مرور علمیِ نقش و برهم‌کنش «کود آهن»، «کود آمینواسید» و «کود سه بیست 20 20 20» در فیزیولوژی گیاه

۱) مقدمه: از «نام کود» به «مسیرهای زیستی»

در نگاه علمی، هر کود تنها ورودیِ یک مسیر متابولیکی است. نتیجه نهایی—رشد پایدار و کیفیت محصول—وقتی حاصل می‌شود که: (۱) مسیرهای ساخت اندام و مصرف انرژی با NPK متعادل فعال بمانند (نقش کود سه‌بیست)، (۲) دستگاه فتوسنتز و تنفس در سطح آنزیمی پایدار باشد (نیاز به کود آهن در شکل زیست‌فراهم)، و (۳) سیستم تنظیم تنش و بازسازی بافت کارا عمل کند (اثر کود آمینواسید به‌عنوان بیواستیمولانت). بنابراین طراحی یک برنامه تغذیه، در اصل مدیریت همزمان سه محور است: منابع (NPK)، کاتالیست‌های آنزیمی (Fe و ریزمغذی‌ها) و مدولاسیون تنش (آمینواسیدها).

۲) کود آهن: از شیمی خاک تا زیست‌فراهمی در برگ

شیمی خاک و اکسیداسیون–کاهش: آهن در خاک عمدتاً به شکل‌های Fe(III) نامحلول حضور دارد. برای ورود به ریشه باید به Fe(II) تبدیل شود یا به‌صورت کلات پایدار در محلول خاک باقی بماند. در خاک‌های آهکی (pH بالا)، حلالیت Fe(III) بسیار پایین است؛ لذا کلات‌های قوی‌تر مانند EDDHA (به‌ویژه ایزومر o-o) نسبت به EDTA/DTPA پایداری بالاتری دارند. در محیط‌های با pH نزدیک خنثی یا سیستم‌های محلول‌کشت، DTPA گزینۀ مناسبی است.

جذب و نقش‌های مولکولی: ریشه‌های گیاهان غیرگراس با پمپ‌های پروتونی pH ریزوسفر را کاهش و با ردوکتازهای غشایی Fe(III) را به Fe(II) تبدیل می‌کنند؛ سپس ترانسپورترهای ZIP/IRT آن را به درون می‌برند. آهن در سنتز کلروفیل غیرمستقیم است اما برای کمپلکس‌های آهن–سولفور (Fe–S) و سیتوکروم‌ها ضروری است؛ بنابراین کمبود آن با کلروز بین‌رگبرگی در برگ‌های جوان و افت سریع SPAD بروز می‌کند. در میتوکندری و کلروپلاست، آهن در زنجیره انتقال الکترون نقش محوری دارد؛ اختلال در این مسیرها به کاهش فتوسنتز خالص و کوچک‌ماندن میوه‌ها منتهی می‌شود.

پیامدهای مدیریتی: در pH بالا، مصرف خاکیِ EDDHA راهکار پایدار است؛ محلول‌پاشی آهن پاسخ سریع اما کم‌دوام می‌دهد. قلیائیت آب (بی‌کربنات) باید مدیریت شود؛ اسیدی‌سازی هدفمند آب/محلول مادر (تا حوالی pH ۶–۶٫۵) زیست‌فراهمی Fe و P را افزایش می‌دهد. SPAD و آزمون برگ معیارهای تصمیم‌اند؛ افزایش کورکورانه دوز آهن، رسوب یا آنتاگونیسم می‌آفریند.

۳) کود آمینواسید: بیواستیمولانتِ تنظیم تنش و کارایی جذب

ترکیب و کیفیت: کودهای آمینواسیدی از هیدرولیز آنزیمی یا اسیدی–قلیایی منابع گیاهی/جانوری به‌دست می‌آیند. برای اثرگذاری زیستی، L-آمینو اسید آزاد (نه پپتیدهای درشت) و پروفایل متوازن (پرولین، گلیسین، گلوتامیک اسید…) اهمیت دارد.

سازوکارهای اثر: (۱) تنظیم اسمزی و آنتی‌اکسیدانی با افزایش ترکیبات سازگار و آنزیم‌های سم‌زدا (SOD, CAT)؛ کمک به تحمل گرما، خشکی، شوری و باد. (۲) بهبود جذب ریزمغذی‌ها؛ افزایش نفوذپذیری کوتیکول/غشا و کمپلکس‌شدن ملایم با یون‌ها (به‌ویژه Fe و Zn). (۳) پشتیبانی از سنتز پروتئین؛ با تعدیل بیان ژن‌ها و تأمین آجرهای سازنده، ریکاوری پس از تنش را تسریع می‌کند.

۴) کود سه بیست (20-20-20): تعادل منبع–تقاضا در آغاز فصل

منطق نسبت‌ها: این کود با نسبت برابر نیتروژن، فسفر و پتاسیم، سه نیاز بنیادی را همزمان پوشش می‌دهد—N: ماده خام پروتئین‌ها، کلروفیل و رشد رویشی؛ P: ATP/ADP و ریشه‌زایی؛ K: تنظیم روزنه‌ها، تعادل یونی–آبی، استحکام دیواره و کیفیت.

نکات کاربردی: فرتی‌گیشنِ تقسیم‌شده (۵–۱۵ کیلوگرم/هکتار در هفته بسته به محصول و مرحله) به‌جای شوک دوزی، نوسان رشد را کاهش می‌دهد. در محلول‌پاشی، EC پایین آب و ساعات خنک انتخاب شود. پس از عبور از فاز رویشی و ورود به فاز کیفیت، حرکت تدریجی به سمت فرمول‌های پتاس‌بالا منطقی است.

۵) برهم‌کنش‌ها و آنتاگونیسم‌ها

pH و بی‌کربنات تعیین‌کننده‌ی سرنوشت آهن‌اند؛ حتی با کود سه بیست و برنامه دقیق، اگر قلیائیت کنترل نشود، کلروز باقی می‌ماند. فسفات‌های غلیظ می‌توانند با آهن رسوب بسازند؛ اختلاط بی‌محابا در مخزن باعث کاهش کارایی Fe و گرفتگی نازل‌ها می‌شود. آمینواسیدها انتقال آهن را تسهیل می‌کنند، اما جایگزین کلات‌های پایدار در خاک‌های آهکی نیستند. نیتروژن زیاد همزمان با دمای بالا، رشد آبکی و حساسیت بیماری را بالا می‌برد؛ نسبت N:K را در میوه‌دهی بازتنظیم کنید.

۶) ریزوسفر و کیفیت آب: چرا «اسیدی‌سازی هدفمند» کلیدی است؟

قلیائیت آب (HCO₃⁻) بافری بر ضد اسیدی‌سازی ایجاد می‌کند؛ یعنی حتی اگر اسید اضافه کنید، pH دوباره بالا می‌رود. پایش قلیائیت به mg/L CaCO₃ و محاسبه مقدار اسید برای رسیدن به pH هدف ۶–۶٫۵، ظرفیت رهاسازی Fe و P را افزایش می‌دهد. این اقدام باید با ایمنی کامل، تست جار و فیلتر تمیز همراه باشد. در بسترهای سبک، تقسیم دوز کود سه‌بیست و کنترل EC زه‌آب مانع از شست‌وشوی عناصر می‌شود.

۷) طراحی برنامه مبتنی بر شاخص‌ها (نه حدس)

شاخص‌های کلیدی: SPAD (کلروفیل‌سنج دستی) برای رهگیری پاسخ به کود آهن؛ آزمون برگ برای تمییز کمبود Fe از Mn/Mg؛ EC/pH آب و زه‌آب برای تنظیم دوز کود سه‌بیست و ارزیابی ریسک برگ‌سوزی؛ ثبت تنش‌ها (دما، باد، شوری) برای زمان‌بندی کود آمینواسید.

الگوی نمونه (علمی، قابل‌شخصی‌سازی): (۱) استارت: فرتی‌گیشن کود سه‌بیست به‌صورت تقسیم‌شده برای تحریک ریشه و ساخت اسکلت. (۲) تصحیح ریزوسفر: اسیدی‌سازی هدفمند آب/محلول مادر در صورت قلیائیت بالا. (۳) آهن پایدار: در خاک‌های آهکی، مصرف ادتا خاکی/فرتی‌گیشن؛ در کنار آن، یک محلول‌پاشی سبک Fe برای پاسخ سریع. (۴) بیواستیمولاسیون: کود آمینواسید کم‌دوز در پنجره‌های تنش و حوالی گل‌دهی/بستن میوه. (۵) بازتنظیم: پس از تثبیت رشد، کاهش تدریجی دوز سه‌بیست و حرکت به سمت K-بالا برای کیفیت.

۸) خطاهای رایج از منظر علمی

تعمیم نسخه یک مزرعه به مزرعه دیگر بدون درنظرگرفتن pH، قلیائیت و بافت خاک؛ اختلاط Fe با فسفات‌های غلیظ و اتلاف هر دو؛ محلول‌پاشی در ظهر/باد با آب EC بالا → برگ‌سوزی؛ درمان کمبود منگنز/منیزیم با کود آهن به دلیل تشخیص نادرست الگوی کلروز؛ دوزهای سنگین کود آمینواسید بدون توجه به شوری و مرحله رشد.

۹) مطالعه‌ موردی کوتاه

باغ دانه‌دار در خاک آهکی با آب پرقلیائیت: SPAD برگ‌های جوان ۲۸ (پایین)، کلروز بین‌رگبرگی مشهود، EC آب ۰٫۷ و قلیائیت بالا. اقدامات علمی: (الف) اسیدی‌سازی آب تا pH ≈ ۶٫۳، (ب) EDDHA-Fe خاکی در طوقه، (ج) یک محلول‌پاشی سبک Fe + آمینواسید در ساعات خنک، (د) ادامه سه‌بیست تقسیم‌شده برای تثبیت رشد. نتیجه: طی ۱۰–۱۴ روز SPAD به ۳۶–۳۸ می‌رسد، برگ‌های تازه سبز یکنواخت‌اند و ریزش تنشی کاهش می‌یابد؛ سپس برنامه به سمت K-بالا برای کیفیت میوه بازتنظیم می‌شود.

۱۰) جمع‌بندی علمی

کود سه‌بیست «تأمین‌کننده‌ی منبع» است: وقتی اسکلت رویشی و ریشه‌زایی شکل گرفت، ظرفیت مصرف عناصر و پاسخ گیاه به نهاده‌های بعدی بالا می‌رود. کود آهن «پایدارهنده‌ی ماشین فتوسنتز» است: با انتخاب کلات متناسب با pH و مدیریت قلیائیت آب، از چرخه انرژی و کلروفیل محافظت می‌کند. کود آمینواسید «مدولاتور تنش و کارایی» است: با بهبود نفوذپذیری و تنظیم دفاع آنتی‌اکسیدانی، اتلاف عملکردی ناشی از استرس را کم می‌کند. برنامه‌ای موفق است که به‌جای نسخه ثابت، به‌صورت شاخص‌محور و مرحله‌محور پیاده شود: داده‌های SPAD/آزمون برگ و EC/pH را مبنا قرار دهید، اختلاط‌ها را با تست جار بسنجید، و زمان‌بندی را با توجه به پنجره‌های فیزیولوژیک انتخاب کنید. در چنین چارچوبی، هم‌افزایی کود آهن، کود آمینواسید و کود سه‌بیست به‌صورت قابل‌سنجش در رشد پایدار، کیفیت محصول و بهره‌وری اقتصادی نمایان می‌شود.