در سال 1891 منیزیم به عنوان عنصر ضروری مورد نیاز گیاه شناخته شد و در سال 1912از این عنصر برای جلوگیری از بروز علائم کمبود در مرکبات استفاده گردید و طی چندین دهه گذشته، منیزیم نیز مانند ازت، فسفر و پتاسیم در کودپاشی درختان میوه جایگاه مهمی را کسب نموده است.
منیزیم یکی از عناصر ضروري رشد گیاه است و وظایف متعددي در گیاه عهده دار است. تعداد زیادي از آنزیمهاي گیاه توسط منیزیم فعال میشوند. در برخی آنزیمها نظیر ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز وجود کاتیونی مثل منیزیم براي اتصال بین آنزیم و ماده اولیه لازم است. منیزیم براي آنزیم پلیمراز نیز لازم است و از همین طریق به تشکیل RNA در هسته کمک میکند. در واقع این عنصر سبب برقراري پیوند بین رشتههاي مجزاي DNA و خنثی کردن پروتئینهاي موجود در زمینه هسته میشود.
همچنین عنصر منیزیم اتم مرکزي مولکول کلروفیل است (دینگ و همکاران، 2008). در واقع اولین مرحله ساخت کلروفیل، اتصال منیزیم به ساختمان پورفیرین توسط آنزیم کاتالاز- منیزیم میباشد. این آنزیمها براي فعال شدن به ATP و منیزیم نیاز دارند (ایگامبریدیو و کلکزوسکی، 2003). بسته به وضعیت تغذیهاي گیاه بین 6 تا 25 درصد کل منیزیم در کلروفیل قرار دارد و ۵-۱۰ درصد باقی مانده در پکتات دیواره سلولی برگها وجود دارد، یا به شکل نمک هاي کم محلول (نظیر فسفات) در واکوئل رسوب کرده است. معمولا منیزیم ذخیره شده در واکوئل براي پایدار نگهداشتن این عنصر در سیتوپلاسم (هموستاسیس) لازم است.
به علاوه منیزیم موجود در واکوئل براي توازن کاتیون-آنیون و تنظیم تورم سلولی اهمیت دارد (تورنر و همکاران، 2010). از دیگر نقشهاي منیزیم در گیاه، میتوان به همآوري زیرواحدهاي ریبوزومی و تشکیل پروتئین اشاره کرد (ماتیوس، 2009). بیش از 25 درصد پروتئین هاي سلولهاي برگ در کلروپلاست قرار دارد. به همین دلیل، کمبود منیزیم تأثیر قابل ملاحظهاي بر اندازه و ساختمان و کارکرد کلروپلاست، مثلاً انتقال الکترون در اکوسیستم نوري دوم دارد (مارچنر، 1995 و خوشگفتارمنش، 1386). از نقشهاي اساسی منیزیم میتوان به تأثیر آن در تقسیمبندي کربوهیدراتها و ماده خشک تولیدي بین ریشه و شاخساره اشاره نمود (کاکماك، 2008). همچنین در صادرات مواد فتوسنتزي از منبع به اندامکهاي مخزن نقش دارد و کاهش آن سبب افزایش تجمع کربوهیدراتها در برگهاي منبع میشود (هرمانز و همکاران، 2004).
علایم کمبود و بیشبود منیزیم در گیاهان
علایم کمبود منیزیم بستگی به گونه گیاهی و فاکتورهاي دیگري از قبیل شدت نور دارد (برگمن، 1992 ). در شرایط کمبود منیزیم به سبب انتقال مجدد این عنصر از برگهاي بالغ به جوان، علایم کمبود در برگهاي مسن ظاهر می شود. در گیاهان دچار کمبود، کربوهیدرات هاي غیر ساختمانی شامل نشاسته و قندها در برگها انباشته میشود و ماده خشک گیاه افزایش مییابد. در این شرایط انتقال کربوهیدراتها به ریشه کاهش مییابد، رشد آنها به شدت کم میشود و در نتیجه نسبت وزن خشک شاخساره به ریشه افزایش مییابد. برگهاي دچار کمبود منیزیم حساسیت بالایی به نور دارند و علایم کلروز و نکروز در آنها با افزایش شدت نور، تشدید میگردد (کاکماك، 2008). کمبود این عنصر سبب کاهش کلروفیل و زردي برگهاي پایینی نهالهاي ذرت میشود و کوتوله شدن گیاه اتفاق میافتد. در گیاهان دانه ریز، نظیر گندم نیز کمبود منیزیم، کوتاه قدي و زرد شدن را باعث میشود. علامت مشخص کمبود منیزیم در پنبه این است که برگها قرمز ارغوانی میشوند ولی رگبرگها سبز میماند. علایم کمبود ابتدا در برگهاي پایینی پنبه ظاهر میشود و برگها پیش از بلوغ ریزش میکند. ریزش برگها سبب کاهش فتوسنتز و در نتیجه کاهش رشد رویشی گیاه میگردد و میوهها به اندازه کافی رشد نمیکند، عملکرد پنبه و دانه نیز به شدت کم میشود. در بوتههاي سیبزمینی برگ بوتههاي فقیر از منیزیم روشنتر است. در کمبودهاي نه چندان شدید این علایم محدود به برگهاي پایینی میگردد و بخشهاي بالایی سالم میماند. در مراحل پیشرفتهتر، بخشهاي مرکزي برگهاي منفرد و بین رگبرگها نیز دچار کلروز میشود و روي آنها مناطق کوچک قهوهاي ظاهر میگردد. برگهاي پایینی فقیر از منیزیم، شکننده و ترد میشوند. این علایم شبیه زرد شدگی ناشی از افزایش سن برگها است. در بوتههاي گوجهفرنگی کاشته شده در محلول غذایی فقیر از این عنصر، برگها بسیار ترد و شکننده هستند و به سمت بالا تاب میخورند. در کرفس این کمبود یک حالت غیر طبیعی ژنتیکی (مثل ابلق شدن) در گیاه ایجاد میکند. کمبود منیزیم در خیار، کدو، خربزه و لوبیا سبز نیز سبب قهوهاي و ابلق شدن برگها میشود. علایم کمبود در برگهاي چغندر به صورت کلروز لکهاي بین رگبرگها است که از نوك و حاشیه برگ شروع میشود و با تشدید کمبود، قسمتهاي زرد رنگ تبدیل به لکه مردگی میشود. ابتدا حاشیه برگها و سپس بین رگبرگها نکروزه میگردد و برگهاي مسنتر از بین رفته و ریزش میکند (خوشگفتارمنش، 1386). وقتیکه غلظت یک یون در گیاه از حد آستانه فراتر میرود سبب ایجاد حالت سمیت در گیاه میشود. تجمع بیش از حد منیزیم، در جذب یا متابولیسم عناصر ضروري دیگر مثل کلسیم و پتاسیم اختلال ایجاد میکند و رشد گیاه را به صورت معکوس تحت تأثیر قرار میدهد. از رشد ریشه جلوگیري مینماید و در میتوکندري سلولهاي ریشه مانع فعالیت آنزیمهاي مختلف میگردد (کایاما و همکاران، 2005 ). با افزایش غلظت منیزیم تولید ماده خشک در ریشه و شاخساره به شدت کاهش مییابد (رانی و جوز، 2009 و بهرامی، 1388 ). احتمالا با افزایش منیزیم، جذب آهن نیز دچار اختلال میشود و در مسیر بیوسنتز کلروفیل تأثیر میگذارد و مقدار آن را کاهش میدهد (بهرامپور، 1385 ).
روش رفع کمبود منیزیم
کمبود منیزیم در گیاه را می توان از طریق مصرف املاح محلول منیزیم دار در خاک و یا به صورت محلولپاشی روی گیاه برطرف نمود. رفع کمبود از طریق خاک مستلزم زمان بیشتری است. درختانی که علائم منیزیم در آنها ظاهر می شود اثرات کمبود کود مصرفی در خاک جهت رفع کمبود در فصل بعد ظاهر شده و گاهی ممکن است درمان کامل تا 5 سال یا بیشتر، زمان لازم داشته باشد. از طرف دیگر رفع کمبود از طریق محلول پاشی در مدت چند روز امکان پذیر بوده اما دوام کمتری داشته و به همین دلیل برای تاثیر کامل کود باید محلول پاشی را چندبار تکرار نمود.در فلوریدا درختان مرکبات در خام شنی با PH اسیدی، منیزیم مورد نیاز خود را از دولومیت مصرفی برای اصلاح PH خاک تامین می نمایند. ریتز و همکاران(1974) گزارش دادند در صورتیکه از گوگرد برای کنترل آفات و دولومیت برای کنترل PH در محدوده 6 یا بیشتر استفاده شود، برای رفع کمبود منیزیم مصرف کودهای منیزیمی ضرورتی ندارد. در صورت بروز علائم کمبود منیزیم می توان از سولفات یا اکسید منیزیم استفاده کرد یا مقدار دولومیت مصرفی را تا نیم برابر افزایش داد تا علائم کمبود برطرف شود. در فلوریدا برای رفع کمبود منیزیم از نیترات منیزیم با غلظت 26/1 کیلوگرم منیزیم در 1000لیتر آب برای محلول پاشی استفاده می شود.
منابع طبیعی منیزیم در خاک
منابع طبیعی منیزیم در خاک کانیهای سیلیکانی مانند بیوتیت به فرمول(AlSi3O10)(OH)2 K(Mg,Fe)، الیوین(MgFe) SiO4 دارای 48/8 درصد منیزیم و سرپانتین (Mg6Si4O11(OH)6,H2O) با حدود 20 درصد منیزیم می باشد. مسکویت و مونت موریلونیت نیز دارای مقداری منیزیم هستند. دولومیت، سنگ آهک، منگنیت (MgCo3)و اپسومیت (MgSo4,7H2O) از منابع مهم منیزیم بخصوص در مناطق خشک می باشد. منیزیم موجود در کانیها بر اثر تجزیه و تخریب کانی آزاد شده و وارد فاز محلول خاک می شود. شدت آزاد سازی منیزیم در خاکهای مختلف یکسان نیست. منیزیم آزاد شده یا بوسیله گیاه جذب می شود یا جذب کلوئیدهای خاک گشته و یا مجددأ بصورت کانیهای ثانویه رسوب می کند یا ممکن است در معرض آبشویی قرار گیرند.
فرم قابل جذب منیزیم توسط گیاه
منیزیم به صورت کاتیون دو ظرفیتی Mg++ توسط گیاه جذب می شود.
مواد منیزیم دار:
این عنصر به صورت های مختلف مانند دولومیت، سولفات منیزیم( نمک اسپوم)، سولفات پتاسیم منیزیم و اکسید منیزیم به خاک داده می شود.
| نام ماده |
فرمول شیمیایی |
درصد منیزیم |
| دولومیت |
CaCO3 + MgCO3 |
متغیر تا 23/7 درصد غیر محلول در آب |
| سولفات منیزیم |
MgSO4 |
98/ 15 |
| سولفات پتاسیم منیزیم |
50 درصد K2SO4
30 درصد Mg2SO4
|
85/ 10 |
| نیترات منیزیم |
Mg(NO3)2 |
95/ 18 |
| اکسید منیزیم |
MgO |
19/ 36 |
کود سولفات منیزیم
کود سولفات منیزیم (Magnesium Sulphate) یک کود شیمیایی ارزشمند برای تامین دو عنصر منیزیم و گوگرد در مراحل اولیه رشد گیاهان است. کود منیزیم سولفات برای بهبود رشد گیاهان و در فازهای تولید بسیار موثر است و به تولید کلروفیل کمک می کند. کود سولفات منیزیم و سایر محصولات نظیر کلات منیزیم 7% در کیفیت و عملکرد محصول نیز اثر می گذارد بخصوص اگر کمبود این عنصر شدید باشد مدت زمانی طول خواهد کشید تا محصول خوبی حاصل گردد. زیرا شاخه هایی که به دلیل کمبود، خشک شدند نیاز به زمان برای احیا دارند.
تاثیر کاربرد کودهای حاوی منیزیم بر گیاهان
منیزیم و سایر عناصر غذایی با توجه به دخالت در فرآیندهاي مختلف بیوشیمیایی درون سلولهاي گیاهی نقش غیر قابل انکاري دارند. هر عامل ثانویهاي که سبب غیر قابل دسترس بودن این عنصر شود، سبب ظهور علائم کمبود میگردد که میتواند به کاهش عملکرد و غلظت این عناصر در اندامهاي مختلف گیاه منجر شود. بنابراین با مصرف عناصر غذایی از جمله منیزیم در گیاهان علاوه بر افزایش تولید، میتوان شرایط را براي بهبود کیفی و کمی محصول، تولید بذر قوي و افزایش بهرهوري فراهم نمود (ملکوتی و طهرانی، 1379). محلولپاشی منیزیم همراه با عناصر ریزمغذي بور، مولیبدن و منگنز در ابتداي گلدهی لوبیا سبب افزایش عملکرد دانه، وزن هزاردانه و تعداد غلاف در بوته شد (زیولیک و همکاران، 1992). محلولپاشی سولفات منیزیم عملکرد دانه در گیاه نخود را نیز به طور قابل توجهی افزایش داد (تاکاس-هاجس و کیس، 2004). نتایج پژوهش انجام شده توسط یعقوبی و همکاران (1388). بیانکننده افزایش عملکرد دانه و تعداد غلاف در بوته در گیاه عدس به واسطه کاربرد کود سولفات منیزیم میباشد. رهام و همکاران (1389). در بررسی تأثیر روشهاي مختلف کاربرد کود سولفات منیزیم و رقم بر عملکرد و اجزاي آن در عدس بیان کردند تیمارهایی که در آنها کود سولفات منیزیم به صورت خاك کاربرد و محلولپاشی اعمال گردید از نظر تعداد غلاف در بوته اختلاف معنیداري با شاهد داشت.
همچنین محلولپاشی توأم منیزیم و بور سبب بهبود عملکرد دانه سویا گردید و کاربرد هر یک به صورت منفرد تأثیري بر عملکرد نداشت. کاربرد توأم این دو عنصر سبب افزایش تعداد غلاف در ساقههاي اصلی به میزان 18 درصد و در شاخههاي فرعی به میزان 44 درصد گردید (رینبوت و بلوینس، 1995).
مصرف کود سولفات منیزیم براي افزایش عملکرد ذرت نیز مفید گزارش شده است (ملکوتی و مشایخی، 1376). در بررسی اثر عناصر منیزیم و نیتروژن در گیاه آجووان، کاربرد ترکیبی منیزیم و نیتروژن باعث افزایش شاخصهاي اجزاي عملکرد و عملکرد بذر در بوته این گیاه شد (وهاب و محمد، 2007 ). در آزمایش افضلیچالی و بابایی (1390) بیشترین عملکرد دانه کلزا در تجزیه مرکب دو ساله از تیمار 200 کیلوگرم در هکتار مصرف منیزیم به دست آمد.
در گزارش گنجهاي و گلچین (1390) بیشترین عملکرد توتفرنگی در محیط کشت هیدروپونیک از مصرف 24 میلیگرم در لیتر منیزیم به دست آمد.
با توجه به مطالب ارائه شده و اهمیت عنصرمنیزیم در رشد و سلامت گیاه، شرکت داریا تجارت نیک سپهر مجموعه ای از کودهای حاوی درصد قابل توجهی از این عنصر را برای رفع سریع عوارض ناشی از کمبود منیزیم ارائه کرده است.
