فسفر در گیاهان

فسفر از عناصر اصلی مورد نیاز گیاه بوده و نیز مهمترین عنصر در تولید محصول می باشد فسفر در کلیهء فرایندهای بیو شیمیایی ، ترکیبات کارمایه زا و ساخت و کارهای انتقال کارمایه دخالت دارد

فسفر در گیاهان

مقدمه

فسفر از عناصر اصلی مورد نیاز گیاه بوده و نیز مهمترین عنصر در تولید محصول       می باشد. فسفر در کلیه^ء فرایندهای بیو شیمیایی ، ترکیبات کارمایه زا و ساخت و کارهای انتقال کارمایه دخالت دارد. افزون بر آن ، فسفر جزیی از پروتئین یاخته بوده و به عنوان بخشی از پروتئین هسته ، غشاء یاخته ای و اسیدهای نوکلئیک نقشی ویژه دارد. مقدار فسفر پوسته^ء جامد زمین حدود 12/0 درصد می باشد. مقدار فسفر خاک از 02/0 تا 50/0 درصد نوسان داشته ، و میانگین آن 05/0 درصد است. به همین دلیل ، غلظت فسفر در یاخته های گیاهی بسیار اندک ( حدود 2/0 درصد ) ، و تقریبا ً غلظت ازت و یا پتاسیم می باشد.

بر خلاف ازت ، ترکیبات فسفری تقریبا ً نامحلول بوده و به راحتی از نیمرخ خاک شسته  نمی شوند. مقدار فسفر قابل استفاده در زراعتهای مناطق نیمه خشک ، در مقایسه با نواحی مرطوب ، کمتر عامل محدود کننده به شمار می رود. معمولا ً هنگامی که اراضی مناطق خشک و نیمه خشک آبیاری شده و در انها کشت متمرکز[1] انجام گیرد ، کمبود فسفر چند فصل زراعی پس از کمبود ازت مطرح می شود. بطور کلی ، فسفر قابل استفاده^ء خاک در کشت متمرکز سریعا ً به مصرف رسیده و مقدار ان در خاک کاهش می یابد. در چنین شرایطی افزودن کودهای فسفاتی ، جهت نیل به عملکرد بالا ، ضرورت می یابد. کمبود فسفر ، فعل و انفعالات سوخت و ساز[2] ، نظیر تبدیل قند به نشاسته را متوقف ساخته ، و در نهایت آنتوسیانین ( رنگ ارغوانی ) در برگ تشکیل می شود.

جذب فسفر به مقدار کافی ، در اویل دوره^ء رشد گیاه ،اهمیتی بسیار دارد ؛ این اهمیت در اندامهای زایشی ، بیشتر مشهود می باشد. این عنصر در تشکیل بذر نقش اساسی داشته ، و به مقدار زیاد در بذر و میوه یافت می شود. فسفر عامل زودرشی محصولات ، بویژه غلـّات می باشد. از جمله نقشهای حیاتی فسفر در گیاه ، فسفریل شدن[3] می باشد. طی این واکنش ، عامل فسفات ، در یک واکنش انتقالی ، جابه جا می شود ؛ بدین ترتیب ، قدرت           واکنش دهندگی ترکیب دریافت کننده^ء فسفات افزایش می یابد. در واقع فسفریل باعث کاهش موانع کارمایه فعال سازی[4] گشته ، و در درون شبکه^ء گیاهی به شرایطی که از نظر ترمودینامیکی[5] نامساعد است ، چیره می گردد. در نتیجه ، شمار واکنشهایی که از نظر شیمیایی در نظامهای زنده ( موجودات زنده ) امکان پذیر است ، افزایش می یابد.

تبادلات فسفر در گیاه ، شامل سه مرحله^ء جدا از یکدیگر است. در مرحله^ء اول ، گیاه فسفات معدنی را جذب می کند. سپس این ماده در داخل گیاه با ملکولها یا بنیانهای آلی ترکیب       می گردد (فسفریل شدن ). در مرحله^ء دوم این ترکیبات ابتدایی ، عامل فسفریل را به سایر ملکولها انتقال می دهند. این مرحله را فسفریل شدن مبادله ای می گویند. در مرحله^ء سوم ، ترکیبات حدواسط فسفات یا پیروفسفات به وسیله^ء تجزیه آبی یا جانشینی یک بنیانآلی دیگر ، از انها جدا می شود. منبع اصلی کارمایه برای این واکنش ، کارمایه^ء توانی اکسیداسیون و احیاء می باشد.

اشکال مختلف فسفر در خاک :

فسفر در خاک به دو شکل آلی و معدنی یافت می شود. بخش الی آن در هوموس و مواد آلی ، و قسمت معدنی آن به صورت ترکیباتی با کلسیم ( در خاکهای آهکی ) ، آهن و آلومینیوم     ( در خاکهای اسیدی ) ، و سایر فلزات همراه است. این مواد به مقدار کمی در آب حل      می شوند. فسفاتها با رسها نیز ترکیب شده و بدین ترتیب نیز فسفر از حالت محلول خارج    می گردد.

به جز در خاکهای آلی ، مقدار فسفر معدنی در خاکها همواره بیشتر از فسفر آلی است. با این حال ، میزان فسفر آلی در افقهای سطحی خاکهای معدنی بیش از افقهای پایینی است. علت این امر ، انباشته شدن مواد آلی در بخشهای بالایی نیمرخ خاک می باشد. بطور کلی ، فسفر موجود در خاک را می توان به چهار دسته به شرح زیر تقسیم نمود :

1-    فسفری که به صورت یونها و ترکیبات محلول ، در محلول خاک یافت می شود؛

2-    فسفری که جذب سطوح مواد معدنی خاک شده است؛

3-    فسفری که به صورت بلوری ، و یا بی شکل ، در مواد معدنی خاک موجود است ؛ و

4-  فسفری که جزیی از مواد آلی خاک بوده و حتی در شرایطی می تواند تا 50 درصد از فسفر کل خاک را شامل شود. این فسفر یکی از اجزاء تشکیل دهنده^ء مواد الی خاک است.

مقدار فسفر در خاک سطح الارض ، حداکثر به 1000 کیلوگرم در هکتار بالغ می شود. این مقدار در مقایسه با 10 الی 40 کیلوگرم فسفری که به وسیله^ء محصولات زراعی برداشت می شود ، قابل توجه نیست. البته باید درنظر داشت که درصد بالایی از کل فسفر خاک به صورت غیرقابل استفاده^ء گیاه می باشد. غلظت فسفر در محلول خاک ، در مقایسه با ازت ، پتاسیم ، کلسیم و منیزیم ناچیز بوده ، حدود 5/0 میلی گرم در لیتر می باشد. مقدار فسفات محلول در بیش از 50 درصد خاکها و کمتر از 6/0 میلی گرم در لیتر می باشد. فراوانی نسبی هر یک از ارتوفسفاتهای اولیه ( H₂PO₄^¯) و ثانویه ( HPO₄^¯) بستگی به واکنش محیط (PH) داشته ، و در پ.هاش بازی ، یون ارتوفسفات ثانویه ، یون غالب را تشکیل   می دهند. گیاه فسفر مورد نیاز خود را عمدتا ً به صورت ارتوفسفات اولیه و مقدار کمی      ( 10/1) را نیز به شکل ارتوفسفات ثانویه جذب می کند. گیاهان قادرند علاوه بر ارتوفسفاتها ، بعضی از فسفاتهای آلی محلول را نیز تا حدودی جذب نمایند.

ترکیبات فسفری ، در پ. هاش کمتر و یا بیشتر از 5/6 ، تدریجا ً به صورت غیرقابل جذب درمی آیند. بیشترین جذب فسفر در پ.هاش 5/6 تحقق می یابد.

جذب فسفر به وسیله^ء ریشه^ء گیاه به روشهای حرکت توده ای[6] ، پخشیدگی[7] و تبادل تماسی[8] انجام می گیرد. به دلیل تحرک بسیار اندک فسفر در خاک ، ارتوفسفاتها عمدتا ً از طریق پخشیدگی به ریشه^ء گیاه می رسند. وجود آب برای پخشیده شدن یونها ضروری می باشد. با افزایش رطوبت خاک ، شدت پاشیدگی نیز افزایش می یابد.

فسفری که از طریق کود به خاک اضافه می شود ، عمدتا ً جذب سطوح ذرات خاک شده ، و کمتر به شکل مواد معدنی رسوب می کند. رسوب ، تنها در منطقه ای از خاک که کود مستقیما ً با آنجا در تماس بوده ، تشکیل می شود. این رسوب ، در خاکهای آهکی ، عمدتا ً به صورت نمکهای فسفات کلسیم می باشد.

آن مقدار فسفاتی را ، که طی 24 تا 48 ساعت پس از افزودن کود جذب می شود ، فسفات قابل دسترس[9] ، و بقیه را که در مدت زمانی بسیار طولانی به حالت تعادل می رسد ، فسفر غیرقابل دسترس[10] می نامند. بنابراین فسفات جذب شده در خاک را به دو بخش عمده^ء قابل و غیرقابل دسترس ، فسفات تثبیت شده در سطوح کانیها ، و ر بلوری شده تقسیم می کنند. بین فسفر قابل دسترس و غیرقابل دسترس تعادلی وجود دارد که چگونگی آن با کمک فسفر نشان دار ( P 32) تعیین می شود. در یک ازمایش مزرعه ای که 25 سال به درازا کشید ، Barber ( 1984) تعادل موجود بین فسفات قابل دسترس و غیرقابل دسترس را با روش رزین ها اندازه گرفت. وی در مزرعه ای با تناوب چهار ساله ، فسفر را همه ساله در سطوح 0 ، 11 ، 22 ، 44 کیلوگرم در هر هکتار ، به خاک اضافه می کرد. پس از گذشتن 17 الی 21 سال ، پخش فسفات را در قطعات مربوط به تیمارهای 22 و 44 کیلوگرم فسفر در هکتار متوقف ساخت. وی مقدار فسفاتی را که سالانه به وسیله^ء هر محصول برداشت  می شد ، و نیز مقدار فسفر قابل تبادل با رزین را اندازه گرفت. مقدار فسفر قابل استفاده ، در مزرعه ای که بدان هشت سال کود فسفری داده نشده بود ، بیش از انتظار بود. میزان فسفری که به وسیله^ء محصول از خاک جذب می شد 33/0 میلی گرم در هر کیلوگرم خاک بود (6 کیلوگرم در هکتار ). از این مقدار یک کیلوگرم در هکتار از فسفر قابل تبادل با رزین (فسفر محلول ناپایدار ) تأمین شده ، و بقیه ( 5 کیلوگرم در هکتار ) از فسفر غیرقابل دسترس خاک ، فراهم می آمد. هنگامی که فسفر خاک اندک بود ، به ازاء هر 20 کبیلوگرم فسفری که به وسیله^ء محصول بردشت می گردید ، فقط 1 کیلوگرم در هکتار از فسفر قابل تبادل با رزین کم می شد. بدین ترتیب مقدار خیلی زیاد ( 19 کیلوگرم در هکتار ) از فسفر غیرقابل دسترس وارد محلول خاک شده باشد.[11]

[1]- Intensive

[2]- Metabolism

[3]- Phosphirilization

[4]- Barrier energy of activation

[5]- Thermodynamics

[6]- Mass flow

[7]- Diffusion

 Interception contact-[8]

[9] - Labile : مقدار فسفری که ظرف 24 ساعت از سطوح قابل تبادل فاز جامد از طریق تبادل با یونهای دیگر ، وارد محلول خاک می شود.

[10]- Nonlabile

[11] - وقوع چنین حالتی در خاکهای آهکی ایرام ، که طی سالیان دراز بیش از نیاز گیاه کود فسفاتی دریافت کرده اند  نیز دور از انتظار نیست.

برچسب ها : فسفر در گیاهان , فسفر در گیاهان , پروژه , پژوهش , مقاله , جزوه , تحقیق , دانلود پروژه , دانلود پژوهش , دانلود مقاله , دانلود جزوه , دانلود تحقیق