સૂક્ષ્મ પોષકો

સૂક્ષ્મ પોષકો : વનસ્પતિ-પોષણ માટે અતિઅલ્પ પ્રમાણમાં જરૂરી ખનિજ-તત્વો. આ ખનિજ-તત્વો ઘણુંખરું ઉત્સેચકના ઘટક તરીકે કાર્ય કરે છે; કેટલીક વાર તે ઉત્સેચકની ક્રિયાશીલતા માટે કે અન્ય દેહધાર્મિક કાર્ય માટે આવશ્યક હોય છે. સામાન્યત: ખનિજ આવશ્યક તત્વોને વનસ્પતિપેશીમાં રહેલી તેમની સાપેક્ષ સાંદ્રતાને આધારે બૃહત્પોષકો (macronutrients) અને સૂક્ષ્મ પોષકોમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. (સારણી 1.)

પરંતુ આ વર્ગીકરણનું દેહધર્મવિજ્ઞાનની દૃષ્ટિએ ઔચિત્ય સિદ્ધ કરવું મુશ્કેલ છે. સૂક્ષ્મ પોષકોનું તેમના જૈવરાસાયણિક અને દેહધાર્મિક કાર્યને અનુલક્ષીને વર્ગીકરણ સારણી 2માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે.

સારણી 1 : વનસ્પતિઓ માટે આવશ્યક એવાં તત્વોનું પર્યાપ્ત પ્રમાણ

તત્વ	શુષ્ક દ્રવ્યમાં સાંદ્રતા % અથવા પી.પી.એમ.	મોલિબ્ડેનમની તુલનામાં પરમાણુઓની સાપેક્ષ સંખ્યા
બૃહત પોષકો
હાઇડ્રોજન (H)	6	6,00,00,000
કાર્બન (C)	45	4,00,00,000
ઑક્સિજન (O)	45	3,00,00,000
નાઇટ્રોજન (N)	1.5	10,00,000
પોટૅશિયમ (K)	1.0	2,50,000
કૅલ્શિયમ (Ca)	0.5	1,25,000
મૅગ્નેશિયમ (Mg)	0.2	80,000
ફૉસ્ફરસ (P)	0.2	60,000
સલ્ફર (S)	0.1	30,000
સિલિકોન (Si)	0.1	30,000
સૂક્ષ્મપોષકો	પી.પી.એમ.
ક્લોરિન (Cl)	100	3,000
આયર્ન (Fe)	100	2,000
બોરોન (B)	20	2,000
મૅંગેનીઝ (Mn)	50	1,000
સોડિયમ (Na)	10	400
ઝિંક (Zn)	20	300
કૉપર (Cu)	06	100
નિકલ (Ni)	0.1	2
મોલિબ્ડેનમ (Mo)	0.1	1

સારણી 2 : જૈવરાસાયણિક કાર્યને અનુલક્ષીને સૂક્ષ્મ પોષકોનું વર્ગીકરણ

સમૂહ 1	આયન-સ્વરૂપમાં રહેલા સૂક્ષ્મ પોષકો
Na	C4 અને CAM ચક્રમાં ફૉસ્ફોઇનોલ પાયરુવેટના પુનરુત્પાદન સાથે સંકળાયેલ, કેટલાંક કાર્યોમાં પોટૅશિયમના પ્રતિસ્થાપક (substitute) તરીકે.
Mn	કેટલાક ડિહાઇડ્રૉજિનેઝ, ડિકાર્બૉર્ક્સિલેઝ, કાઇનેઝ, ઑક્સિડેઝ અને પૅરૉક્સિડેઝની ક્રિયાશીલતામાં જરૂરી, ધનાયન-ઉત્તેજિત ઉત્સેચકો સાથે અને પ્રકાશસંશ્લેષી ધનાયન-ઉત્તેજિત ઉત્સેચકો સાથે અને પ્રકાશસંશ્લેષી O2ના સર્જન સાથે સંકળાયેલ.

સમૂહ 2 ઇલેક્ટ્રૉનના સ્થાનાંતર સાથે સંકળાયેલા સૂક્ષ્મ પોષકો

Fe	પ્રકાશસંશ્લેષણ, નાઇટ્રોજન સ્થાપન અને શ્વસનમાં ભાગ લેતા સાયટોક્રોમ અને નૉનહિમ આયર્ન પ્રોટીનના ઘટક તરીકે.
Cu	ઍસ્કોર્બિક ઍસિડ ઑક્સિડેઝ, ટાયરોસિનેઝ, મૉનો- એમાઇન ઑક્સિડેઝ, યુરિકેઝ, સાયટોક્રોમ ઑક્સિડેઝ, ફિનૉલેઝ, લેક્સેઝ અને પ્લાસ્ટોસાયનિનના ઘટક તરીકે.
Zn	આલ્કોહૉલ ડિહાઇડ્રૉજિનેઝ, લૅક્ટિક ડિહાઇડ્રૉજિનેઝ,  ગ્લુટામિક ડિહાઇડ્રૉજિનેઝ, કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝ,  આલ્કેલાઇન ફૉસ્ફેટેઝ વગેરેના ઘટક તરીકે.
Mo	નાઇટ્રૉજિનેઝ, નાઇટ્રેટ રિડક્ટેઝ અને ઝેન્થિન ડિહાઇડ્રૉજિનેઝના ઘટક તરીકે.
Ni	યુરિયેઝ, હાઇડ્રૉજિનેઝના ઘટક તરીકે, નાઇટ્રોજનનું સ્થાપન કરતાં બૅક્ટેરિયામાં.

સૂક્ષ્મ પોષકોનું દેહધાર્મિક મહત્વ અને તેમની ન્યૂનતાથી ઉદભવતી અસરો આ પ્રમાણે છે :

1. લોહ (iron) : તે રાતી કે બદામી રંગની મૃદા(soil)માં ઑક્સાઇડ સ્વરૂપે રહેલું છે. તે જલસંતૃપ્ત મૃદામાં અને કૂવા દ્વારા થતી સિંચાઈમાં હોય છે. તે ઇલેક્ટ્રૉનના સ્થાનાંતર સાથે સંકળાયેલા સાયટોક્રોમ અને ફેરેડૉક્સિન જેવા ઇલેક્ટ્રૉનવાહકોના બંધારણમાં એક ઘટક તરીકે હોય છે. તે ઇલેક્ટ્રૉનના સ્થાનાંતર દરમિયાન પ્રતિવર્તીપણે માંથી માં ઑક્સીકૃત થાય છે. તે કેટાલેઝ પૅરૉક્સિડેઝ અને સમિતાયાકણ(aleurone grain)ના નિર્માણમાં જરૂરી છે. મૅગ્નેશિયમની ન્યૂનતાની જેમ, લોહની ન્યૂનતાથી આંતરશિરીય (intervenous) હરિમાહીનતા (chlorosis) થાય છે. આ ચિહ્નો તરુણ પર્ણોમાં જોવા મળે છે; કારણ કે જૂનાં પર્ણોમાંથી લોહ સરળતાથી વહન પામી શકતું નથી. લાંબા ગાળાની ન્યૂનતાથી કે અતિન્યૂનતાથી શિરાઓ પણ હરિમાહીન બને છે અને સમગ્ર પર્ણ સફેદ બની જાય છે. હરિતકણમાં આવેલાં કેટલાંક ક્લૉરોફિલ-પ્રોટીન સંકુલોના સંશ્લેષણ માટે જરૂરી હોવાથી પર્ણ હરિમાહીન બને છે. જૂનાં પર્ણોમાં અદ્રાવ્ય ફૉસ્ફેટ કે ઑક્સાઇડના સ્વરૂપમાં થતા અવક્ષેપન-(precipitation)ને કારણે અથવા પર્ણમાં ફાઇટોફેરિટિન સાથે સંકુલ રચાવાથી લોહનું સ્થાનાંતર અલ્પ પ્રમાણમાં થાય છે. અવક્ષેપનથી લાંબા અંતરે આવેલી અન્નવાહક પેશી તરફ લોહના સંવહનમાં ઘટાડો થાય છે. વનસ્પતિની વૃદ્ધિમાં સતત ઘટાડો થાય છે.

2. મૅંગેનીઝ : તે મૃદામાં ઑક્સાઇડ સ્વરૂપમાં રહેલું છે અને મૃદાને ઍસિડિક બનાવે છે. તે કેટલાક ડિહાઇડ્રૉજિનેઝ, ડિકાર્બૉક્સિલેઝ, કાઇનેઝ, ઑક્સિડેઝ અને પૅરૉક્સિડેઝની સક્રિયતા માટે જરૂરી છે. તે ક્લૉરોફિલ સંશ્લેષણમાં ઉપયોગી છે. ધનાયન-ઉત્તેજિત ઉત્સેચકો સાથે અને પ્રકાશસંશ્લેષી O₂ના નિર્માણ સાથે તે સંકળાયેલ છે. તેની ન્યૂનતાથી પર્ણોમાં નાનાં બદામી રંગનાં ઉતકક્ષયી (necrotic) ટપકાં સહિત આંતરશિરીય (intervenous) હરિમાહીનતા થાય છે. વનસ્પતિ-પ્રકાર અને વૃદ્ધિના દરને આધારે જૂનાં કે નવાં પર્ણોમાં હરિમાહીનતા જોવા મળે છે. તેથી પેશી બદામી રંગમાં ફેરવાય છે. કણસલામાં દાણા વિકસતા નથી; ઉત્પાદનમાં ઘટાડો થાય છે. ક્યારેક પાક નિષ્ફળ જાય છે. તેની ઊણપથી મૂળનો વિકાસ અવરોધાય છે.

3. તાંબું : તે મૃદામાંથી અત્યંત અલ્પ પ્રમાણમાં પ્રાપ્ત થાય છે. તેની વધુ પડતી જમાવટ વનસ્પતિને નુકસાન કરે છે. તે ઍસ્કોર્બિક ઍસિડ ઑક્સિડેઝ, ટાયરોસિનેઝ, મૉનોએમાઇન ઑક્સિડેઝ, યુરિકેઝ, સાયટોક્રોમ ઑક્સિડેઝ, ફિનૉલેઝ, લેક્સેઝ અને પ્લાસ્ટોસાયનિનના ઘટક તરીકે કાર્ય કરે છે. તે રેડૉક્સ પ્રક્રિયા(Cu²⁺ē ↔ Cu⁺)માં સંકળાયેલા ઉત્સેચકો સાથે સંબંધિત હોય છે. પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશપ્રક્રિયામાં પ્લાસ્ટોસાયનિન ઇલેક્ટ્રૉનના વહન સાથે સંકળાય છે. તે C/Nનો ગુણોત્તર જાળવી રાખે છે. તાંબાની ન્યૂનતાનું આરંભિક ચિહ્ન ઘેરાં લીલાં પર્ણોનું નિર્માણ છે; જેઓ ઉતકક્ષયી ટપકાં ધરાવે છે. તરુણ પર્ણોની ટોચ ઉપર સૌપ્રથમ ઉતકક્ષયી ટપકાં ઉદભવે છે અને પર્ણકિનારીથી પર્ણતલ સુધી લંબાય છે. પર્ણો વળી જાય છે, તેઓ રંગહીન કે વિકૃત બને છે. તાંબાની અતિ ન્યૂનતાથી પર્ણ અપક્વ સ્થિતિમાં ખરી પડે છે. તેની ન્યૂનતા અગ્રકલિકાનો વિકાસ અટકાવી વામનતા પ્રેરે છે. તે દાણાનો વિકાસ અટકાવે છે.

4. જસત : તે મૃદામાંથી મળે છે. તે આલ્કોહૉલ ડિહાઇડ્રૉજિનેઝ, લૅક્ટિક ડિહાઇડ્રૉજિનેઝ, ગ્લુટામિક ડિહાઇડ્રૉજિનેઝ, કાર્બનિક એનહાઇડ્રેઝ અને આલ્કેલાઇન ફૉસ્ફેટેઝ જેવાં ઉત્સેચકોના ઘટક તરીકે કાર્ય કરે છે. ઘણા ઉત્સેચકોની સક્રિયતા માટે જસતનાં આયનો(Zn²⁺)ની હાજરીની જરૂરિયાત હોય છે. કેટલીક વનસ્પતિઓમાં ક્લૉરોફિલ સંશ્લેષણ માટે જસતની આવશ્યકતા રહે છે. આંતરગાંઠની લંબાઈમાં થતો ઘટાડો જસતની ન્યૂનતાની ખાસ લાક્ષણિકતા છે; તેથી વનસ્પતિ ગુલાબવત્ (rosette) સ્વરૂપ ધારણ કરે છે, જેમાં પર્ણો જમીન તરફ કે જમીનની તદ્દન નજીક ગોળાકાર ગુચ્છમાં ગોઠવાય છે. પર્ણો નાનાં અને વિકૃત બને છે. પર્ણકિનારીઓ કરચલીઓવાળી બને છે. ઇન્ડોલએસિટિક ઍસિડ નામના ઑક્સિનનું પૂરતા પ્રમાણમાં સંશ્લેષણ કરવાની ક્ષમતાના ઘટાડાને લઈને ઉપર્યુક્ત ચિહનો ઉદભવે છે. મકાઈ, જુવાર, વાલ જેવી કેટલીક વનસ્પતિઓમાં પર્ણો આંતરશિરીય હરિમાહીન બને છે અને પછી સફેદ ઉતકક્ષયી ટપકાં ઉત્પન્ન કરે છે. આ હરિમાહીનતા ક્લૉરોફિલના જૈવસંશ્લેષણ માટે જસતની જરૂરિયાત દર્શાવતી અભિવ્યક્તિ હોઈ શકે છે. લીંબુ, નારંગી અને મોસંબીનાં ફળો ઉપર બદામી રંગનાં ચાઠાં ઉત્પન્ન થાય છે. તેની ન્યૂનતાથી શિરાઓનું પીળાશપણું, પર્ણ પતન, વામનતા, ઉત્પાદનમાં ઘટાડો વગેરે લક્ષણો જોવા મળે છે.

5. મોલિબ્ડેનમ : તે મૃદામાંથી અલ્પ પ્રમાણમાં મેળવાય છે. તે ખનિજ-કોલસાની રાખમાં પણ હોય છે. તે નાઇટ્રૉજિનેઝ, નાઇટ્રેટ રિડક્ટેઝ અને ઝેન્થિન ડિહાઇડ્રૉજિનેઝના ઘટક તરીકે કાર્ય કરે છે. તે નાઇટ્રોજન ચયાપચય અને શિંબી વનસ્પતિના મૂળમાં મૂળગંડિકાના નિર્માણ સાથે સંકળાયેલ છે. વનસ્પતિકોષ દ્વારા થતી સ્વાંગીકરણ(assimilation)ની પ્રક્રિયા દરમિયાન નાઇટ્રેટ રિડક્ટેઝ નાઇટ્રેટનું નાઇટ્રાઇટમાં અપચયન (reduction) કરે છે. નાઇટ્રોજનનું સ્થાપન કરતાં બૅક્ટેરિયામાં નાઇટ્રૉજિનેઝ નાઇટ્રોજન વાયુનું એમોનિયામાં રૂપાંતર કરે છે. શિરાઓ વચ્ચે હરિમાહીનતા અને જૂનાં પર્ણોમાં ઉતકક્ષય મોલિબ્ડેનમની ન્યૂનતાનું સૌપ્રથમ સૂચન (indication) છે. કૉલીફ્લાવર કે બ્રોસોલી જેવી કેટલીક વનસ્પતિઓમાં પર્ણો વાંકડિયા બની જઈ છેવટે મૃત્યુ પામે છે (વીપ ટેઇલનો રોગ). પુષ્પનિર્માણની ક્રિયા અટકે છે અથવા પુષ્પો અપક્વ સ્થિતિમાં ખરી પડે છે; કારણ કે મોલિબ્ડેનમ નાઇટ્રોજન સ્વાંગીકરણ અને નાઇટ્રોજન-સ્થાપન – બંનેમાં મહત્વનો ભાગ ભજવે છે; તેથી મોલિબ્ડેનમની ન્યૂનતાથી નાઇટ્રોજનની ન્યૂનતા ઉદભવે છે. ઓટમાં તેની ન્યૂનતાને કારણે દાણાનો વિકાસ થતો નથી. કૉલીફ્લાવરમાં દડો ઢીલો બને છે. કેટલીક મૃદામાં મોલિબ્ડેનમ પૂરતા પ્રમાણમાં હોય છે. આવી મૃદામાં અલ્પ પ્રમાણમાં મોલિબ્ડેનમ ઉમેરવાથી નહિવત્ ખર્ચ દ્વારા સારો પાકો કે ચારો મેળવી શકાય છે.

6. બોરૉન : તે મૃદામાં કૅલ્શિયમ, મૅગ્નેશિયમ કે પોટૅશિયમ સાથે બૉરેટ આયનના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે. તે મેનિટોલ, મેનન, પૉલિ-મેન્યુરોનિક ઍસિડ અને કોષદીવાલના ઘટકો સાથે સંયોજાય છે. તે કોષવિસ્તરણ અને ન્યૂક્લિઇક ઍસિડનું સંશ્લેષણ અંત:સ્રાવી પ્રતિક્રિયાઓ અને પટલના કાર્ય સાથે સંકળાયેલ છે. તે કૅલ્શિયમના શોષણમાં મહત્વનો ભાગ ભજવે છે. બોરૉન-ન્યૂન વનસ્પતિઓ વિવિધ પ્રકારનાં ચિહ્નો પ્રદર્શિત કરે છે; તેની ઊણપથી બીટના કંદમાં અંત:સડો (heart rot) થાય છે. લીંબુના ફળની છાલ સખત બને છે; રજકોની વૃદ્ધિ અવરોધાય છે; તમાકુનો અગ્રભાગ કુંઠિત બને છે; પુષ્પોની સંખ્યા ઘટે છે; પુષ્પ અને ફળ અપક્વ સ્થિતિમાં ખરી પડે છે અને ઉત્પાદન અને ગુણવત્તામાં ઘટાડો થાય છે. તરુણ પર્ણો અને અગ્રસ્થ કલિકાઓમાં કાળો ઉતકક્ષય બોરૉનની ન્યૂનતાનું લાક્ષણિક ચિહ્ન છે. પ્રકાંડ અસાધારણત: ઢ અને બરડ બને છે. અગ્રીય પ્રભાવિતા (apical dominance) ગુમાવાય છે; જેથી વનસ્પતિ વિપુલ પ્રમાણમાં શાખાઓ ઉત્પન્ન કરે છે. કોષવિભાજન અવરોધાતાં શાખાઓની અગ્રકલિકાઓ ઉતકક્ષયી બને છે.

7. ક્લોરિન : તે મૃદામાંથી ક્લોરાઇડ રૂપે પ્રાપ્ત થાય છે. તે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશપ્રક્રિયામાં પાણીના વિઘટન દરમિયાન જરૂરી છે. પાણીના વિઘટનથી ઑક્સિજન ઉત્પન્ન થાય છે. પર્ણો અને મૂળના કોષવિભાજનો સાથે તે સંકળાયેલ છે. તમાકુની પેશીમાં જલ-સંચયન ક્ષમતામાં તે વધારો કરે છે. તે કાર્બોદિતોની ચયાપચયની ક્રિયા ઝડપી બનાવે છે. તેની ઊણપથી નાઇટ્રોજન ચયાપચય અને કાર્બોદિતોના સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા ધીમી પડે છે. પર્ણની હરિમાહીનતા અને ઉતકક્ષયને કારણે પર્ણાગ્રોને સુકારો લાગુ પડે છે. પર્ણો તાંબા જેવો રંગ ધારણ કરે છે (bronzing = કાંસ્યન). મૂળની વૃદ્ધિ કુંઠિત થાય છે અને મૂલાગ્ર પાસેથી જાડાં બને છે. કુદરતી કે કૃષિ-આવાસો-(agricultural habitat)માં ક્લોરિન-ન્યૂનતા જોવા મળતી નથી.

8. નિકલ : તે યુરિયેઝ અને હાઇડ્રૉજિનેઝના ઘટક તરીકે કાર્ય કરે છે. નાઇટ્રોજનના સ્થાપન દરમિયાન ઉદભવતા હાઇડ્રોજન પૈકી કેટલાક હાઇડ્રોજનનું હાઇડ્રૉજિનેઝ દ્વારા પુન:પ્રક્રમણ (reprocessing) થાય છે. નિકલ-ન્યૂન વનસ્પતિઓનાં પર્ણોમાં યુરિયા એકત્રિત થાય છે અને અંતે પર્ણાગ્રો ઉતકક્ષયી બને છે. જોકે નિકલની ન્યૂનતા ભાગ્યે જ જોવા મળે છે; કારણ કે વનસ્પતિને તેની અત્યંત અલ્પ પ્રમાણમાં જરૂરિયાત હોય છે.

જૈમિન જોષી

બળદેવભાઈ પટેલ