بور در خاک

بور در خاک

نوع سنگ مادر تشکیل دهنده خاک میزان بور در آن را تعیین می کند. کانی های تورمالین و بوراکس مهم ترین منبع بور در خاک هستند که بور موجود در آن کانی ها به تدریج به شکل قابل استفاده برای گیاه در می آید.  بور موجود در خاک بیشتر با ساختار بلورین و به صورت بورات های کلسیم و سدیم قابل رویت است. آب های مناطق خشک نیز حدوداً دارای 2 میلی گرم در کیلوگرم بور می باشند. در بعضی از آب های آبیاری نظیر رودخانه قره آغاج در مسیر شیراز – جهرم و رودخانه هلیل رود و بعضی از چاه های آبیاری استان ها کشور نظیر کرمان، یزد و قم مقدار بور خیلی زیادتر از ارقام فوق می باشد.

برای تشخیص میزان بور در خاک، آزمایش خاک یک امر الزامی می باشد. در آزمایشگاه خاک کشاورزی شرکت آب راهبر محاسب علاوه بر میزان بور موجود در خاک، سایر پارامترهای خاک نیز آزمایش می شود. این آزمایش ها با استفاده از دستگاه های آزمایشگاهی بروز دنیا توسط نیروهای با تجربه و متخصص آزمایش می شود.

عوامل خاکی مؤثر بر وضعیت بور در خاک

• نوع مواد مادری خاک
• بافت خاک
• غلظت نمک های محلول
• مواد آلی
• کاتیون های قابل تبادل
• کربنات کلسیم آزاد
• رطوبت خاک
• و دمای خاک.

ماهیت جذب بور در خاک به خوبی روشن نشده، ولی با سایر آنیون ها نظیر فسفات و مولیبدات که جذب سطحی آنها با کاهش pH خاک، افزایش می یابد، تفاوت اساسی دارد. جذب سطحی بور تحت تأثیر عوامل زیادی از قبیل نوع رس معدنی، میزان رس مینرالوژی بخش شن و سیلت، سزکوئی اکسیدها، میزان ماده آلی، pH خاک، کمپلکس تبادلی یون و شوری خاک است. به رغم این مسأله، میزان pH در کنترل جذب سطحی بور توسط اجزای خاک بسیار مهم می باشد. جذب سطحی بور با کاهش pH تقلیل می یابد. با توجه به pK₃ هیدرولیز مولکول B(OH) ، انتظار می رود که بیشترین جذب بور در محدودۀ pH بازی اتفاق بیفتد. البته بخشی از جذب بور توسط خاک در pH اسیدی نیز صورت می گیرد، ولی حداکثر میزان جذب بور در pH حدود 8، توسط اکسیدهای آهن و آلومینیوم و احتمالاً کمی کمتر برای اکسیدهای آلومینیوم و در همین حدود برای کانی های رسی اتفاق می افتد. بنابراین در خاک های بازی، قابلیت جذب بور توسط گیاه در پایین ترین حد قرار دارد.

از آنجا که بور به طور طبیعی در خاک به صورت مولکول غیر یونی موجود است، بسیار متحرک بوده و عرضه آن به ریشه گیاه بیشتر به صورت غیر فعال می باشد. عوامل زیادی بر قابلیت جذب بور توسط گیاهان تأثیر می گذارند که در دو گروه عوامل محیطی (رطوبت خاک، درجه حرارت و نور) و خاکی (مواد مادری، pH، مواد آلی، بافت خاک، کربنات کلسیم، غلظت نمک محلول، کاتیون های قابل تبادل و میزان بور قابل استفاده خاک) قابل بررسی هستند:

• بافت خاک: ثابت شده است که حرکت بور در خاک شنی بیشتر از خاک بافت سنگین می باشد. خاک های با بافت سبک که مقدار مواد آلی آنها کم است به طور ذاتی مقدار بور در دسترس آنها کم می باشد. (این مسئله در جایی که بارندگی زیاد باشد شدیدتر است).
• مقدار و ماهیت رس: توانایی جذب بور در رس های ایلتی بیشتر از مونت موریلونیتی و در رس های کائولینیتی از این دو کمتر می باشد. بنابراین خاک های با میزان بالاتر رس کائولینیتی قابلیت استفاده در آنها بیشتر از خاک های با میزان رس ایلتی و مونت موری لونیتی می باشد.
• pH خاک و آهک خاک: در دسترس بودن بور برای گیاه به طور مؤثری از pH خاک و بافت خاک تأثیر می پذیرد. میزان قابل دسترس بودن برای گیاه با افزایش pH خاک کاهش یافته که این کاهش در pH های بالاتر از 6.5 قابل توجه می باشد. اضافه کردن آهک در بعضی مواقع سبب کمبود و گاهی سبب افزایش میزان بور می شود؛ در مورد اول به کمتر محلول بودن بورات کلسیم (% 0.4) در مقایسه با بورات سدیم (% 26-30) نسبت داده شده است و در مورد دوم گفته شده که با افزایش آهک به خاک pH خاک بالاتر رفته و در خاک هایی که از مواد آلی کافی داشته باشند، این افزایش pH سبب تجزیه بهتر مواد آلی خاک و آزاد شدن از مواد آلی می شود. در هر صورت بایی دقت کرد که میزان اضافه کردن آهک در خاک با توجه به نسبت Ca به B در گیاه باشد. برخی پزوهشگران معتقدند که سازوکار جذب به وسیله ترشح H⁺ و یا CO₂ از ریشه گیاه قابل کنترل است.
• مواد آلی: میزان بور جذب شده بر سطوح ماده آلی خیلی بیشتر از سطوح خاک است. ماده آلی یکی از منابع اصلی در خاک های اسیدی می باشد. میزان بالاتر در سطح خاک نسبت به خاک زیر سطحی، بدون شک به علت بیشتر بودن ماده آلی در سطح خاک می باشد. در برخی موارد وجود مقدار زیاد ماده آلی در خاک سبب سمیت می شود.
• رطوبت خاک: با کم شدن رطوبت خاک، قابلیت استفاده بور هم کاهش می یابد که می تواند به علت کاهش تجزیه مواد آلی و کاهش گسترش ریشه گیاه باشد.

نقش بور در گیاه

بور نقش های گوناگونی در گیاه دارد که در زیر به آنها اشاره می کنیم:

• از نقش های بور در گیاهان می توان به انتقال قندها، ساخت دیواره سلولی، لیگنینی شدن دیواره سلولی، تنفس، ایندو استیک اسید، سوخت و ساز کربوهیدارات ها و سوخت و ساز فنل ها و غشاها اشاره کرد.
• بور به سنتز کربوهیدارت ها و پروتئین ها در گیاه کمک کرده و همچنین برخی پژوهشگران مشاهده کرده اند که بور درصد مواد جامد محلول در انگور را زیاد می کند؛
• قابلیت تشکیل کمپلس B با قندهای دی یول و پلی یول، مخصوصاً با قندهای سیس دی یول، که در نهایت سبب تشکیل بخش همی سلولز دیواره سلولی می شود؛
• یکی از سریع ترین واکنش ها به کمبود بور جلوگیری از طویل شدن ریشه بوده که علت آن فعالیت IAA oxidase در مواقع کمبود است؛
• برخی آزمایش ها نشان داده که کاربرد بور در فعالیت برخی آنزیم های گیاهی مثل acid phosphates، peroxidasse، ribonuclease، polyphates oxidase و همچنین کاتالاز تأثیر دارد؛
• تشکیل دیواره سلولی: بور نه تنها با دیواره سلولی کمپلکس قوری ایجاد می کند، بلکه این عنصر برای حفظ یکپارچگی ساختمان با تشکیل استرات برای لینک های جانبی نیز مهم می باشد. این لینک ها نسبتاً ضعیف هستند و بنابراین عمل شکستن و تشکیل مجدد در جریان طویل شدن سلول را تسهیل می کنند؛ همچنین بار منفی لازم برای اثرات متقابل یونی را تأمین می کنند؛
• جلوگیری یا حتی فقدان تمایز آوند چوبی به طور غیر مستقیم به تغذیه گیاه با بور بستگی دارد (تمایر این اندام معمولاً در ارتباط با IAA می باشد)؛
• کمبود بور در گیاه معمولاً همراه با تجمع اکسین می باشد. نکروزه شدن نقطه رشد گیاه در کمبود بور به تجمع اکسین نسبت داده می شود. سیستم IAA oxidase از طریق کمپلکس شدن با ممانعت کننده های IAA oxidase کنترل می شود؛ از طریق تنظیم میزان فنل ها و تنظیم فعالیت پلی فنل اکسید از تشکیل Caffeic Quinine جلوگیری می کند. در صورت تشکیل این quinines ها، رادیکال های سوپر اکسید تشکیل شده که به غشاء سلول صدمه می زنند؛
• نقش بور در جوانه زنی گرده و رشد لوله گرده: نقش بور در رشد لوله گرده همان نقش در ساختمان دیواره سلولی و یکپارگی غشا پلاسمایی می باشد. در اینجا بور برای غیر فعال کردن (Callose) ایجاد شده از دیواره دانه گرده لازم است وقتی میزان بور کم می باشد تشکیل کالوز افزایش می یابد و شبب تشکیل phytoaloxis (که شامل فنل است) می شود و در این صورت سازوکار دفاعی شبیه به عکس العملی می باشد که به آلودگی میکروبی ایجاد می شود. بنابراین، لزوم بیشتر بور برای تولید دانه و بذر نسبت به مرحله رویشی به خاطر این نقش می باشد. بور ممکن است به طور غیر مستقیم گرده افشانی را با تغییر در مقدار ترکیب قندهای شهد گیاه و در نتیجه جذابیت بیشتر برای حشرات گرده افشان گلها تحت تأثیر قرار بدهد؛
• کنترل بیماری ها: بور نقش مهمی در کاهش بیماری های گیاهی داشته، اگر چه نقش آن در گیاه احتمالاً نسبت به دیگر عناصر کم مصرف کمتر شناخته شده است.

تأثیر بور بر سلامتی انسان

در طی 100 سال گذشته از ترکیبات بور برای نگهداری مواد غذایی استفاده می شده است. برخلاف اثبات نیاز دام و انسان به بور و اینکه بور در بسیاری از فرایندهای زیستی بدن نقش دارد (بور از طریق فعال نمودن ویتامین D، جذب کلسیم بدن را افزایش می هد)، بنابراین در کاهش دفع کلسیم در افراد سنین بالا بویژه خانم های یائسه مؤثر می باشد. بور در فعالیت های مغذی، رشد و نیز در تنظیم سوخت و ساز عناصر دیگر بدن بسیار مؤثر می باشد. به رغم نیاز، مصرف روزانه بور به صورت مکمل نظیر کلسیم، روی و آهن تجویز نگردیده و حتی سازمان بهداشت جهانی (WHO) برای مصرف روزانه آن حد مجازی را اعلام نکرده است. در حال حاضر نیاز بدن به بور از طریق مواد غذایی محتوی آن نظیر گردو، میوه، سبزی و خشکبار تأمین می گردد. ولی محققان متعددی در اقصی نقاط دنیا مصرف روزانه حدود 3 میلی گرم بور را برای افراد بزرگسال بویژه برای کاهش دفع کلسیم بدن تجویز نموده و مقدار بیشتر این رقم را به دلیل خاصیت مسمومیتی آن توصیه نمی نمایند.