مکانیسم جذب عناصر غذایی از طریق اندام‌های هوایی

مکانیسم جذب عناصر غذایی از طریق اندام­های هوایی

جذب عناصر غذایی توسط برگ­ها در سه مرحله صورت می­گیرد:

1 – نفوذ مواد غذایی از پوستک (کوتیکول) تا دیواره سلولی

2 – جذب سطحی روی غشاء پلاسما

3 – عبور از غشاء پلاسمایی و ورود به سیتو پلاسم

برای درک بهتر چگونگی نفوذ مواد، ساختمان و عمل لایه پوستک را توضیح می­دهیم:

ساختمان و عمل لایه پوستک

لایه خارجی سلول­های اپیدرمی با پوستک پوشیده می­شود. پوستک به­طور معمول از سه لایه تشکیل شده است؛
بیرونی ترین لایه پوستک، موم است که موم روپوستکی نامیده می­شود این موم توسط سلول­های اپیدرمی ترشح و دارای زنجیره طویلی از الکل­ها ، ستون­ها و اسیدهای چرب با زنجیره طولانی می­باشند. زیر این لایه، لایه­ای از کوتین آغشته به موم قرار دارد کوتین مخروطی از زنجیره طویل اسیدهای چرب است. خواص فیزیکوشیمیایی کوتیکول در قسمت خارج و داخل آن متفاوت است و به طرف داخل خواص آبدوستی آن افزایش می­یابد. (قسمت خارجی آن آبگریز است) لایه کوتینی شده حاوی اسکلت سلولزی است که با کوتین، موم و پکتین اندود شده است. پوستک ، وظایف متعددی دارد وظیفه عمده آن حفاظت برگ از اتلاف آب توسط تعرق است. وظیفه دیگر این لایه، محافظت مواد آلی و معدنی گیاه در مقابل شستشو با باران است. باید توجه داشت که مواد معدنی و سایر
محلول­ها توسط آوندهای چوبی موجود در آپوپلاست وارد سلول­ها می­شوند، بنابراین مانع خروج آب می­شود. پوستک در مقابل حمله آفات و امراض و کنترل دمای گیاه نیز نقش مهمی دارد.

نحوه نفوذ مواد غذایی به داخل سول­های برگی

در مورد چگونگی ورود مواد از پوستک، نظریات مختلفی وجود دارد. عده­ای معتقدند که میکرو فیبریل­های پلی ساکاریدی به صورت پیوسته از سطح خارجی برگی تا دیواره سلولی اپیدرمی امتداد می­یابد و مواد از طریق این­ها نفوذ می­کند ولی جدیدترین نظریه در مورد نفوذ مواد که مورد تائید اکثر دانشمندان است، این است که نفوذ موادی با وزن مولکولی پایین (قند و عناصر معدنی) و تبخیر آب از میان پوستک از طریق روزنه­های هیدروفوبیک موجود در پوستک صورت می­گیرد قطر این روزنه­‌ها تقریبا یک نانومتر و تراکم آنها حدود 1010 روزنه در سانتی­متر مربع می­باشد این روزنه­ها برای مواد محلول مثل اوره (شعاع مولکولی 44.0 نانومتر) قابل نفوذند اما برای مولکول­های درشت­تر مثل کلات­های (Fe-EDTA) غیر قابل نفوذند. در طول این روزنه­ها بارهای منفی (احتمالا از اسید پلی گالاکتورناز) آرایش یافته­اند که مقدار بارهای منفی از سطح خارجی برگ به طرف داخل افزایش می­یابد بنابراین نفوذ کاتیون­ها در طول این شیب الکتریکی در حالی که آنیون­ها پس زده می­شوند افزایش یافته است. در نتیجه جذب کاتیون­ها از برگ سریعتر از آنیون­ها است (NH₄⁺ در مقابل NO₃^–). برای مولکول­های بدون بار مثل اوره نفوذ خیلی سریعتر است علاوه بر این روزنه­ها ، یک رشته روزنه نیز در اطراف سلول­های نگهبان استمات­ها وجود دارد که نه تنها از نظر ضخامت با سایر روزنه­ها فرق می­کنند بلکه از نظر نفوذ پذیری نیز خواص متفاوت دارند و عمدتا محل­هایی­اند که مولکول­های درشت مثل Fe-EDTA از طریق آن نفوذ می­کنند. استمات­ها در محل جذب مواد غذایی از طریق برگ چندان مشارکتی ندارند. به خاطر این­که الف- پوستک روی سلول­های نگهبان و حفره استماتی نیز وجود دارد.
ب- اندازه قطرات آب به دلیل کشش سطحی به­مراتب بزرگتر از روزنه استمات می­باشد. ج- ثابت شده است که سرعت نفوذ مواد در شب­ها که استمات­ها بسته­اند خیلی بیشتر از روز است مواد غذایی از سطح برگ تا غشاء پلاسمایی به طریق انتشار حرکت می­کند و از غشاء به داخل سلول نیز همانند جذب در ریشه­ها عمل می­کند.

عوامل مؤثر در جذب مواد غذایی از طریق اندام­های هوایی

• نور، دما و رطوبت نسبی:

عوامل محیطی، جذب مواد محلول پاشی شده را با نموکوتیکول و غیره تحت تأثیر قرار می­دهند. مقدار کوتین و موم در شدت نور بالا ، بیشتر از شدت نور پایین است. در آلو با افزایش شدت نور در طول فصل، این لایه ضخیم­تر
می­شود. دمای بالا، توسعه برگ و مقدار موم را افزایش می­دهد رطوبت نسبی هوا اگر کم باشد سبب خشک شدن سریع محلول از سطح برگ­ها می­شود و در نتیجه از مقدار جذب می­کاهد.

• سن، سطح برگ و گونه گیاهی:

به دلایل زیر جذب عناصر محلول پاشی شده از برگ­ها و اندام­های جوان بهتر صورت می­گیرد:

_ ضخامت لایه پوستک در اندام­های جوان کمتر بوده، در نتیجه نفوذ بهتر صورت می­گیرد.

_ سلول­های جوان قدرت متابولیکی بالایی داشته، می­توانند مواد جذب شده را متابولیته کنند و هم­چنین قدرت جذب بالایی دارند.

_ با مسن شدن سلول، نفوذ پذیری غشاء پلاسما افزایش یافته، مواد موجود در داخل سلول به آپوپلاست نفوذ
می­کند در نتیجه سلول به مواد محلول پاشی پاسخ نمی­دهد.

_ سطح پایین برگ نسبت به سطح بالایی آن، قدرت جذب بیشتری دارد و هم­چنین نوع موم موجود درسطح برگ در جذب مواد مؤثر است. گونه­های گیاهی با توجه به ساختمان پوستک سلول­های اپیدرمی، پاسخ­های متفاوتی نسبت به محلول پاشی دارند. مثلا هسته دارها به محلول پاشی اوره و سایر عناصر غذایی کمتر جواب می­دهند در مقابل محلول پاشی در سیب به نحو مطلوبی مؤثر است.

وضعیت تغذیه­ای گیاه

زمانی­که گیاه دچار کمبود عنصری باشد با محلول پاشی آن عنصر، جذب بیشتر و سریعتر است. موقعی که ازت به مقدار زیاد در شیره سلولی گیاه موجود باشد محلول پاشی ازت تأثیر زیاد در رشد و نمو آن نخواهد داشت ولی به هر حال در صورت تغذیه مطلوب گیاه با عناصر غذایی اصلی، جذب عناصر کم مصرف با سهولت بیشتری انجام خواهد گرفت.

ترکیب شیمیایی و pH مواد مصرفی

ترکیبات مختلف یک عنصر به مقادیر مختلف جذب می­شوند مثلا جذب منیزیم از سولفات منیزیم هشت درصد، از نیترات منیزیم 71 درصد، از کلرور منیزیم 64 درصد، از استات منیزیم 32 درصد  و از فسفات منیزیم چهار درصد است جذب بعضی ازمواد معدنی توسط برگ­ها و میوه به pH محلول بستگی دارد. جذب اوره توسط برگ­های سیب در 6/6- 4/5 = pH حداکثر، در 8 = pH متوسط در 3/7 = pH حداقل است. بهترین pH لازم برای جذب کلسیم هفت است و ماکزیمم جذب فسفر در 6-5 = pH و در پتاسیم و فسفات در محدوده 8-7 می­باشد. اضافه نمودن اوره به محلول­های حاوی فسفر، منیزیم، آهن و مولیبدن جذب آن­ها را در گونه های مختلف گیاهی افزایش می­دهد.

مویان­ها

قابلیت خیس شوندگی سطح برگی به زاویه تماس بین قطره­ی مایع و سطح برگ بستگی دارد. مصرف مویان­ها سبب کاهش کشش سطحی آب می­شود و سطح تماس محلول و سطح برگ را افزایش می­دهد و در نتیجه جذب نیز افزایش خواهد یافت.