روی در طبیعت
روی در گیاه
تاًثیر مثبت روی بر رشد محصول اولین بار در سال ۱۸۷۰ به وسیله Raulin کشف شد. در سال ۱۹۰۸ استفاده از نمکهای روی مورد بررسی قرار گرفت اما تا اوایل سال ۱۹۳۰ طول کشید تا دانشمندان کاملأ متوجه این موضوع شدند که روی برای رشد گیاه ضروری است.
در میان ریزمغذی های اصلی روی فواید بسیاری دارد، تشخیص کمبود آن در محصولات بسیار راحت است، معمولاً تجزیه خاک و برگ نتایج خوبی در مورد احتمال وقوع کمبود میدهد و بالاخره اینکه زمانیکه کمبود رخ داده و یا گیاه در معرض کمبود روی قرار دارد روشهای متعددی برای بهبود سریع و مؤثر کمبود وجود دارد.
روی عنصری است که در مقادیر بسیار کم اما حیاتی برای گیاه لازم است تا اجازه فعالیتهای فیزیولوژیک را به گیاه بدهد. این فعالیتها نقش مهمی در فرایندهای فتوسنتز و تشکیل قند، سنتز پروتیین، حاصلخیزی و رشد و مقاومت در برابر بیماری دارد. زمانیکه کمبود رخ میدهد این فعالیتهای فیزیولوژیک تضعیف شده و سلامت و حاصلخیزی گیاه بسیار تحت تاًثیر قرار میگیرد که باعث افت محصول و پایین آمدن کیفیت آن میشود. حیوانات و انسانها نیز نیاز اساسی به روی دارند و در مناطقی که کمبود روی در محصولات گسترده است خطر زیادی وجود دارد که دام و انسان ها نیز تحت تاًثیر قرار گیرند.
جذب روی در گیاه
گیاهان روی را به فرم دو ظرفیتی جذب میکنند اما هنوز مشخص نیست آیا این جذب به صورت فرایند پخشیدگی از طریق غشاهای مخصوص صورت میگیرد و یا جذب از طریق ناقل های ویژه امکانپذیر میشود. تحقیقات نشان داده که هردو مکانیزم در انتقال روی نقش دارند و در حدود ۵/۹۰ درصد از کل روی مورد نیاز گیاه توسط فرایند پخشیدگی به ریشه می رسد. این حرکت روی بسیار وابسته به رطوبت خاک بوده و بنا به این دلیل مخصوصاً در مناطق خشک و نیمه خشک کمبود روی بسیار شایع است.
انتقال روی در گیاه
روی از طریق آوندهای چوبی از ریشه به شاخ و برگها منتقل میشود. همچنین مقادیر بالای روی در آوندهای آبکش نیز نشان میدهد که روی از هر دو نوع آوند میتواند حرکت کند. جابجایی روی از برگهای پیرتر به برگهای جوانتر در زمان نمو دانه نیز اتفاق میافتد. در گیاهانی که دچار کمبود نیتروژن هستند این جابجایی دیده نمیشود که این موضوع نشان میدهد که نشانه های کمبود روی در هنگام کمبود نیتروژن بیشتر خود را نشان میدهند.
روی در خاک
بیشترین قسمت روی در ساختمان شبکهای خاک وجود دارد و بنابراین غیر قابل دسترس برای گیاه است. روی قابل دسترس در محلول خاک به صورت یونی یا کمپلکس بوده و می تواند بر روی ساینهای تبادلی کانیهای رسی و مواد آلی نیز جذب شود. همچنین روی میتوند به صورت کاتیون دوظرفیتی ، هیدروکسید روی و یا کلرید روی یافت شود.
حلالیت روی بسیار وابسته به pH خاک است. حضور کربنات کلسیم قابلیت دسترسی روی را به دلیل ایجاد pH بالا کاهش داده و نیز با تشکیل کربنات روی ، قابلیت دسترسی روی کاهش مییابد. مقادیر بالای فسفر در خاک نیز میتواند باعث کمبود شود. وجود مقادیر بیش از حد مس نیز قابلیت دسترسی روی را کاهش میدهد چون جذب هر دو کاتیون از طریق یک مکانیزم یکسان صورت میگیرد. از سوی دیگر کاربرد منیزیم قابلیت دسترسی روی و جذب توسط ریشه را افزایش میدهد.
وضعیت روی در ایران
بیشتر از ۶۰ درصد زمینهای زراعی در ایران دارای کمبود روی هستند که باعث کاهش ۵۰ درصدی محصول میگردد. محصولاتی مانند غلات و درختان میوه (مرکبات، سیب، گلابی و هلو ) به شدت تحت تاًثیر کمبود روی هستند دلایل اصلی کمبود روی در خاکهای ایران عبارتند از : آهکی بودن خاکهای زراعی، pH بالا، مصرف فراوان و بیش از نیاز کودهای فسفاته ، وجود غلظتهای بالای بی کربنات در آب آبیاری و نهایتاً عدم رواج مصرف کودهای حاوی روی.
بیشتر از ۸۰ درصد زمینهای قابل کشت در ایران کمتز از ۱ میلی گرم بر کیلو گرم روی ( به شکل قابل استخراج با DTPA دارند و این در حالیست که حد بحرانی روی (به فرم قابل استخراج با DTPA) بین ۷/۰ تا ۱ میلی گرم بر کیلو گرم میباشد.
با توجه به اینکه گندم یکی از مهمترین محصولات در ایران بوده و بیشتر از ۴۵ درصد پروتئین و ۵۵ درصد کالری مورد نیاز مردم را تاًمین میکند، محصول گندمی که در این زمینهای دارای کمبود به دست میآید وزن دانه پایینی خواهد داشت که در واقع باعث کاهش عملکرد میگردد.
کمبود عناصر ریز مغذی به ویژه روی در اراضی زیر کشت گندم عمومیت داشته و طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی برای آنکه عناصر موجود در یک ماده غذایی (مثلاً نان) در سیستم گوارشی بدن قابل جذب باشد، میبایست نسبت مولی اسید فیتیک به روی پایینتر از ۲۵ باشد. مصرف کودهای حاوی روی در مزارع گندم باعث میشود که این نسبت به کمتر از ۲۵ کاهش یافته و عناصر موجود در نانی که از این گندم تهیه میشود برای انسان قابل جذب خواهد بود.
ذرت، گندم، برنج، سویا، نخود، سورگوم، مرکبات و انگور (بسیار حساس) همه نحت تاًثیر کمبود روی هستند. درختان مرکبات در جنوب و شمال ایران نسبت به سایر درختان میوه مثل سیب ، گلابی و هلو نسبت به کمبود روی حساستر هستند. برخی محصولاتی که نسبت به کمبود روی مقاوم هستند عبارتند از هویچ، سبزیجات و جو .
با وجود این در خاکهایی که دارای کمبود روی هستند، اگر عرضه روی کافی نباشد گیاه با وجود هر گونه حساسیتی که به کمبود روی داشته باشد، تحت تأثیر قرار خواهد گرفت.
علائم کمبود روی در گیاهان مختلف
گندم
کمبود روی در گندم عملکرد و کیفیت دانه را کاهش می دهد. علایم کمبود ابتدا در برگهای جوان نمایان می گردد. در مراحل اولیه کمبود، رگه های سبز روشن تا سفید و نواحی سوخته(نکروزه) در هر دو طرف برگها ظاهرشده ، درمراحل شدیدتر برگهای پایینتر نیز کاملا زرد و کوتاه شده اما با این حال هنوز عرض طبیعی دارند. معمولاً حاشیه برگها به رنگ سبز باقی می ماند اما گاهی نیز در بعضی موارد گوشه های برگ به رنگ قهوهای درمی آید. برگها کوچک می مانند و نواحی زرد شده بین رگبرگها افزایش مییابد. در قسمت رویی برگ نیز لکه های سوخته که بعد از مدتی به هم پیوسته و نواحی سوخته قهوهای روی برگ ایجاد میکنند، ظاهر میشوند. علایم سوختگی در برگهای مسن تر واضحتر است که به تدریج این برگها خم شده و میزیزند. کمبود روی در مزارع معمولاً به صورت تکه تکه است اما میتواند به سرعت گسترش یابد که بستگی به درجه تنش دارد.
تغذیه محصول با کودهای روی و یا برگپاشی میتواند عملکرد را افزایش داده و نیز مقاومت گیاهان را به قارچها بهبود بخشد.
ذرت
نشانه های کمبود روی در ذرت معمولاً به صورت نوارهای زرد رنگ در برگها ظاهر میشود و قسمتهایی از برگ که نزدیک به ساقه هستند به رنگ زرد تا سفید در میآیند. در مراحل شدیدتر کمبود، فاصله میان گره ها کوتاه شده و در برگهای پایینی نوارهای زرد یا قرمز به چشم میخورد و رشد گیاه متوقف می شود.
برای رفع کمبود از کودهای و یا برگپاشی محلول سولفات روی استفاده میشود.
سورگوم ( ذرت خوشهای)
علائم کمبود روی در دانههای سورگوم بسیار شبیه ذرت بوده اما از وضوح کمتری برخوردار است. سورگوم به اندازه ذرت به کمبود روی حساس نیست اما کمبود روی رسیدن دانهها را به تعویق میاندازد.
سویا
بعد از ذرت سویا و کرچک محصولاتی هستند که بسیار تحت تأثیر کمبود روی قرار میگیرند.
نشانههای مهم کمبود به صورت برگهای سبز روشن تا زرد (همراه با زرد شدن بین رگبرگها ) و متوقف شدن رشد میباشد. برگهای پایینی برنزه شده و نواحی نکروزه گسترش مییابد و رسیدن به تأخیر میافتد.
انگور
کمبود روی باعث متوقف شدن رشد ریشهها شده، برگها کوچک مانده و نواحی بین رگبرگها زرد میشود. در ایران کاربرد کودهای مولتی از ریز مغذی ها شامل روی، مس، آهن و منگنز میتوتند در ازایش عملکرد و کیفیت دانهها مؤثر باشد.
درختان میوه
در درختان میوه ابتدا رنگ برگها کمی زرد میشود و رنگ برگهای انتهایی شاخه کمی روشن تر است. فاصله میان گره در انتهای شاخههای جوان کم شده و برگهایی که از این جوانهها بیرون میآیند باریک، نازک و روشن تا سفبد هستند. گاهی یک یا چند برگ بزرگ نیز ظاهر میشود. جوانههای برگی بقیه شاخه باد کرده ولی باز نمیشوند و گاه یکی دو برگ در پایین شاخه ظاهر می شود. این مجموعه به شاخهها یک حالت مشعلی میدهد که با نگاه اول میتوان آن را به کمبود روی نسبت داد. این علائم در هلو آن قدر ممکن است شدید شود که تمام سر شاخهها لخت شوند. در گلابی علائم خفیفتر است. در مرکبات برگها کشیده و ابلقی میشوند و سر شاخهها ممکن است خشک شوند.
خسارت عمده کمبود روی ریختن میوههای درختان دانهدار و هستهدار در طول تکامل آنهاست و شدیدترین حالت را میتوان در موقعی که سیب به اندازه گردو میشود مشاهده کرد. در ان موقع گاه تا ۸۰ درصد میوه درختان میریزد. در مرکبات کمبود روی با پوست کلفت شدن و ضخیم شدن سفیده و غیر قابل فروش شدن میوه مشخص میگردد.
پیشگیری و معالجه
چون اغلب کمبود روی در باغات جوانی که اراضی آن بکر یا تسطیح شده باشد ظاهر میشود، بنابراین توصیه میشود قبل از اقدام به کاشت درخت وضعیت روی در این خاکها بررسی گردد تا بتوان نسبت به اصلاح اقدام نمود. به دلیل اینکه گیاهان خانواده بقولات مانند شبدر و یونجه قدرت زیادی برای جذب روی دارند و ریشه آنها روی را از اعماق خاک به سطح میآورد کاشت این گیاهان به عنوان کود سبز برای اصلاح اراضیی که مشکوک به کمبود روی هستند توصیه میشود. همچنین میتوان در اراضی که کمبود در آنها دیده میشود از گونه های مقاوم نیز استفاده کرد.
همانطور که قبلاً ذکر شد روی باید به فرم محلول در خاک وجود داشته باشد. دو ترکیب سولفات روی و کلاتهای روی برای اصلاح کمبود روی با توجه به اینکه محول هستند بسیار مناسب میباشند. مقدار مصرف سولفات روی ۲۰۰ تا ۴۰۰ گرم برای هر درخت ، ۲۰تا ۴۰ کیلوگرم در هکتار برای کشت خطی و ۵/۱ برابر آن برای کشت دست پاش میباشد. کلات روی نیز بسیار مؤثر است اما کاربرد سولفات روی اقتصادی تر و مؤثرتر است.
کاربردها ی روی در صنعت
- روی برای آبکاری فلزات استفاده میشود تا از زنگ زدگی آنها جلوگیری کند.
- روی در آلیاژهایی نظیر برنج به کار میرود. برنج ، بخاطر استقامت و مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی کاربردهای وسیعی دارد.
- روی بطور گسترده در صنعت خودرو سازی استفاده میشود. همچنین روی در فلز ماشین تحریر فرمولهای مختلف لحیم نقره آلمانی و …. بکار میرود.
- روی لولهای بهعنوان قسمتی از محتوی باطریها مورد استفاده قرار میگیرد.
- اکسید روی بهعنوان رنگدانههای سفید در رنگهای آبی و همچنین بهعنوان فعال کننده در صنعت Rubber استفاده میشود.
- کلرید روی بهعنوان بوگیر و همچنین محافظ چوب نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
- سولفید روی در رنگدانههای درخشان ، برای تولید عقربههای ساعت و موارد دیگری که در تاریکی میدرخشد، استفاده میشود.
منابع غذایی
ما ۲۰ تا ۴۰ درصد میزان روی موجود در غذا را جذب میکنیم. غذاهایی مانند گوشت قرمز، ماهی، مرغ و بوقلمون، آمادهترین شکل قابل دسترس روی قابل جذب هستند. روی موجود در سبزیجات کمتر برای بدن ما قابل دسترس است و فیبر سبزیجات به تنهایی میزان روی را که قابل جذب و استفاده است کمتر میکند. محصولات لبنی و تخم مرغ دارای میزان نسبتاً خوبی روی هستند اما جذب روی از این مواد مشکلتر است.
غذاهای زیر بهترین منبع قابل استفاده روی است:
صدف نرم تن(غنیترین منبع)، گوشت قرمز، میگو، خرچنگ و دیگر ماهیهای صدف، منابع دیگر روی که کمتر قابل جذب است شامل لوبیا، نخود چشم سیاه، سویا، بادام زمینی) غلات کامل، فیبرو، توفو، مخمر آبجو، سبزی پخته شده، قارچ، لوبیا سبز و دانه کدو است.
قرنها پیش از اینکه روی به فرم فلزی خود کشف شود سنگ معدن آن برای ساختن اجسام برنجی و ترکیبات روی در بهبود زخمها و درد چشم استفاده میشد. اولین کالاهای برنجی در زمان آگوستوس (۲۰ سال قبل از میلاد مسیح) ساخته شد. آنها کالامین و مس را با یکدیگر در بوته آهنگری حرارت میدادند که در این عمل اکسید روی در کالامین کاهش مییافت و فلز روی آزاد توسط مس به دام انداخته میشد و به شکل آلیاژ در میآمد. برنج بدست آمده ، یا در قالب ریخته میشد یا با چکش به شکلهای مختلف در میآمد. در قرن ۱۲ تا ۱۶ میلادی فلز روی و ترکیبات اکسید روی در هند به دست می آمد ، در قرن ۱۷ ام ساخته های رویی به چین هم رسید. در سال ۱۷۴۳ میلادی اولین معدن روی در اروپا در بریستول انگلستان تأسیس گردید.
