي‌شود.

۳) PH خاک بر رشد و فعاليت موجودات زنده تاثير مي‌گذارد.

۴) PH خاک بر حلاليت عناصر غذايي تاثير مي‌گذارد.

۵) PH خاک بطور مستقيم يا غير مستقيم رشد گياه را تحت تاثير قرار مي‌دهد.

خاک نبايد شور باشد و موجودات ذره‌بيني مفيد باید به تعداد کافي در خاک وجود داشته باشند مانند باکتري‌ها و قارچها. علاوه بر آن بايستي به مقدار کافي عناصر غذايي داشته باشد، يعني از لحاظ بيولوژيكي متناسب باشد يا به عبارت ديگر حاصلخيز باشد. (ارتباط باما)

عناصر غذايي موجود در خاک معمولاً بصورت کاتيون يا آنيون توسط گياه جذب مي‌شود و نسبت مناسبي بايد بين عناصر غذايي وجود داشته باشد در غير اينصورت گياه دچار مشکل مي‌شود.

واقعاً اگر خاک خصوصيات مناسبي داشته باشد مي تواند بطور مستقيم يا غيرمستقيم رشد گياه را تحت تاثير قرار بدهد و اگر عوامل مضر و زيان آور در خاک وجود داشته باشند باعث محدود شدن رشد گياه مي‌شوند.

گاهي خاك را بطور طبيعي در اختيار داريم و گاهي مجبوريم در بعضي شرايط، خاک را با اضافه يا کم کردن موادي بطور مصنوعي حاصل خیز کنيم. بعنوان مثال در باغباني معمولاً براي پرورش گل بايد مواد آلي خاک زياد باشد در غير اينصورت بايستي از طريق اضافه کردن کود حيواني يا ماده ديگر، ماده آلي خاك را افزايش بدهيم. اگر بافت خاک مناسب نباشد مي‌توانيم مقداري ماسه يا خاک اضافه کنيم و خاکي که بافتش سنگين است تعديل شود و بافتي مناسب بوجود آيد.

نقش برخی از عناصر غذايي در بروز و بهبود بیماری های گیاهی

نقش نیتروژن در گیاهان

یكی از رایج ترین اثرات متقابل بین عناصر غذایی و بروز بیماری، رابطه بین افزایش مقدار نیتروژن و تشدید بیماری در گیاه است . تغذیه مناسب با نیتروژن قادر است گسترش بیماری را مهار نماید. جذب كافی نیتروژن برای ایجاد ساختارهای گوناگون از جمله پروتئین ها و آنزیم ها ضروری است که در رشد و مقاومت به بیماری دخالت دارند. زیرا مشاهده شده است در شرایطی که مقدار نیتروژن از سطح بهینه خود فراتر می رود، مقدار تركیبات ضد قارچی گیاه كم می شود. شدت تغذیه و تولید مثل حشرات مكنده بر روی گیاهانی زیاد می شود که مقدار آمینو اسید آن ها فراوان است. این امر در شرایطی رخ می دهد که گیاهان با كمبود پتاسیم، روی یا افزایش نسبی نیتروژن مواجه هستند. از آنجایی که برخی از حشرات مكنده مانند شته ها حامل بیماری هستند بدین ترتیب عدم تعادل در نیتروژن منجر به مشكلات بیشتری در بروز بیماری ها می شود. در گزارشی مشخص شده است که استفاده از كودهای روی در كشت شاهی آبی، به كنترل قارچ عامل پوسیدگی منتهی شد. این قارچ وكتور ویروس لکه برگی كلروتیك نیز است. بنابراین كود روی، هم قارچ و هم ویروس را كنترل كرد. همچنین سیب زمینی هایی به Alternaria solani حساس می باشند که دارای كمبود نیتروژن یا فسفر بودند. استفاده بیش از اندازه از كود نیتروژنی، سبب افزایش رشد رویشی می شود و همین امر فراوانی بیماری های گوناگون را زیاد می كند. كود نیتروژنی در مقادیر مناسب فراوانی بیماری پاخوره را در جو و گندم كم می كند و افزایش مقدار نیتروژن حساسیت ریشه های منفرد را به بروز بیماری پاخوره افزایش می دهد. زیرا نیتروژن اضافی سبب تولید سریع ریشه های تاجی در گیاه می شود که همین امر شرایط را برای رشد قارچ ها و تخریب این نوع ریشه ها فراهم می كند. نیتروژن اضافی سبب تسریع رشد بافت های آبدار (گوشتی) و دیواره های سلولی نازک شده و حساسیت گیاهان را به الودگی افزایش می دهد. همچنین نیتروژن اضافی قادر است ضخامت گیاه را افزایش داده و با ایجاد هوای مرطوب در اطراف گیاهان بروز بیماری را سرعت دهد و قادر است بلوغ را به تاخیر انداخته، ایجاد و گسترش بیماری را افزایش دهد. به دو دلیل نیتروژن اضافی، دامنه و شدت بیماری را افزایش می دهد. ارتباط با ما

تعادل در كود نیتروژنی و پتاسیمی (N:K) اغلب منجر به بهبود تغذیه و مهار اثرات بیماری می شود.  سهم نسبی هر یك از آن ها متغیر است.  به هر حال زمانی که ذخیره نیتروژن در تعادل با پتاسیم نیست، عملكرد و كیفیت محصول دچار اختلال می شود. نسبت N:Kبحرانی مشخصی وجود ندارد که بتواند بیماری ها را مهار نماید. از این رو لازم است كشاورزان از برنامه های كود دهی صحیح بر پایه ازمون خاک آنالیز گیاه و ردیابی بیماری به منظور تعیین تعادل غذایی مناسب استفاده نمایند.

نقش پتاسیم در گیاهان

شاید پتاسیم موثرترین عنصر، در بین تمام عناصر غذایی باشد که بیماری ها و آفات گیاهی را تحت تأثیر قرار می دهد. این عنصر تقریبا در تمام عملكردهای سلولی دخالت دارد و تنظیم كننده فعالیت آنزیم ها است. بررسی ها نشان داده است تغذیه مطلوب پتاسیمی، سبب افزایش مقاومت گیاه به الودگی های نماتدی می شود. محققین در گزارشی با بررسی ۵۳۴ منبع خاطر نشان نمودند که پتاسیم در ۶۵ درصد موارد، موجب بهبود سلامت گیاه و در ۲۳ درصد موارد برای سلامت گیاه زیان آور بوده است (برخی از اثرات زیان آور می تواند به علت غلظت بالای پتاسیم باشد که همین امر جذب منیزیم، كلسیم و یا نیتروژن آمونیومی را كاهش می دهد). همچنین بیان نمودند پتاسیم در ۷۰ درصد از موارد، بیماری های قارچی و باكتریایی، در ۶۰ درصد از موارد حمله حشرات و كرم ها و نیز در اكثر موارد اثرات نماتدها و ویروس ها را كم می كنند. اثر پتاسیم بر عملكرد محصول می تواند براساس نوع عامل بیماری زا تغییر نماید.

نقش كلسیم در گیاهان

كلسیم جزء ساختاری دیواره های سلولی و سایر غشاهای گیاه است. در چنین شرایطی، كلسیم نقش اصلی در تمامیت و عملكرد این ساختارها بازی می كند. كمبود كلسیم در گیاهان سبب ایجاد ساختارهایی می شود که مقاومت كمی در برابر آلودگی ارگانیسم های بیماری زا نشان می دهند. دیواره های سلولی به سادگی سدی برای آلودگی نیستند. زمانی که به درستی عمل كنند، عبور قند و سایر تركیبات را بین سلول ها و بخش های دیگر سلول تنظیم می كنند. زمانی که مقدار كلسیم پایین است، انتقال قندها از درون سلول به فضاهای بین سلولی در بافت گیاهی زیاد می شود. سطوح قند بالا در این بخش ها منجر به افزایش شانس آلودگی و رشد عوامل بیماری زا می شود.

کلسیم مقاومت به آنزیم های درون ریز موجودات را با ثابت نگهداشتن دیواره غشاء سلول ها افزایش می دهد. به عبارت دیگر کلسیم به خوبی میتواند با تقویت تیغه میانی دیواره سلولی از تاثیر آنزیمهای عوامل بیمارگر جلوگیری نماید و آنها را در برابر نفوذ به بافتهای گیاهی ناکام گذارد.

نقش آهن در گیاهان

با وجود آن که مدارک زیادی حاكی از آن است که آهن علیه برخی از بیماری ها فعال می باشد لیكن در گروه های یكسانی با پتاسیم، منگنز، مس و روی قرار داده نشده است. شواهد نشان می دهد عوامل بیماری زای گیاهی عموما به آهن بالایی نیاز دارند . برخی از مطالعات نشان دادند که رقابت برای آهن بین گیاهان عالی و عوامل بیماری زا عاملی در آلودگی گیاهان عالی است. آهن به تولید و سم زدایی رادیكال های اكسیژنی و پراكسید هیدروژن كمك می كند و بنابراین آسیب به سلول های گیاهی را محدود می كند. برخی از بررسی ها نشان داده اند که افزایش قابلیت دسترسی به جذب آهن می تواند در واقع شدت بیماری ها را زیاد كند . برای مثال بوسیله اهن مقاومت گوجه فرنگی به پژمردگی فوزاریومی كم می شود بدون این که رشد و نمو قارچ ها را تحت تاثیر قرار دهد. در این مورد آهن همچنین جوانه زنی اسپور قارچ را تحریك می كند. در سایر بررسی ها نتایج نشان داد آهن مكمل، دامنه و شدت بیماری پاخوره را در گندم و جو افزایش می دهد.

نقش سلیسیوم در گیاهان

اگرچه سلیسیوم در فهرست عناصر غذایی ضروری قرار ندارد اما در كاهش بیماری در برخی گیاهان سودمند است. مدارک نشان می دهد که یكی از مكانیسم هایی که این عنصر اعمال می كند افزایش سد فیزیكی گیاه در برابر آلودگی است.  افزایش سلیسیوم در گیاهان مشكل حشرات مكنده، نظیر شته ها یا پوره های برگی را زیاد می كند. كاهش تغذیه بوسیله این حشرات می تواند در جلوگیری و گسترش بیماری های ویروسی كمك نماید. همچنین گزارش كردند سلیسیوم نقش فعال تری در مهار بیماری بازی می كند. برخی بررسی ها نشان داد که محل های بدون آلودگی نسبت به محل های آلوده شده دارای مقادیر زیادتری سلیسیوم هستند.

این افزایش مقدار سیلیسیوم عاملی در مهار آلودگی بوده و این عنصر به محل آلودگی منتقل می شود. برخی بررسی ها همبستگی بین تجمع تركیبات فنلی در اطراف جایگاه های آلودگی و تجمع سلیسیوم در اطراف جایگاه های مشابه را نشان داده اند. سلیسیوم می تواند نقشی در انتقال تركیبات فنلی مهار كننده آلودگی داشته باشد. سلیسیوم در كنترل بیماری های زیر سودمند است.

تحقیقات صورت گرفته:

تغذیه گیاهی پایه اولیه ی در استراتژی مدیریت تلفیقی آفات می باشد. تجارب و مطالعات گسترده ای که در کشور وجود دارد نشان داده است که تغذیه گیاه با ترکیبات سیلیسیمی میزان خسارت زایی آفات خصوصا آفات مکنده را به طرز بسیار چشمگیری در گیاهان مختلف زراعی و باغی کاهش می دهد. به عنوان مثال در مطالعه ای نشان داده شد که میزان الودگی درختان پسته تغذیه شده با سیلیسیم به پسیل پسته به میزان 80 درصد کمتر از درختان شاهد است که این تغذیه در آنها صورت نگرفته بود. و یا آنکه تغذیه پتاسیمی منجر به افزایش فشار شیره نباتی و از بین بردن لارو پوستخوارهای درختان میوه در درختان مبتلا میگردد.

بر اساس تحقیقات صورت گرفته عنصر پتاسيم موجب ترميم سريع زخم هاي گياه می شود و بر فعاليت پاتوژن هایی كه از طريق زخم ها نفوذ مي كنند تاثير مي گذارد. گیاهان دچار کمبود پتاسیم نسبت به حشرات و بیماری ها حساستر بوده و دریافت مناسب پتاسیم در گیاهان باعث افزایش مقاومت به آفات و بیماری ها می شود. پتاسیم با تنظیم مسیرهای متابولیکی گیاه بویژه مسیرهای متابولیکی ساخت ترکیبات فنلی، کربن و نیتروژن و تولید اکسیژن فعال می تواند باعث افزایش مقاومت به بیماری های گیاهی شود. بر طبق تحقیقات انجام شده شته های سویایی که روی گیاهان دچار کمبود پتاسیم رشد کرده بودند توانایی تولید جمعیت های موسس بیشتری را در مقایسه با شته های رشد کرده روی گیاهان دارای سطوح مناسب پتاسیم داشتند. مصرف پتاسیم در مزارع باعث کاهش میزان آلودگی و طغیان 70% بیماری های قارچی، 69% بیماری های باکتریایی، 63% میزان آلودگی به حشرات و کنه ها و 41% آلودگی های ویروسی در مزارع می شود و از طرف دیگر باعث افزایش 42% تولید محصول در گیاهان آلوده به بیماری های قارچی،  افزایش 57% تولید هنگام ابتلا به بیماری های باکتریایی، افزایش 36% تولید در هنگام حمله حشرات و کنه ها و نهایتا افزایش 36% تولید محصول گیاهان آلوده به بیماری های ویروسی در مقایسه به گیاهان مزارع آلوده بدون کاربرد کود پتاس می شود . از سوی دیگر متوازن بودن سطح پتاسیم در گیاهان باعث افزایش مقاومت گیاه نسبت به استرس های سرمایی می شود.

بيماري بوته ميري جاليز ( Phytophthoradrechsleri) يکي از مهمترين بيماري هاي خيار مي باشد. شدت بيماري با مديريت تغذيه گياه بخصوص ميزان نيتروژن، فسفر، پتاسيم و کلسيم کاهش مي يابد. افزايش ميزان نيتروژن و کاهش ميزان کلسيم حساسيت به این بيماري را افزايش می دهد در حالیکه افزايش ميزان فسفر و ميزان پتاسيم حساسيت به بيماري را کاهش داد. بیماری پوسیدگی ذغالی خربزه phaseolina) Macrophomina) یکی از مهم ترین بیمـاری هـای خربـزه در ایـران می باشد.  تغذیه گیاه می تواند روی شدت بیماری های گیاهی از جمله بیماری پوسیدگی ذغالی اثر داشته باشد. افـزایش میزان ازت باعث افزایش حساسیت به بیماری و کاهش میزان ازت باعث کاهش میزان حساسیت نسبت به بیماری می شود. افزایش میـزان فسفر وکاهش میزان پتاسیم به طور معنی داری باعث افزایش بیماری می گردد و همچنین افزایش میزان کلـسیم باعـث کـاهش شـدت بیماری می شود. براین اساس مدیریت تغذیه گیاه یک فـاکتور مهـم درکـاهش شـدت بیمـاری M . phaseolina در ارقـام مختلف خربزه می باشد. توازن بين سه عنصر اصلي نيتروژن، فسفر، پتاسيم در گياه براي رشد عادي حشره اهميت حياتي دارد. وجود نيتروژن زياد در گياه معمولا باعث افزايش بقاء و رشد سريعتر حشره مي گردد.

تاثیر تغذیه گیاهی در مقابله با استرس های زنده و غیر زنده مباحثی بسیار پیچیده و چند جانبه است که به تازگی مورد علاقه محققین در کشور به صورت گسترده تر از گذشته قرار گرفته است. آنچه بیش از همه چیز واضح است آن است که در شرایط کشاورزی پر استرس امروز ایران زمین، محدودیت استفاده از سموم دفع آفات نباتی، کمبود شدید منابع آبی، مهمترین و آسانترین و سریعترین روش افزایش در آمد در بخش کشاورزی، بهبود تغذیه گیاهی و متعادل نمودن آن با استفاده از نهاده های کارآمد و سازگار با شرایط امروزی کشت در ایران زمین است.