اثر تغذیه بر روی آفات و بیماری های گیاهی

تا قبل از جنگ جهانی اول، کنترل آفات و بیماری ها با ترکیی از کشت مناسب، تناوب زراعی و مواد معدنی مانند گوگرد و مس انجام می شد. در طول جنگ جهانی اول، تحقیقات زیادی در مورد استفاده از مواد شیمیایی برای کنترل آفات و بیماری ها در محصولات کشاورزی انجام شد که منجر به یک انقلاب کشاورزی شد. پس از آن آفات و بیماری ها کنترل شدند ، تولید مواد غذایی ایمن تر شد و بازده افزایش یافت. سال ها بعد بود که انسان ها از اثرات جانبی این مواد شیمیایی بر سلامت انسان و محیط زیست آگاه شدند. همه مواد شیمیایی بد نیستند، و بدون کنترل مناسب آفات و بیماری ها نمی توان جهان را تغذیه کرد. با این حال، برخورد مسئولانه و به حداقل رساندن استفاده از آفت کش ها در جایی که امکانش هست مهم است. مدیریت بیماری‌های گیاهی و آفات با استفاده از آفت‌کش‌های شیمیایی نگرانی‌های جدی در مورد ایمنی مواد غذایی، کیفیت محیطی و مقاومت به آفت‌کش‌ها ایجاد می‌کند. این نگرانی ها نیاز به روش های جایگزین برای مدیریت بیماری ها و آفات گیاهی را لازم می سازد. عناصر غذایی که گیاهان با آنها  تغذیه می شوند ، می توانند بر تحمل بیماری یا مقاومت گیاهان در برابر آفات تأثیر بگذارد. این فرسته بر روی تأثیر تامین عناصر غذایی بر بیماری های قارچی و باکتریایی گیاه و همچنین آفات تمرکز دارد.

 بسته به ماده مغذی، وضعیت تغذیه گیاه، گونه های گیاهی و نوع پاتوژن یا آفت، تغذیه می تواند بر مقاومت یا تحمل گیاه نسبت به آفات و بیماری ها یا شدت حمله پاتوژن ها و آفات تأثیر بگذارد. گیاهانی که وضعیت تغذیه ای بهینه دارند، بالاترین مقاومت را در برابر بیماری ها دارند . با انحراف وضعیت تغذیه ای از این وضع بهینه، این حساسیت افزایش می یابد. تغذیه فراهم آوردن مواد شیمیایی مورد نیاز موجودات زنده برای رشد، نگهداری بافت، تولید مثل و حفظ این عملکردها است. تغذیه می تواند میزان مقاومت یا حساسیت به آفات را تعیین کند. از میان چندین عنصر غذایی گیاهی، تنها 17 عنصر برای رشد و نمو مناسب گیاهان ضروری است که هر یک نقش مهمی در رشد آنها ایفا می کنند. نیتروژن بعلت افزایش رشد رویشی منبع غذایی خوبی را برای حشرات فراهم می آورد. البته این امر بدلیل کاهش غلظت ترکیبات دفاعی مبتنی بر کربن نیز می باشد. پتاسیم مقاومت بالایی در برابر حشرات آفات ایجاد می کند. سطوح بالای پتاسیم باعث افزایش متابولیسم ترکیبات ثانویه وکاهش تجمع کربوهیدرات ها و آسیب های گیاهی ناشی از حمله آفات حشره ای می شود. فسفر نیز جذب حشرات به گیاهان را کاهش می دهد. درشت مغذی های ثانویه و ریز مغذی ها مانند کلسیم، روی و گوگرد نیز جمعیت آفت را کاهش می دهند. در بین عناصر معدنی، سیلیکون در مقاومت گیاه در برابر آسیب آفات نقش دارد. اثرات غیرمستقیم شیوه‌های کوددهی که از طریق تغییر در ترکیب مواد مغذی محصول انجام می‌شود نیز بر مقاومت گیاه در برابر بسیاری از آفات تأثیر می‌گذارد. نیاز به غذاهای سالم تر، توسعه تکنیک هایی را برای افزایش مقاومت گیاه در برابر حشرات گیاهخوار ضروری می سازد.

در سال های اخیر اهمیت کشاورزی پایدار به یکی از مهم ترین مسائل کشاورزی تبدیل شده است. بیماری های گیاهی نقش محدود کننده عمده ای در تولیدات کشاورزی ایفا می کنند. کنترل بیماری های گیاهی با استفاده از آفت کش های کلاسیک نگرانی های جدی در مورد ایمنی مواد غذایی، کیفیت محیطی و مقاومت به آفت کش ها ایجاد می کند که نیاز به روش های جایگزین مدیریت آفات را ضروری می سازد. مواد مغذی می توانند بر تحمل بیماری یا مقاومت گیاهان در برابر عوامل بیماری زا تأثیر بگذارند. با این حال، گزارش‌های ضد و نقیضی در مورد تأثیر عناصر غذایی بر بیماری‌های گیاهی وجود دارد و بسیاری از عوامل مؤثر بر این پاسخ به خوبی شناخته نشده‌اند.

مثلث گیاه و بیماری نشان می دهد که برای اینکه یک بیماری اتفاق بیفتد، به یک پاتوژن، یک میزبان حساس و یک محیط مساعد نیاز می باشد. ایجاد اختلال در هر یک از این موارد باعث کاهش مشکل می شود.

مواد مغذی سیستم های دفاعی گیاه را تقویت می کنند

 موانع مکانیکی (به عنوان مثال، دیواره سلولی، بشره یا اپیدرم و غیره) اولین خط دفاعی گیاهان در برابر حشرات و بیماری ها هستند. بدون مواد مغذی مانند کلسیم، بور، روی و سیلیکون، این موانع ضعیف، بد شکل و بی اثر خواهند بود. پتاسیم و منگنز مسئول تسهیل آزادسازی مواد شیمیایی دفاعی هستند که به حفظ گیاهان در برابر هجوم آفات کمک می کند، فرآیندی که به عنوان مقاومت اکتسابی سیستمیک  شناخته می شود.

اثرات سطوح پایین مواد مغذی

 در مقاله‌ای که توسط تیموتی اسپان و آرتور شومان نوشته شده است و  توسط سرویس ترویجی دانشگاه فلوریدا منتشر شده ، نمونه‌ای از پسیل مرکبات آسیایی (Diaphorina citri) ارائه شده است که ناقل بیماری سبزینگ است. این حشره شیره‌خوار تمایل دارد به سمت سطوح بازتابنده زرد جذب شود. زرد شدن برگها متاسفانه یکی از عوارض کمبود نیتروژن، آهن، پتاسیم، منیزیم، گوگرد و روی است.

راه های مختلفی وجود دارد که از طریق آن تامین یا غلظت مواد مغذی گیاه بر حمله بیماری ها و آفات گیاهی تأثیر می گذارند. تامین مواد مغذی ، مقاومت گیاهان را در برابر عوامل بیماری زا و آفات با تغییر رشد و ترکیب بافت (مانند غلظت ترکیبات محلول یا ترکیبات دفاعی) تغییر می دهد. بسته به پاتوژن/آفت و ماده مغذی، عرضه مواد مغذی برای رشد مطلوب گیاه ممکن است بروز بیماری را افزایش یا کاهش دهد، کلسیم از طریق اثر تثبیت کنندگی خود بر روی دیواره های سلولی، از تهاجم پاتوژن جلوگیری می کند. سیلیکون و منگنز نقش مهمی در واکنش دفاعی به عفونت یا حمله دارند، در حالی که N و K اثر خود را عمدتاً از طریق تعدیل غلظت ترکیبات محلول در بافت‌های گیاهی اعمال می‌کنند.

کلسیم نقش کلیدی در شناسایی مهاجمان بیماری زا در غشای پلاسمایی و پایداری غشاهای زیستی ایفا می کند و کمبود آن در بافت های گیاهی باعث افزایش حساسیت گیاهان به بیماری های انگلی ، در طول ذخیره سازی می شود. کلسیم موجود در گیاه برای ساختن کلسیم پکتات استفاده می شود - این امر تعیین می کند که دیواره های سلولی چقدر قوی هستند و در برابر حمله حشرات و بیماری ها چقدر مقاوم هستند. بسیاری از بیماری ها در بسیاری از محصولات با داشتن کلسیم کافی در بافت گیاه قابل پیشگیری هستند. کلسیم یک ماده غذایی اصلی کنترل کننده بیماری می باشد. پتاسیم هم نقش مهمی در سرکوب حشرات و بیماری ها دارد. گیاهان دارای کمبود پتاسیم بسیار مستعد ابتلا به بیماری ها هستند.  پتاسیم اضافی نیز بسته به وضعیت کل مواد مغذی گیاه می تواند بیماری ها را سرکوب یا تشویق کند. به طور کلی پتاسیم بیشتر بیماری ها را سرکوب می کند، اما می تواند پوسیدگی اروینیا، سفیدک کرکی و نماتدها را تشویق کند. است .در مورد آفات، گیاهان جوان یا با رشد سریع، بیشتر از گیاهان پیر و دیر رشد مورد حمله قرار می گیرند و اغلب همبستگی مثبتی بین کاربرد نیتروژن و حمله آفات یافت می شود.. اثرات نیتروژن و پتاسیم بر بیماریهای انگلی می تواند از اهمیت ویژه ای برای مصرف کود برخوردار باشد. کمبود پتاسیم باعث افزایش حساسیت گیاهان میزبان به انگل های اجباری و اختیاری می شود، زیرا موجب کاهش سنتز ترکیبات با وزن مولکولی بالا مانند پروتئین ها، نشاسته و سلولز می گردد. این امر منجر به تجمع ترکیبات آلی با وزن مولکولی کم می شود که به عنوان منابع غذایی که به راحتی در دسترس هستند برای پاتوژن ها عمل می کنند. نسبت نیتروژن: پتاسیم (N:K) نیز برای ابتلا به برخی بیماری ها و حشرات تاثیر گزار است. نسبت N:K  بالا می تواند ابتلا به بیماری ها را تشویق کند. نسبت K:N بالا باعث کاهش شدت بیماری می شود و در ارتباط با فسفر کافی می تواند تولید مثل را در شته ها کاهش دهد. حفظ متعادل تغذیه گیاه یک اقدام پیشگیرانه خوب برای کنترل حشرات روی گیاهان است، به ویژه هنگامی که با سایر شیوه های مدیریت یکپارچه آفات ترکیب شود. یک برنامه خوب مدیریت یکپارچه آفات باید شامل یک برنامه تغذیه متعادل بر اساس نوع محصول، چرخه زندگی گیاه و نوع خاک باشد.

نیتروژن اضافی باعث رشد سریع و تولید گیاهان ضعیفی می شود که بسیار مستعد آسیب حشرات و بیماری ها هستند. اکثر بیماری‌ها به دلیل نیتروژن اضافی رخ می‌دهند، نیتروژن بالا سبب تحریک بوتریتیس در گیاهانی می‌شود که معمولاً به آن مقاوم هستند. شکلی که نیتروژن به گیاهان عرضه می شود نیز می تواند تأثیر عمده ای بر مقاومت در برابر بیماری داشته باشد. نیتروژن می تواند توسط گیاهان به صورت فرم کاهش یافته یا   NH4 یا فرم اکسید شده NO3 جذب شود.NH4 ، PH  را کاهش می دهد در حالی که NO3 باعث افزایش pH می شود. بیماری ها به نوع نیتروژن موجود هم واکنشهای متفاوتی نشان می دهند. نیترات، پژمردگی فوزاریوم و پوسیدگی ریشه Rhizoctonia را سرکوب می کند در حالی که آمونیوم بیشتر بیماری های منتقله از خاک را سرکوب می سازد. گیاهانی که  میزان نیتروژن بیش از حد دارند می توانند کنه ها و شته ها را جذب کنند. سطوح بالای نیتروژن همچنین باعث افزایش رشد رویشی می شود که اگرچه ممکن است در ابتدا چیز خوبی به نظر برسد ولی بعلت آنکه شاخ و برگ های جدید اغلب ضعیف هستند ، گیاه  را به هدفی عالی برای حشرات تبدیل می کنند.

کلر یک ماده مغذی گیاهی محسوب نمی شود و می تواند برای بسیاری از گیاهان سمی باشد. با این حال، تحقیقات نشان داده است که در گیاهان مقاوم به کلرید، کلر می تواند بیماری های گیاهی را سرکوب کند. مانند پوسیدگی طوقه فوزاریوم در مارچوبه، پوسیدگی طوقه Rhizoctonia در چغندر، Fusarium Yellows در کرفس و پوسیدگی ساقه در ذرت. در بیشتر موارد افزایش کلرید منجر به افزایش منگنز در بافت برگ می شود.

آزمایشات و تحقیقات گیاهی همبستگی خوبی بین غلظت منگنز در بافت گیاه سالم در مقابل بافت گیاهی بیمار نشان داده است. بیماری های قارچی و تا حد زیادی باکتریایی در حضور منگنز کاهش می یابند، در حالی که بیماری های ویروسی ممکن است با افزایش جذب منگنز تقویت شوند. منگنز در خاک به وفور یافت می شود و عامل محدود کننده کارایی جذب است. اقداماتی که جذب منگنز را بهبود می بخشد باعث کاهش بیماری ها می شود. مانند مالچ پاشی،  pH بهینه، مواد آلی، دمای خاک و فعالیت میکروبی در خاک.

نیکل در مقادیر بسیار کم مورد نیاز است و به طور کلی در بیشتر خاک های باغبانی کافی است. این ماده یک ریز مغذی محسوب می شود . تصور می شود که نیکل برای چرخه نیتروژن در بافت گیاهی و برانگیختن پاسخ ایمنی گیاهان مهم است. نمک های نیکل قارچ کش موثری در برابر زنگ زدگی هستند. جذب نیکل را می توان در خاک های خشک سرد و در حضور روی، مس، منگنز، آهن، کبالت، منیزیم و کلسیم اضافی کاهش داد.

گوگرد در کنترل بیماری بسیار مهم است و برای القای مقاومت طبیعی گیاهان در برابر قارچ ها از طریق تحریک فرآیندهای متابولیک طبیعی لازم است. گوگرد همچنین دارای اثر سمی موضعی بر روی قارچ ها و کنه ها است - به همین دلیل از اثر سوزانندگی گوگرد در برخی از گلخانه ها استفاده می شود.

سیلیسیم دومین ماده معدنی فراوان در خاک است. سطوح کافی سیلیکون در گیاهان باعث ایجاد مقاومت سالم در برابر بیشتر بیماری ها می شود و منبع و میزان سیلیکون استفاده شده می تواند به شدت بر کنترل بسیاری از بیماری های قارچی در بسیاری از گونه های گیاهی تأثیر بگذارد. راه حل های موثر / مقرون به صرفه / و عملی برای استفاده از سیلیکون در محصولاتی که می توانند آن را انباشته کنند مورد نیاز است، زیرا مشخص شده است که استفاده از سیلیکون در کنترل آفات و بیماری ها روشی مناسب برای کاهش استفاده از قارچ کش در بسیاری از مناطق کشاورزی می باشد. استفاده از سیلیکون در اشکال مختلف ثابت کرده است که یک روش موثر برای کنترل حشرات است. سطوح بالای سیلیکون انباشته شده در ساقه ها و برگ ها می تواند حشرات جونده را منصرف کند، سیلیکون می تواند کیتین را حل کند و باعث کم آبی بدن حشرات شود و همچنین می تواند مانع از ورود اکسیژن به بدن حشرات شود.پ

ساختار خاک و زهکشی

بسیاری از بیماری ها به دلیل مشکلات ریشه زایی، ساختار خاک، کمبود اکسیژن، نارسایی زهکش و قطع شدن آبیاری شروع می شوند. خاک عمیق و با زهکشی خوب اولین خط دفاعی در برابر بیماری های گیاهی محسوب می شود. رطوبت و دما نقش مهمی در "فعال کردن" پاتوژن ها دارند. به طور کلی سطوح رطوبت و درجه حرارت بالاتر ، بروز بیماری ها را تحریک می کند و زمان تخم تا حشره بالغ در چرخه زندگی حشرات را نیز کاهش می دهد.

pH خاک

pH خاک ارتباط زیادی با سرعت پیشرفت یک بیماری دارد. خاک های اسیدی تمایل زیادی به سرکوب بسیاری از بیماری ها دارند - با این حال آنها در دسترس بودن مواد مغذی و عملکرد محصول را نیز کاهش می دهند - pH خاک وآب تعیین کننده در دسترس بودن مواد مغذی برای گیاهان می باشد و می تواند کمبودهایی ایجاد کند که سبب رشد حشرات و بروز بیماری ها می گردد.

تجزیه و تحلیل بافت گیاهی، همراه با نمونه برداری از خاک، بهترین راه برای تعیین دقیق نیازهای غذایی و تشخیص مشکلات است. از آنجایی که سطوح مواد مغذی در طول فصل رشد متفاوت است، آزمایش بیش از یک بار در سال ممکن است مفید باشد. این عمل یک شیوه خوب برای ارزیابی اثربخشی برنامه های تغذیه ای و کود می باشد.

منابع:

1. Relationship Between Nutrition, Plant Diseases and Pests. https:// www. Researchgate.net
2. Effect of Plant Nutrition in Insect Pest Management. https:// www. Researchgate.net
3. Role of Nutrients in Plant Disease and Pest Management. https:// cropnuts.com
4. Effect of Plant Nutrition in Insect Pest Management. https:// www. phytojournal. Com
5. The Effect of Potassium Nutrition on Pest and Disease. https;// pubmed. ncbi. nim. nih. gov
6. The Role of Nutrients in Pest Management. https:// www. cdpa. ca. gov
7. Role of Nutrients in Controlling Plant Diseases. https:// link. Springer. Com
8. Relationship Between Nutrition, Plant Diseases and Pests. https:// www. echocommuity. org