کودهای محلول پاشی

فرایندهایی که محلول غذایی روی شاخ و برگ بکار برده می شود عمدتاً شامل جذب سطحی شاخ و برگ، نفوذ کوتیکولی، جذب به قسمت های فعال متابولیکی برگ، سپس انتقال و استفاده از مواد جذب شده توسط گیاه است.

از نظر عملی تمایز بین این فرایندها مشکل است. اگرچه بسیاری از آزمایشات از اصطلاح جذب شاخ و برگی استفاده می کنند که به افزایش محتوای مواد مغذی بافت بدون اندازه گیری مستقیم اشاره دارد و در ارتباط با فواید بیولوژیکی کاربرد روی گیاه است.

بهبود کارایی و تکرر پذیری کود دهی به صورت محلول پاشی نیازمند دانش خصوصیات فیزیکی و شیمیایی سطح گیاه و فرایندهای مربوط به نفوذ در گیاه است.

نیاز اساسی برای موثر بودن یک اسپری این است که ذرات این ماده به طور فعال در گیاه نفوذ کند و از نظر متابولیکی در سطح سلول های هدف فعال شود که مواد غذایی مورد نیاز است.

ماده شیمیایی محلول پاشی شده از طریق  کوتیکول، شکاف های کوتیکول یا نواقص و یا از طریق ساختارهای اپیدرمی تغییر شکل یافته نظیر روزنه، کرک و یا عدسک ها جذب می شود

کوتیکول مانع موثری در برابر از دست دادن آب است و در عین حال اثر بخشی موثری در جذب مواد شیمیایی دارد.

وجود ترک های کوتیکولی و یا ساختارهای اپیدرمی تغییر شکل یافته به میزان قابل توجهی به جذب مواد غذایی کمک می کند.

تاثیر توپوگرافی میکرو و نانوساختار سطح گیاه

توپوگرافی سطح برگ توسط ترکیب و ساختار موم های اپی کوتیکولی در نواحی بدون کرک یا به وسیله کرک ها یا لایه های کرک در نواحی کرک دار می شود

که خصوصیات آن و تعاملات با آب محلولهای غذایی ، آلاینده ها میکرو ارگانیسم ها و مواد شیمیایی کشاورزی تعیین میکند مشخص می شود.سطح برگ در جات متفاوتی از قابلیت خیس شدن را دارند.

وجود ساختارهای برجسته میکرو و نانو  مربوط به قسمت های بالایی سلول های اپیدرمی و دیگر خصوصیات شیمیایی واکسهای اپیدرمی روی سطح برگ به طور قابل توجهی زیری سطح را افزایش داده و در نهایت میزان قطبیت و ابگریزی را مشخص می کنند.

تفاوت در قطبیت و آبگریزی مربوط به شرایط رشد، گونه گیاهی، ارقام و اندام ها است که می توان انتظار داشت که روی اثر بخشی محلول پاشی اثر بگدارند.

راهها و مکانیسم نفود

ساختار و شیمی سطح گیاه بر انتشار دو جهته مواد بین گیاه سطح برگ و محیط اطراف تاثیر خواهد گذاشت بنابراین بر سرعت جذب کودهای محلول پاشی شده اثر خواهد گذاشت.

نفوذ کوتیکولی

کوتیکول از سه لایه بنام لایه موم اپی کوتیکولارآبگریزترین جز کوتیکول)(ew) کوتیکول ویژه (cp) (عمدتا حاوی کوتین و کوتان و عاری از پلی ساکارید)و لایه کوتیکولی (cl) (کوتین، کوتان، پکتین و همی سلولز، عمدتا قطبی ) تشکیل شده است.

لاملا میانی و لایه پکتین (ML) زیر CL قرار گرفته و کوتیکول را به بافت زیرین متصل می کند

افزایش تدریجی بار منفی از موم کوتیکولی به لایه پکتین شیب الکتروشیمیایی ایجاد می کند که جنبش کاتیون ها و ملکول های آب را افزایش می دهد.

مومهای بین کوتیکولی تبادل آب و مواد غذایی را بین گیاه و محیط اطراف محدود می کنند در حالیه موم های اپی کوتیکولار قابلیت خیس شوندگ، انعکاس نور و خصوصیات سطحی اندام گیاه را تحت تاثیر قرار می دهند.

ماهیت چربی دوستی و آبگریزی کوتیکول آن را به عنوان مانع موثری در برابر انتشار ترکیبات قطبی و آبگریز کرده است.

 با این حال ترکیبات چربی دوست و قطبی در مقادیر زیاد ممکن است به غشاهای کوتیکولی آبگریز نفوذ کنند در مقایسه با محلول های الکترولیت قطبی که هیچ ماده فعال سطحی به آنها اضافه نشده است

نفوذپذیری ترکیبات قطبی و چربی دوست

نفوذ ترکیبات آبگریز و قطبی از طریق کوتیکول گیاه در طی فرایند تجزیه- انتشار صورت می گیرد. ضریب انتشار به دما و ویسکوزیته محلول غذایی و اندازه ملکول های شیمیایی حاوی آن بستگی دارد.

نفوذپذیری الکترولیت ها و ترکیبات ابگریز

در حضور عوامل افزایش دهنده جذب سطحی ترکیبات یونی و آبذوست در مقایسه با ترکیبات قطبی و آبگریز سرعت نفوذپذیری کمتری دارند.

که احتمالا با توجه به ماهیت چربی دوستی کوتیکول و سهولت انتشار ملکول های چربی دوست به دلیل حلالیت بالا در آن در مقایسه با ترکییات آبدوست است.

املاح آبدوست ممکن است از طریق روش های فیزیکی متفاوت به کوتیکول نفود کنند. که منافذ آبی، قطبی یا پر شده از آب نامیده می شوند

این حفره ها از جذب ملکول های آب بر روی بر روی قسمتهای قطبی واقع در کوتیکول بوجود آمده اند.

نفوذپذیری روزنه و دیگر ساختارهای سطح گیاه

روزنه ممکن است نقش مهمی در جذب محلول غذایی بکار برده شده روی سطح داشته باشند

مکانیسم نفوذ به روزنه از طریق آب خالص هنوز کاملاً مشخص نشده است اما اما شواهد اخیر به فرایند انتشار از طریق دیواره‌های منافذ روزنه اشاره دارند

افزودن مویان های خاص به محلول غذایی منجر به افزایش جذب روزنه می شود

خصوصیات فیزیکوشیمیایی محلول های پاشیده شده روی سطح و جنبه های نفوذشان

خصوصیات فرمولاسیون محلول در تعیین عملکرد کودها اهمیت زیادی دارد. . محلول غذایی عمدتا محلول آبی عناصر معدنی به شکل ترکیبات فعال است.

خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاص ترکیبات محلول غذایی نظیر حلالیت، اسیدیته، نقطه ذوب، و جرم مولی تاثیر زیادی بر میزان جذب عنصر توسط برگ خواهد داشت.

محلول پاشیده شده در ابتدا نفوذ زیادی دارد با گذشت زمان تا خشک شدن محلول کاهش می یابد خشک شدن تحت تاثیر شرایط محیطی غالب و فرمولاسیون محلول غذایی پاشیده شده است.

عوامل تعیین کننده ماندگاری محلول، خیش شوندگی برگ گسترش و سرعت نفوذ

غلظت

غلظت مواد در محلول غذایی به طور قابل توجهی بیشتر از غلظت مواد در اندام گیاهی است.

بنابراین زمانی که محلول روی سطح گیاه پاشیده می شود شیب غلظت بوجود می آید و به طور بالقوه منجر به انتشار مواد از سطح گیاه می شود.

کاهش در سرعت نفوذ با افزایش غلظت به اشباع شدن مکان ها جذب مربوط اس. همبستگی منفی بین افزایش غلظت آهن کلاته و سرعت نفوذ در کوتیکول وجود دارد.

رنج ایده آل غلظت عناصر غذایی در محلول برای محلول پاشی بر اساس نوع ماده غذایی (ماکرو یا میکرو)، گونه گیاهی، سن گیاه،  وضعیت غذایی و شرایط اب و هوایی اس.

حلالیت

حلالیت ماده بکاربرده شده در آب یک عامل کلیدی در جذب محلول توسط شاخ و برگ است زیرا ماده زمانی جذب می شود که ترکیب بکاربرده شده در یک فاز مایع روی سطح گیاه جذب شده و به اندام گیاه انتشار یابد.

وزن ملکولی (جرم مولی)

اندازه ملکول ماده غذایی در محلول بر سرعت نفوذ کود محلول پاشی شده از طریق کوتیکول تاثیر می گذارد.

نفوذ کوتیکولی بین ذرات با اندازه بزرگ و ذرات با اندازه کوچک تبعیض وجود دارد.

در فرایند جذب روزنه ای ذرات با اندازه کوچکتر ترجیح داده می شوند

بار الکتریکی

نمک ها الکترولیت هستند و هنگامی که در آب حل می شوند به یون ها تشکیل دهنده شان تجزیه شده و محلول از نظر بار الکتریکی خنثی است.

آنیون ها و کاتیون های موجود در محلول های آبی بسته به خصوصیات فیزیکوشیمیایی آنها در در جه های مختلف هیدراته یا حل می شوند.

همین پدیده برای مواد غذایی که به صورت کلات یا کمپلکس به کاربرده می شوند صورت می گیرد، به استثنای چند مورد ماهیت بیشتر این ترکیبات خنثی نیست و با حل شدن در آب یونیزه می شوند.

برای مثال بسیاری از کلات های موجود در بازار دارای بار منفی هستند. در اسیدیته کمتر از 3 کوتیکول گیاه دارای بار منفی است . دیواره سلولی دارای  بار اسیدی ضعیفی است.

در نتیجه ترکیبات بدون بار یا دارای بار الکترون و آنیون ها به برگ نفوذ کرده و نسبت به کاتیونها و یا ترکیبات دارای بار مثبت جابجا شوند.

با این حال هنگام استفاده از نمکها، کلات ها و یا کمپلکس ها، با اختلاط دو مورد اخیر نمک های فلزی با لیگاندهای همراه با یون مربوطه خود شکل می گیرد . آنیون ها و کاتیون های موجود در محلول به برگ نفوذ می کنند.

Ph محلول

از انجایی که کوتیکول گیاه پلی الکترولیت است بنابراین ظرفیت تبادل یونی آن با نوسانات پی اچ تغییر می کند. نشان داده شده در پی اچ 3 کوتیکول دارای نقطه ایزوالکتریک است.

زمانی که پی اچ محلول بیشتر از این محدوده است بار کوتیکول منفی است و گروههای کربوکسیلی کوتیکول به راحتی با کاتیون های دارای بار مثبت پیوند برقرار می کنند.

پی اچ محلول پاشی باعث تغییر نفوذ محلول می شود و در پاسخ گیاه به پی اچ محلول پاشی ثباتی وجود ندارد و به نظر می رسد پی اچ محلول به نفوذ را پیش بینی نمی کند و بیشتر تحت تاثیر مواد غذایی به کار برد شده و گونه گیاهی است.

نمک های محلول در آب خالص عمدتا پی اچ محلول پاشی را تغییر می دهند و برخی از فرمولاسیون ها دارای پی اچ بسیار بالایی هستند که ممکن است جذب را تحت تاثیر قرار می دهد.

نقطه انحلال

فرایند هیدراته شدن و انحلال نمک توسط نقطه جوش آن تعیین می شود که که خاصیت فیزیکی مربوط به ترکیب در دمای خاص است.

هر چه نقطه انحلال نمک پایین تر باشد با دستیابی به رطوبت کمتری حل می شود. زمانی که رطوبت نسبی محیط بالاتر از نقط انحلال ترکیب مورد نظر باشد. ترکیب مورد نظر حل شده و توسط برگ گیاه جذب می شود

محیط

دو عامل محیطی که کارایی محلول پاشی را تحت تاثیر قرار می دهد دما و رطوبت نسبی است.

رطوبت نسبی عامل مهمی در جذب مواد غذایی است زیرا بر نفوذپذیری سطحی گیاه و پاسخ های فیزیکوشیمیایی گیاه به مواد به کار برده شده تاثیر می گذارد

 در رطوبت نسبی بالا به دلیل هیدراته شدن و تاخیر در خشک شدن نمک های رسوب شده محلول پاشی ممکن است نفوذپذیری افزایش یابد.

دما بر پارامتر های فیزیکوشیمیایی محلول پاشی نظیر کشش سطحی، حلالیت، ویسکوزیته و نقطه انحلال تاثیر می گذارد.

به طور کلی افزایش دما بین 0 تا 40 درجه سانتی گراد در شرایط مزرعه حلالیت ماده فعال و کمکی را افزایش داده اما باعث کاهش ویسکوزیته، کشش سطحی و نقطه انحلال را کاهش می دهد.

درجه حرارت بالا باعث افزایش سرعت تبخیر محلول پاشیده شده روی شاخ و برگ شده و باعث کاهش زمان خشک شدن محلول شده و نفوذ صورت نمی گیرد.

دیگر فاکتور های محیطی نظیر شدت نور و بارندگی کارایی محلول پاشی را تحت تاثیر قرار می دهد.

بارندگی مدت کوتاهی بعد از محلول پاشی باعث شسته شدن محلول بکاربرده شده روی شاخ و برگ می شود.

باید قبل از محلول پاشی به پیش بینی هواشناسی دقت کرد و در صورت وقوع عواملی باعث کاهش رطوبت شده و سرعت خشک شدن را افزایش می دهد نظیر وزش باد شدید، باران شدید و دمای بالا از محلول پاشی جلوگیری کرد.