بیماری پاخوره (Take-all) که توسط قارچ خاکزی Gaeumannomyces graminis var. tritici ایجاد می‌شود، یکی از مخرب‌ترین بیماری‌های ریشه و طوقه گندم در سراسر جهان محسوب می‌گردد. این بیماری با حمله به سیستم آوندی و بافت‌های پایه‌ای گیاه، جذب آب و مواد غذایی را به شدت مختل کرده و منجر به کاهش چشمگیر عملکرد، پژمردگی زودرس، سفید شدن خوشه‌ها (Whiteheads) و مرگ گیاهچه‌ها می‌شود. کنترل این بیماری به دلیل زندگی زیرزمینی عامل بیماری‌زا و مقاومت آن در برابر بسیاری از قارچ‌کش‌ها، همواره چالش‌برانگیز بوده است. در این میان، تغذیه بهینه گیاه، به ویژه تامین عنصر کم‌مصرف منگنز (Mn) ، به عنوان یک راهکار مدیریتی غیرشیمیایی و پایدار برای تقویت دفاع گیاهی و کاهش خسارت پاخوره مورد توجه قرار گرفته است.
نقش منگنز در گیاه گندم:
منگنز یک عنصر ضروری برای رشد و متابولیسم گیاه است و نقش‌های کلیدی زیر را ایفا می‌کند:
1. فعال‌سازی آنزیم‌ها: به عنوان کوفاکتور در آنزیم‌های مهم متابولیکی مانند سوپراکسید دیسموتاز SOD) دفاع در برابر استرس اکسیداتیو(، مالیک آنزیم (در چرخه کربس) و آنزیم‌های دخیل در سنتز لیگنین، اسیدهای آمینه و هورمون‌ها عمل می‌کند.
2. تولید انرژی: در فتوسنتز تجزیه آب در فتوسیستم (II) و تنفس سلولی نقش دارد.
3. سنتز لیگنین و فنول‌ها: منگنز برای بیوسنتز لیگنین، ترکیب اصلی دیواره سلولی که استحکام ساختاری و سدی فیزیکی در برابر پاتوژن‌ها ایجاد می‌کند، حیاتی است. همچنین در تولید ترکیبات فنلی دفاعی نقش دارد.
4. دفاع گیاهی: به طور مستقیم و غیرمستقیم سیستم‌های دفاعی گیاه را تقویت می‌کند.
مکانیسم‌های تاثیر منگنز در کاهش پاخوره:
تحقیقات گسترده نشان داده‌اند که تغذیه کافی با منگنز می‌تواند مقاومت گندم را در برابر قارچ پاخوره به طور قابل توجهی افزایش دهد. مکانیسم‌های اصلی این تاثیر عبارتند از:
1. تقویت دیواره سلولی و ایجاد سد فیزیکی:
- منگنز برای فعالیت آنزیم‌های کلیدی در مسیر بیوسنتز لیگنین ضروری است.
- تامین کافی منگنز منجر به لیگنینی شدن بیشتر و سریع‌تر دیواره‌های سلولی ریشه و طوقه می‌شود.
- لیگنین بالا، دیواره‌های سلولی را سخت‌تر و نفوذناپذیرتر می‌سازد، ایجاد سدی فیزیکی در برابر نفوذ هیف‌های قارچ G. graminis و گسترش آن در بافت‌های گیاهی.
2. القای تولید ترکیبات دفاعی (فنول‌ها):
منگنز در سنتز ترکیبات فنلی نقش دارد.
- این ترکیبات فنلی دارای خاصیت ضد قارچی هستند و می‌توانند به طور مستقیم رشد قارچ را مهار کنند یا به عنوان پیش‌ساز برای ترکیبات دفاعی پیچیده‌تر عمل نمایند.
- کمبود منگنز اغلب با کاهش غلظت این ترکیبات فنلی دفاعی همراه است.
3. کاهش استرس اکسیداتیو و افزایش فعالیت آنزیم‌های دفاعی:
- حمله پاتوژن‌ها معمولاً منجر به تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) و ایجاد استرس اکسیداتیو در گیاه می‌شود.
- منگنز کوفاکتور آنزیم مهم سوپراکسید دیسموتاز (Mn-SOD) است که ROS را خنثی می‌کند.
- گیاهانی که از نظر منگنز تامین هستند، توانایی بیشتری در کنترل استرس اکسیداتیو ناشی از حمله قارچ پاخوره دارند و بافت‌های سالم‌تری حفظ می‌کنند.
- ممکن است منگنز فعالیت سایر آنزیم‌های مرتبط با دفاع (مانند پراکسیدازها) را نیز تعدیل کند.
4. بهبود سلامت کلی گیاه و تحمل به بیماری:
- منگنز برای بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی حیاتی است (فتوسنتز، تنفس، سنتز پروتئین).
- گیاهانی که تغذیه منگنز کافی دارند، به طور کلی قوی‌تر، با رشد ریشه‌ای بهتر و سیستم ایمنی کارآمدتر هستند.
- این سلامت عمومی، توانایی گیاه را برای تحمل خسارت ناشی از پاتوژن و بازیابی افزایش می‌دهد (تحمل به بیماری)، حتی اگر میزان آلودگی به طور کامل حذف نشود.
شواهد تحقیقاتی:
مطالعات متعددی اثر مثبت کودهای منگنز را در کنترل پاخوره تایید کرده‌اند:
- آزمایشات گلخانه‌ای و مزرعه‌ای نشان داده‌اند که کاربرد خاکی یا برگی سولفات منگنز یا کلات‌های منگنز، به طور معنی‌داری شدت علائم پاخوره (تعداد گیاهان آلوده، طول ضایعات سیاه روی ریشه و طوقه) را کاهش و عملکرد دانه گندم را افزایش می‌دهد.
- تجزیه بافت گیاهان تیمار شده با منگنز، غلظت بالاتر لیگنین و ترکیبات فنلی را در ریشه و طوقه نشان می‌دهد.
- مشاهده هیستولوژیک، لیگنینی شدن سریع‌تر و بیشتر بافت‌ها در گیاهان تغذیه شده با منگنز را در محل تلاقی با هیف‌های قارچ تایید می‌کند.
- کاربرد منگنز به ویژه در خاک‌های با pH بالا (قلیایی)، خاک‌های آهکی، خاک‌های شنی با ماده آلی کم و خاک‌هایی که قبلاً تحت کشت متراکم غلات بوده‌اند (که همگی مستعد کمبود منگنز و شیوع پاخوره هستند) نتایج چشمگیری داشته است.
ملاحظات کاربردی و توصیه‌ها:
1. آزمون خاک و برگ: پیش از هر اقدامی، انجام آزمون خاک و برگ برای تعیین وضعیت منگنز خاک و گیاه ضروری است. کمبود منگنز در گندم (علائمی مانند رگبرگ‌های سبز و بافت بین رگبرگی زرد یا سفید در برگ‌های جوان) باید تایید شود.
2. منبع کود: رایج‌ترین منابع شامل *سولفات منگنز (MnSO4) و کلات‌های منگنز مثل( Mn-EDTA) هستند. کلات‌ها در خاک‌های قلیایی کارایی بهتری دارند ولی گران‌ترند. اکسید منگنز به دلیل حلالیت پایین، اثر کندتری دارد.
3. روش و زمان کاربرد:
کاربرد خاکی: معمولاً هنگام کاشت یا در مراحل اولیه رشد ریشه‌ها. سولفات منگنز رایج‌تر است. باید با خاک مخلوط شود.
محلول‌پاشی برگی: روش سریع و کارآمد برای رفع سریع کمبود، به ویژه در مراحل بحرانی رشد (اوایل پنجه‌زنی تا شروع ساقه‌رفتن). کلات‌ها یا سولفات منگنز محلول قابل استفاده هستند. معمولاً نیاز به تکرار دارد. بهترین زمان صبح زود یا عصر است.
4. مقدار مصرف: مقدار مصرف بسته به شدت کمبود، نوع خاک، منبع کود و رقم گندم متفاوت است. مقادیر رایج:
- سولفات منگنز خاکی: ۱۰ تا ۳۰ کیلوگرم در هکتار
- سولفات منگنز برگی: 2 تا 4 کیلوگرم در ۱۰۰۰ لیتر آب در هکتار
- کلات منگنز برگی: طبق توصیه سازنده
5. تلفیق با سایر روش‌های مدیریتی: کاربرد منگنز جایگزینسایر روش‌های کنترل تلفیقی (ITM) مانند تناوب زراعی با گیاهان غیرمیزبان (حبوبات، کلزا)، استفاده از ارقام متحمل تر (در صورت وجود)، مدیریت بقایای گیاهی، تنظیم pH خاک (کاهش pH در خاک‌های بسیار قلیایی با گوگرد در بلندمدت) و تقویت سلامت کلی خاک (افزایش ماده آلی) *نمی‌شود، بلکه به عنوان یک جزء مکمل قدرتمند در این سیستم عمل می‌کند. سلامت خاک و جمعیت میکروبی مفید آن می‌تواند بر قابلیت جذب منگنز و پاسخ گیاه به بیماری تاثیر بگذارد.
6. پرهیز از مصرف بیش از حد: مصرف زیاد منگنز می‌تواند باعث سمیت یا ایجاد اختلال در جذب سایر عناصر (مخصوصاً آهن) شود.
نتیجه‌گیری:
کودهای حاوی منگنز با تقویت مکانیسم‌های دفاعی ذاتی گندم، به ویژه از طریق تسهیل سنتز لیگنین و ترکیبات فنلی ضد قارچی، افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان و ارتقای سلامت عمومی گیاه، ابزاری ارزشمند و سازگار با محیط زیست در مدیریت بیماری مخرب پاخوره به شمار می‌آیند. در خاک‌های مستعد کمبود منگنز (خاک‌های قلیایی، آهکی، شنی، با ماده آلی کم و تحت کشت متراکم)، تشخیص به موقع کمبود و کاربرد صحیح و به موقع کودهای منگنز (خاکی یا برگی) می‌تواند به طور معنی‌داری شدت بیماری پاخوره را کاهش داده، سلامت ریشه را بهبود بخشیده و در نهایت منجر به حفظ و افزایش عملکرد کمی و کیفی گندم گردد. به کارگیری این روش به عنوان بخشی از یک برنامه مدیریت تلفیقی بیماری‌ها، رویکردی پایدار و اقتصادی برای مقابله با چالش پاخوره در کشت گندم محسوب می‌شود.
بدون کامنت !