بررسی توسعه ریشه گیاهان

چکیده مطلب

ریشه از مهم‌ترین اندام‌های گیاه است و اگر گیاه ریشه نداشته‌باشد، قطعا بقا آن به خطر می‌افتد. از آنجاییکه ریشه بخش زیرزمینی و غیرقابل مشاهده گیاه است، بسیاری افراد توجهی به این بخش مهم گیاه نشان نداده و عملا از اهمیت ریشه و توسعه ریشه اطلاعی ندارند.

توسعه ریشه درختان طی دو مرحله یا دو فلش رشدی صورت ‌می‌گیرد:

  • اولین فلش رشدی پس از برداشت میوه و بسته به زمان برداشت از اواخر شهریور آغاز شده و تا اولین سرما در منطقه ادامه دارد.
  • دومین فلش رشدی هم بعد از رفع سرما است که بسته به منطقه از اوایل اسفندماه شروع شده و تا اردیبهشت ادامه دارد.

بیولوژی توسعه ریشه گیاهان

رشد و نمو و عملکردِ ریشه در گیاهان بسیار از نظر بیولوژیکی اهمیت دارد و نمی‌توان براحتی از آن گذشت. تفکر و بررسی در مورد ریشه گیاهان طی سال‌ها مورد بررسی بوده و همچنان نیز ادامه دارد و اگر افراد نتایج پژوهش بیولوژیست‌ها را دنبال کنند، قطعا درک بهتری از توسعه ریشه گیاهان داشته و به اهمیت ریشه‌ها پی خواهند برد. از طرفی به دلیل اینکه خاک بستری بسیار متنوع از نظر ترکیبات و موجودات زنده است لذا شرایط توسعه ریشه گیاهان بستگی به خاک دارد و این خصوصیات منجر به تغییرات توسعه ریشه گیاهان در شرایط مختلف شده‌است.

موارد کلیدی در بیولوژی توسعه ریشه گیاهان

بطور کلی طبیعت توسعه ریشه گیاه به این صورت است که درون خاک حرکت کرده و سعی در حذف تمام موانع دارد حتی اگر آن مانع بسیار سخت باشد. ریشه گیاه اگر نتواند از موانع عبور کند یا آن مانع را با ترشح ترکیباتی سوراخ کرده و به درون آن نفوذ ‌می‌کند یا مانع را دور زده و به حرکت و توسعه خود ادامه ‌می‌دهد. در کنار توسعه ریشه درون خاک، بیولوژی ریشه‌ها بطوریست که همزمان چند عمل ضروری شامل جذب و انتقال آب و عناصر غذایی از خاک را نیز انجام داده و همین مسئله باعث پیچیدگی بیولوژی ریشه‌ها ‌می‌شود. اگر ریشه نتواند مواد غذایی کافی را از خاک بگیرد، حداقل کاری که ‌می‌کند این است که به دنبال آب، درون خاک حرکت ‌می‌کند و حتی اگر بسیار ضعیف نیز باشد باز هم به این حرکت ادامه ‌می‌دهد.

مورفولوژی ریشه‌ها

در مورد مورفولوژی ریشه‌ها هنوز مطالعات زیادی در حال انجام است و بدلیل تغییرات اقلیمی و مشکلات خاک‌های دنیا، مورفولوژی و نحوه توسعه ریشه‌ها تغییرات بسیاری دارد.   

بسته به ژنتیک گیاه شرایط حرکت ریشه در خاک بسیار متفاوت است، برخی گیاهان دارای ریشه مستقیم‌اند و برخی دیگر دارای ریشه‌های افشان هستند. بطور معمول رشد و توسعه ریشه در انواع دارای ریشه مستقیم به سمت عمق خاک است و در گونه‌هایی که دارای ریشه افشان هستند، حرکت ریشه بیش‌تر به صورت افقی است.   

هورمون‌ها و توسعه ریشه گیاهان

از جمله فاکتورهای حیاتی در مورد توسعه ریشه گیاه، شرایط تولید هورمون‌های درونی گیاه است. هر چند میزان هورمون‌ها در گیاهان نسبت به تولید موادی مانند کربوهیدرات‌ها بسیار کم‌تر است، اما نقش هورمون‌ها در پدیده‌های حیاتی گیاه از جمله توسعه ریشه‌ها بسیار شایان توجه است. البته برهمکنش هورمون‌ها با سایر ترکیبات گیاهی در بحث توسعه ریشه اهمیت زیادی دارد، به عنوان مثال موادی مانند فلاونول‌ها بر روی انتقال هورمون اکسین و تشکیل ریشه‌های جانبی موثر هستند.

اثر موجودات زنده درون خاک بر توسعه ریشه گیاهان

در تمام خاک‌های دنیا، موجودات زنده مانند باکتری و قارچ‌ها زندگی ‌می‌کنند. مطمئنا فعالیت این موجودات باعث تغییرات فیزیکی و بیوشیمیایی در خاک خواهد شد و همین مسئله بر توسعه ریشه گیاهان نیز موثر است. یکی از مهم‌ترین ترکیباتی که حاصل از فعالیت باکتری‌ها و قارچ‌ها در خاک است، آنزیم‌ها هستند که با تجزیه اجزا درون خاک شرایط را برای توسعه ریشه گیاهان فراهم ‌می‌کنند. برخی منابع تحقیقاتی بر این نظرند که برهمکنش فعالیت آنزیمی باکتری‌ها و قارچ‌ها و بقایای گیاهان درون خاک باعث تغییرات درون خاک و توسعه ریشه گیاه ‌می‌شود و برخی دیگر نشان دادند که فقط آنزیم‌های حاصل از فعالیت موجودات زنده بر توسعه ریشه موثر است و آنزیم‌های حاصل از تجزیه بقایای گیاهی نقشی در توسعه ریشه ندارند. نکته مهم دیگر این است که باکتری‌ها و قارچ‌ها با قرار گرفتن روی ریشه‌ها بر توسعه ریشه‌ها بسیار موثرند و در واقع ریشه هم با حرکت در خاک به گسترش باکتری‌ها و قارچ‌ها کمک خواهد کرد.   

زمان توسعه ریشه در درختان

دو فلش رشدی در توسعه ریشه درختان

در درختان بارده یعنی درختانی که میوه دارند، زمان گسترش ریشه‌ها بسته به شرایط منطقه کمی تفاوت دارد، اما بطور کلی در مطالعات مشخص شده‌است که در درختان دو فلش رشدی یا دو زمان برای توسعه ریشه وجود دارد. اولین فلش رشدی ریشه پس از برداشت میوه است (بسته به زمان برداشت از اواخر شهریور) آغاز شده و تا اولین سرما در منطقه ادامه دارد. در واقع با اولین سرما در منطقه، توسعه ریشه متوقف ‌می‌شود اما در صورتیکه سرمایی در منطقه نباشد، توسعه ریشه ادامه پیدا می‌کند. دومین فلش رشدی هم بعد از رفع سرما است که بسته به منطقه از اوایل اسفندماه آغاز شده و تا اردیبهشت ادامه دارد و پس از آن توسعه ریشه کاهش ‌می‌یابد. مسئله مهمی که در اینجا باید ذکر شود به بحث رطوبت خاک در ۶ ماهه دوم سال بر ‌می‌گردد. به دلیل اینکه ریشه برای توسعه قطعا به رطوبت کافی نیاز دارد، اگر در منطقه و طی پاییز و زمستان رطوبت موردنیاز ریشه‌ها در خاک از طریق بارندگی‌ها تامین شود، نیازی به آبیاری نیست اما اگر طی این زمان کلیدیِ توسعه ریشه، خاک خشک باشد قطعا بحث توسعه ریشه با مشکلاتی روبرو خواهد شد. بنابراین اگر باغداری در پاییز و زمستان با مشکل کمبود بارندگی منطقه مواجه است، حتما آبیاری‌های لازم برای دسترسی ریشه به رطوبت کافی در برنامه مدیریتی باغات را داشته باشد.   

اثر تنش‌های زنده و غیرزنده بر توسعه ریشه گیاهان

ریشه‌ها بسیار به تنش‌های زنده و غیرزنده حساس هستند و به دلیل اینکه نمی‌توانیم دائما خاک را کنار زده تا به صورت بصری ریشه‌ها را از نظر سلامت چک کنیم باید اثراتی که ضعف ریشه بر سایر اندام‌ها ‌می‌گذارد را کاملا مورد توجه قرار دهیم. 

اثر کم آبی و تنش غرقابی بر توسعه ریشه‌ها

در تمام گیاهان، ریشه به دنبال آب حرکت ‌می‌کند و اگر خاک خشک باشد، رشد و توسعه ریشه‌ها شدیدا کم ‌می‌شود. توسعه ریشه گیاه دائما به سمت یافتن آب ادامه دارد و با کوچکترین رطوبتی، رشد هر چند بسیار کم ادامه پیدا ‌می‌کند اما زمانیکه خاک بشدت خشک باشد، ریشه دیگر توان رشد ندارد و بنابراین از بین خواهد رفت. در تنش غرقابی هم با وجود اینکه آب در خاک وجود دارد، اما به دلیل عدم حضور اکسیژن کافی، رشد و توسعه ریشه‌ها بشدت کم ‌می‌شود و اگر شرایط غرقابی طولانی شود ریشه‌ها به اصطلاح دچار خفه‌گی خواهند شد.

اثر آفات و بیماری‌ها بر توسعه ریشه‌ها

تنش‌های زنده یعنی انواع آفات و بیماری‌ها عامل بسیار مخربی برای ریشه‌ها هستند و اگر به موقع کنترل نشوند خسارات جبران ناپذیری را به گیاه وارد خواهد کرد. شاید سوال بسیاری این باشد که چگونه آفات و بیماری‌ها به ریشه خسارت زده و باعث کندی رشد و آسیب ‌می‌شوند؟ پاسخ این است که بسیاری از این عوامل، زمستان گذرانی‌شان در خاک است و قطعا برای تغذیه بسمت ریشه‌ها رفته و وارد ریشه ‌می‌شوند. اگر هر آفت کوچکترین زخمی در ریشه ایجاد کند منجر به ورود سایر عوامل مخرب به ریشه‌ها خواهد شد و به دلیل پنهان بودن ریشه در بسیاری مواقع این آسیب مشخص نشده و رشد و توسعه ریشه مختل و در نهایت از بین خواهد رفت.  

اثر کمبود و سمیت عناصر خاک بر توسعه ریشه‌ها

عناصر غذایی نقش بسیار مهمی در رشد و توسعه ریشه‌ها دارند و هر گونه کمبود یا بیشبود عناصر منجر به بروز اثرات منفی بر ریشه‌ها خواهد شد. در واقع میزان هر عنصر باید برای ریشه قابل جذب باشد تا پس از حرکت ریشه بسمت یون‌ها و جذب آن‌ها براحتی بتواند توسعه در خاک داشته باشد.

آیا حاصلخیزی خاک بر توسعه ریشه گیاهان اثر دارد؟

متاسفانه طی سال‌های اخیر به دلیل مصرف بی‌رویه کودهای شیمیایی و عملیات نامناسب مدیریتی، خاک‌های بسیاری از نقاط دنیا دیگر حاصلخیز نیستند و روز به روز این مشکل حادتر نیز ‌می‌شود. به همین دلیل برای بهبود شرایط خاک و دسترسی بهتر ریشه‌ها به عناصر غذایی، راهکار اصولی این است که جمعیت میکروبی خاک را افزایش دهید و بر اساس نیاز و طبق زمانبندی درست از کودها استفاده کنید. قطعا هر چه خاک مزرعه یا باغ شما حاصلخیزتر باشد، توسعه ریشه‌ها نیز مطلوبتر خواهد بود و نتیجه بهتری نیز خواهید گرفت.

برای بررسی بیش تر در مورد برنامه ریزی مصرف کودها، مطلب “کودهای شیمیایی یا زیستی را مطالعه کنید.

بررسی بیولوژی و آناتومی ریشه‌ها در گیاهان یکی از مهم ترین موضوعاتی است که همواره موردتوجه دانشمندان بوده‌است. اگر در مورد رشد و نمو ریشه‌ها بدانید و در مزرعه یا باغ به حفظ ریشه‌ها توجه کافی داشته باشید، قطع به یقین مدیریت بهتری هم در تغذیه و آبیاری و هم در سایر موارد برای کشت خود خواهید داشت. لطفا از همین صفحه نظرات و پیشنهادات خود را در مورد توسعه ریشه گیاهان با در میان بگذارید.

سوالات مرتبط با توسعه ریشه گیاهان

  • عمق توسعه ریشه گیاهان چقدر است؟

عمق رشد در ریشه‌ها بستگی به ژنتیک و همچنین شرایط خاک دارد. در گیاهان زراعی عمق توسعه ریشه در شرایط ایده‌آل تا ۶۰ سانتیمتر ‌می‌رسد. در درختان میوه دو نوع ریشه عمیق و سطحی وجود دارد که عمق ریشه های عمیق ممکن است تا ده‌ها متر هم باشد اما ریشه های سطحی تا عمق ۳۰ سانتیمتری رشد می کنند که نقش اصلی را هم در توسعه و جذب دارند.

  • کود توسعه ریشه چیست؟

دقت کنید که برای توسعه ریشه تنها نباید به یک کود خاص اکتفا کنید و مهم این است که نیاز ریشه و خاک را بدانید و مجموعه ای از کودها را طبق برنامه‌ریزی مصرف کنید. 

  • ریشه درخت تا چه عمقی پایین ‌می‌رود؟

بسته به ساختار ژنتیکی درخت این عمق متفاوت است ولی بطور کلی ریشه درختان در مناطق خشک به دلیل کمبود آب به عمق بیش‌تری ‌می‌رود ولی هر چه فراهمی آب برای ریشه‌ها بیش‌تر باشد، عمق نفوذ ریشه‌ها کم‌تر است و گسترش ریشه‌ها در لایه‌های بالایی خاک خواهد بود.

منابع

+ Focus on Roots. 2014. Plant Physiology, 166: 453–۴۵۴. doi: ۱۰.۱۱۰۴/pp.114.900494
+ Root Physiology – from Gene to Function. 2005. Plant and Soil, 274: vii–xv. doi: ۱۰.۱۰۰۷/s11104-005-0964-x

نگارش و تالیف: تیم تحقیق و توسعه دایان (شرکت دانش بنیان خوشه پروران زیست فناور). نشر این مطلب با ذکر منبع بلامانع است.

بخش نظرات

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

برنامه غذایی باغ و مزرعه

مدت زمان نگارش برنامه: 3 تا 5 روز

هزینه نگارش برنامه: رایگان!

هزینه نگارش: رایگان!