محرک زیستی چیست؟
محرکهای زیستی (Biostimulants) و یا محرک های رشد گیاهی، مواد طبیعی، مصنوعی یا میکروارگانیسم زندهای هستند که با ایجاد تغییرات در فرآیندهای فیزیولوژیک گیاهان مانند تقسیم سلولی، تنفس، فتوسنتز، تنظیم هورمونی و غیره؛ موجب بهبود رشد گیاهان، افزایش عملکرد و کیفیت محصول و یا تحمل به تنش های غیر زنده میشوند. عنوانهای Biogenic Stimulants ; Metabolic Enhancers ; Plant Conditioners, Phytostimulators ; Biofertilizers که در منابع مختلف تغذیه گیاهی مورد استفاده قرار میگیرند، به نوعی بازگوکننده محرکهای زیستی هستند. این مواد یا بصورت تغذیه برگی (محلولپاشی) و یا بصورت خاک مصرف (کودآبیاری) قابل استفاده هستند. یک محرک زیستی خاص میتواند از طریق یک یا بیشتر از یکی از مکانیسمهای زیر افزایش تغییرات در گیاه را ایجاد کند:
- تحمل به تنشهای غیر زیستی به مانند شوری، خشکی، گرما و سرما
- افزایش دسترسی به مواد غذایی در خاک
- افزایش راندمان استفاده از کودهای شیمیایی و آلی
- بهبود ویژگیهای کمی و کیفی محصول
- امکان رشد در شرایط آلودگی مانند فلزات سنگین
اثر محرکهای زیستی بر خاک و کوددهی
زمانی که در یک سیستم زراعی و یا باغی بصورت فشرده و زیاد از کودهای شیمیایی استفاده شود و استفاده از کودهای آلی به مقدار کم در برنامه تغذیه و اصلاح خاک قرار بگیرد، سلامت خاک به خطر میافتد، تنوع زیستی خاک کاهش پیدا میکند، کارایی مصرف کودهای شیمیایی به حداقل میرسد و تأثیرات منفی زیستی محیطی افزایش پیدا میکند. اما با استفاده از محرکهای زیستی سلامتی زیستی و فیزیکی خاک افزایش پیدا خواهد کرد، تنوع زیستی خاک افزایش مییابد، کارایی استفاده از کودهای شیمیایی افزایش پیدا میکند و به حفظ محیط زیست کمک بسیاری خواهد شد. مزیت اصلی محرکهای رشد، از یک سو به حداقل رساندن مصرف نهادههای تولید (عمدتاً کودها و آفتکشها) و از سوی دیگر تقویت رشد و نمو گیاهان در طول چرخه زندگیشان با تکیه بر ویژگی هورمونی آنهاست.
در حال حاضر، تنشهای زنده و غیرزنده، یکی از دغدغههای مهم در توسعه کمی و کیفی گیاهان زراعی است و بخش قابل توجهی از هدر رفت منابع و کاهش عملکرد محصولات زراعی و باغی به دلیل تنشهای غیر زنده از جمله شوری و خشکی است. یکی از اهداف استفاده از محرکهای رشد، بهبود و افزایش بهره وری و عملکرد این گیاهان در شرایط تنش میباشد.
علی رغم مطالعات زیاد در زمینه محرکهای زیستی در سالهای اخیر، هیچ تعریف منظمی از دسته بندی محرکهای زیستی یا محرکهای رشد گیاهی در جهان وجود ندارد. با اینحال بر اساس نظر محققین، تولید کنندگان و مصرف کنندگان، دسته بندیای بر اساس منشاء ماده فعال آنها انجام شده است. این ترکیبات شامل موارد زیر میباشند:
- مواد هیومیکی
- عصاره جلبکهای دریایی
- اسیدهای آمینه و سایر ترکیبات پروتئینی
- مایه تلقیح میکروبی
- هورمونهای رشد
- نمکهای غیرآلی مانند فسفیت پتاسیم
- پلی یا الیگوساکاریدها به مانند کیتوزان و
- ویتامینها
مواد هیومیکی (اسید هیومیک و اسید فولویک)
مواد هیومیکی اجزای طبیعی مواد آلی خاک هستند که در نتیجه تعامل بین مواد آلی و میکروارگانیسمها ایجاد میگردند. مواد هیومیکی محلول نظیر اسید هیومیک و اسید فولویک نقشهای کلیدی در روابط خاک مانند قابلیت دسترسی عناصر غذایی، افزایش ظرفیت نگهداری آب، تبادل اکسیژن و کربن بین خاک و اتمسفر و تغییر و تبادلات مواد شیمیایی سمی ایفا میکنند. مواد هیومیکی میتوانند در تمامی گونههای گیاهی از جمله محصولات زراعی و درختان میوه باعث بهبود خصوصیات رشدی گردند.
از جمله اثرات مفید آنها عبارت است از بهبود توسعه سیستم ریشه، افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی خاک، افزایش جذب عناصر غذایی توسط گیاه، تنظیم pH خاک و افزایش ظرفیت بافر بودن خاک، افزایش مقاومت گیاه به تنش شوری و خشکی، افزایش فعالیت میکروارگانیسمهای مفید خاک و بهبود ساختمان خاک. با توجه به نقشی که از کاربرد ترکیبات هیومیک داریم، #مقدار هیومیک اسید برای هر درخت و یا در هر گیاه زراعی باید مد نظر قرار بگیرد.
عصاره جلبکهای دریایی
استفاده از جلبک دریایی تازه به عنوان ماده آلی و کود در کشاورزی از زمانهای قدیم شناخته شده است منتها نقش آن به عنوان محرک زیستی و محرک رشد بودن ثابت شده است. در حال حاضر سالانه مقداری بالغ بر 40 میلیون تن از جلبکهای دریایی جهت عصارهگیری برای تولید محرک رشد، اصلاحکننده خاک و کودهای مکمل تغذیه در کشاورزی مورد استفاده قرار میگیرد. پلی ساکاریدها، الیگوساکاریدها، آلجیناتها، کاراژینازها و محصولات تجزیه آنها از اجزای مهم عصارههای جلبکهای دریایی هستند که بر فرآیندهای فیزیولوژیک گیاه تأثیرگذارند. اغلب گونههای جلبک که از آنها عصارهها تهیه میشوند به شاخه جلبکهای قهوهای تعلق دارند مانند آسکوفیلوم، فوکوس و لامیناریا که گونههای اصلی هستند.
فواید عصاره جلبک دریایی
عصاره جلبکهای دریایی بر خاک و گیاه تأثیر میگذارند. این عصارهها به عنوان کلاتکننده، بهبود جذب عناصر غذاییی توسط گیاه و بهبود دهنده ساختمان و تهویه خاک عمل میکنند. افزایش تشکیل ریشههای جانبی، حجم کل ریشه و طول ریشه گیاه در شرایط استفاده از عصاره جلبک دریایی، به وجود هورمونهای گیاهی مانند اکسین و سیتوکنین در عصاره جلبک دریایی نسبت داده شده است. تحریک غیر مستقیم رشد ریشه به دلیل افزایش جمعیت میکروارگانیسمهای مفید خاک در حضور عصاره جلبک دریایی وجود دارد. استفاده از عصاره جلبک دریایی سبب افزایش تحمل به تنشهای خشکی، شوری و دمایی میشود. در عصاره عمده جلبکهای دریایی 16 تا 17 اسید آمینه وجود دارد که مهمترین آنها بتائین و گلایسین بتائین هستند، بنابراین عصاره آنها میتواند ملکولهای مرتبط به تنش مانند سیتوکنین، پرولین و آنتی اکسیدانتها را در گیاه افزایش دهد.
اثرات مصرف اسیدهای آمینه و سایر ترکیبات پروتئینی
کاربرد #اسید آمینه در کشاورزی و مدیریت تغذیه گیاه در طی سالهای اخیر افزایش پیدا کرده است. اسیدهای آمینه و ترکیبات پپتیدی از هیدرولیز آنزیمی و شیمیایی مواد پروتئینی، پسماندهای آلی گیاهی و جانوری تولید میگردند. ترکیبات حاوی اسید آمینه با افزایش مقاومت در برابر تنشهای غیر زنده مانند شوری و گرما، افزایش جذب عناصر غذایی با افزایش ظرفیت کلات کنندگی خاک و افزایش فعالیتهای زیستی در گیاه موجب افزایش کارایی و عملکرد فتوسنتز و تولید انرژی در گیاه میشوند. همچنین نقش مؤثری در بهبود کیفیت محصول، از جمله طعم، رنگ و اندازه دارد.ریشه گیاهان قادر به جذب اسیدهای آمینه هستند. جذب برگی آنها نیز گزارش شده است. گیاهان پس از جذب اشکال مختلف نیتروژن، 85% را به اسیدهای آمینه ساختمانی و غیر پروتئینی، که همگی انرژی بر هستند، تبدیل میکنند. بنابراین در زمان هایی که گیاه در رشد سریع رویشی قرار دارد، مصرف مستقیم اسیدهای آمینه منجر به ذخیره انرژی و رشد مناسب و به هنگام گیاه میگردد. ترکیبات پروتئینی دو گروه اصلی هستند.
انواع اسیدآمینه و ترکیبات پروتئینی و تاثیرات آنها
یکی هیدرولیزهای پروتئینی که ترکیبی از پپتیدها و آمینواسیدهای با منشاء حیوانی یا گیاهی هستند. اسیدهای آمینه اصلی در این ترکیبات شامل آلانین، آرژینین، گلایسین، پرولین، گلوتامات، گلوتامین، والین، متیونین و لوسین است. البته ترکیبات غیر پروتئینی موجود در مواد هیدرولیزی نیز دارای اثرات تحریک کنندگی در رشد گیاهان هستند. دوم اسیدهای آمینه خاص بصورت خالص یا ترکیبی از دو یا چند اسید آمینه هستند. کاربرد اسیدهای آمینه بصورت ترکیبات خالص در خاک نظیر تریپتوفان و متیونین، با افزایش تولید اکسین و اتیلن در خاک و بافت گیاه و همچنین افزایش جمعیت ریزجانداران مفید، رشد گیاه را بهبود میبخشند.
مایه تلقیح میکروبی و تاثیرات آن
ترکیب حاوی میکروارگانیسم (باکتری یا قارچ یا مخمر) است که در تماس با بذر یا سطح ریشه یا خاک سبب افزایش فراهمی عناصر غذایی، افزایش وزن و حجم ریشه و افزایش ظرفیت جذب عناصر غذایی میشود. ترکیبات زیستی را میتوان به عنوان مکمل کودهای شیمیایی به گیاهان داد. مایه تلقیح میکروبی عمدتاً شامل باکتریهای آزادزی، قارچهای مفید کنترل کننده گسترش بیماریهای خاکزی و قارچهای میکوریزی هستند که از محیطهای متنوعی مانند خاک و بقایای گیاهی استخراج میشوند. با توجه به اثرات مفید قارچهای میکوریزی در افزایش کارایی عناصر غذایی، تعادل آب در گیاه و محافظت از گیاه در برابر تنشهای زنده و غیرزنده، علاقه روزافزون به استفاده از این قارچها در کشاورزی پایدار وجود دارد. در بین ترکیبات زیستی محرک رشد، اثرات مفید باکتریهای آزادزی نیز ثابت شده است، از جمله تثبیت غیر همزیستی نیتروژن، محلول کردن مواد غذایی، کلات کردن عناصر غذایی خصوصاً آهن. دسترسی کم به شکلهای فسفر در خاک، مشکل مهمی در سیستمهای کشاورزی کشور میباشد. جنسهای متنوعی از باکتریهای سودوموناس و باسیلوس و آزوسپریلوم حل کننده فسفر هستند که با ترشح اسیدهای آلی و تولید آنزیم فسفاتاز انجام میشود.
دستورالعملهای مهم در استفاده از ترکیبات محرک زیستی در تغذیه گیاه
در رابطه با استفاده از هر کدام از محرکهای زیستی ملاحظاتی به صورت اختصاصی مربوط به نوع ماده محرک زیستی وجود دارد؛ اعم از اختلاط پذیری آنها با کودها یا آفتکشها و زمان مصرف مناسب هر کدام بسته به مرحله رشدی گیاه یا شرایط محیطی رشد گیاه. منتها بطورکلی برای همه انواع محرکهای زیستی الزاماتی وجود که در زیر ارائه شده است:
- کاربرد آنها به تنهایی در کودآبیاری و یا محلولپاشی مزیت نسبی آنها را کاهش خواهد داد و بهتر است همراه عناصر غذایی در ترکیبات شیمیایی یا آلی مورد استفاده قرار بگیرند.
- با توجه به کارکرد و مرحله رشدی گیاه مورد استفاده قرار گیرد.
- در بسیاری از مواد خصوصاً کاربرد تلقیح کنندههای میکروبی، از کاربرد همزمان با سموم خودداری شود و فاصله زمانی کاربرد آنها با سموم رعایت شود.
- کاربرد کودهای آلی پیش از استفاده از آنها، عملکرد آنها را افزایش خواهد داد.
منابع:
- جلالی قباد، فیروزبخت زینب، علیزاده حمیدرضا، سیدی نسرین. 1404. ارزیابی قابلیت های زیستی برخی باکتری های محرک رشد گیاه به عنوان کود زیستی چندمنظوره. مطالعات علوم محیط زیست, 10 (2): 10377-10390.
- غفاری نژاد سید علی، نورقلی پور فریدون، غیبی محمدنبی. 1399. محرک های رشد گیاهی، نقش آنها در فیزیولوژی گیاه، جذب عناصر غذایی و مقابله با تنش های محیطی، مجله مدیریت اراضی، 8 (1)، 47-67.
- میرزاپور، محمد هادی، نائینی محمد رضا، نورقلی پور فریدون. 1402. آشنایی با محرک های رشد گیاهی و نقش آنها در بهبود عملکرد محصولات کشاورزی در شرایط تنش شوری. انتشارات موسسه تحقیقات آب و خاک.
در سبد محصولات کودی فلونیا انواع کودهای آلی حاوی ترکیبات محرک رشد بصورت خالص و یا همراه با دیگر ترکیبات کودی وجود دارد که قرار دادن آنها در برنامه تغذیه گیاه بصورت محلولپاشی و کودآبیاری موجب افزایش کارایی مصرف مواد غذایی و افزایش عملکرد محصول خواهد شد.
