29. द्वितीयक पोषक तत्व (SECONDARY NUTRIENTS)

द्वितीयक पोषक तत्व - परिवर्तन / रूपांतरण, पोषक तत्वों की उपलब्धता को प्रभावित करने वाले कारक, न्यूनी और विषाक्तता के लक्षण (Secondary nutrients – Transformation, factors affecting nutrient availability, deficiency and toxicity symptoms)

सीखने के उद्देश्य

1. द्वितीयक तत्वों के परिवर्तन / रूपांतरण को समझना
2. द्वितीयक पोषक तत्वों के रूपों और उपलब्धता को प्रभावित करने वाले कारकों का अध्ययन करना
3. द्वितीयक पोषक तत्वों की कमी के लक्षणों को समझना

कैल्शियम

कैल्शियम पौधों द्वारा $\text{Ca}^{2+}$ के रूप में अवशोषित (absorbed by plants as $\text{Ca}^{2+}$) किया जाता है और इसकी सांद्रता 0.2 से 1.0% तक होती है (concentration ranges from 0.2 to 1.0%) और इसकी आपूर्ति बड़े पैमाने पर प्रवाह विधि के माध्यम से की जाती है।

कैल्शियम के कार्य

1. यह पौधों में स्थिरीकृत है और इसलिए छोटी पत्तियों में न्यूनी देखी जाती है।
2. यह कोशिका भित्ति का एक घटक है और पौधों की कठोरता को बढ़ाता है।
3. जड़ों के विकास और पौधों के विकास / पौधा वृद्धि, जड़ बढ़ाव और कोशिका विभाजन को बढ़ावा देता है।
4. पौधों में चीनी को स्थानांतरित करने में मदद करता है।
5. इसमें गुणसूत्र स्थिरता शामिल है और यह गुणसूत्र संरचना का एक घटक है।
6. पौधों में CHO के स्थानांतरण को प्रभावित (Affects translocation of CHO in plants) करता है।
7. बीज उत्पादन को प्रोत्साहित करता है।
8. द्वितीयक पोषक तत्व फॉस्फेट और किनेस को सक्रिय (Activates enzyme phosphate and kinease) करता है।
9. माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा द्वितीयक पोषक तत्व के दौरान द्वितीयक पोषक तत्व जमा (Accumulated protein during respiration by mitochondria) होता है और यह उनकी द्वितीयक पोषक तत्व सामग्री को बढ़ाता है।
10. यह डीएनए को द्वितीयक पोषक तत्व के अणुओं से बांधता (binds DNA to protein molecules) है।

कैल्शियम की न्यूनी

1. टर्मिनल कलियों के युवा पत्ते टिप और मार्जिन पर मर जाते हैं।
2. सामान्य वृद्धि प्रभावित होती है।
3. जड़ छोटी, ठूंठदार और भूरी हो सकती है।
4. मिट्टी की अम्लता का कारण (Causes acidity of soil) बनता है।
5. कोशिका कठोर और भंगुर हो सकती है।
6. अनाज के युवा पत्ते मुड़े हुए रहते हैं।

मिट्टी कैल्शियम के स्रोत (Sources of soil calcium)

पृथ्वी की पर्पटी में लगभग 3.64% (Earth crust contains about 3.64%) होता है। कैल्शियम का महत्वपूर्ण स्रोत एनोर्थाइट (anorthite - $\text{Ca Al}_2, \text{Si}_2\text{O}_3$) है। आमतौर पर शुष्क क्षेत्र की मिट्टी में (Generally arid region soils) बनावट, न्यून वर्षा और न्यून निक्षालनिंग की परवाह किए बिना Ca की उच्च मात्रा होती है।

शुष्क और अर्ध-शुष्क क्षेत्रों में:

• कैल्साइट ($\text{CaCO}_3$)
• डोलोमाइट ($\text{Ca, Mg, (CO}_3\text{)}_2$)
• जिप्सम ($\text{CaSO}_4, 2\text{H}_2\text{O}$)

आर्द्र क्षेत्रों में, निक्षालनिंग द्वारा Ca और अन्य धनायनों को हटाने के कारण चूना पत्थर से बनी मिट्टी (soils formed from limestone) भी अक्सर सतह की परतों में अम्लीय होती है।

मिट्टी में कैल्शियम का परिवर्तन / रूपांतरण (Calcium transformations in soils)

अम्लीय और आर्द्र क्षेत्र की मिट्टी में (In acid and humid region soils) ca काफी हद तक विनिमय रूप में और प्राथमिक खनिजों (primary minerals) के रूप में होता है। इनमें से अधिकांश मिट्टी में (In most of these soils) $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Al}^{3+}$ और $\text{H}^+$ विनिमय परिसर पर हावी हैं।

Ca के रूप हैं:

1. समाधान $\text{Ca}^{2+} / \text{Mg}^{2+}$
2. विनिमेय Ca/Mg
3. खनिज (Mineral) Ca/Mg

निक्षालनिंग या पौधों को हटाने से समाधान Ca की गतिविधि न्यून हो जाती है। यदि विलयन Ca को बढ़ाया जाता है, तो संतुलन विपरीत दिशा में स्थानांतरित हो जाता है, जिसके बाद विनिमय परिसर द्वारा कुछ $\text{Ca}^{2+}$ का सोखना होता है। घोल Ca की दर $\text{K}^+$ की तुलना में न्यून जटिल है। यह हो सकता है:
(a) जल निकासी $\text{H}_2\text{O}$ में खो गया (Lost in drainage $\text{H}_2\text{O}$'s)।
(b) जीवों द्वारा अवशोषित।
(c) CEC पर सोख लिया।
(d) द्वितीयक कैल्शियम यौगिक के रूप में फिर से अवक्षेपित।

$\text{Ca}^{2+}$ उपलब्धता को प्रभावित करने वाले कारक (Factors affecting $\text{Ca}^{2+}$ availability)

1. कुल Ca आपूर्ति: न्यून CEC वाली रेतीली अम्लीय मिट्टी (Sandy acidic soils with low CEC) जिसमें न्यून Ca होता है।
2. मिट्टी का pH (Soil pH): अम्लीय मिट्टी में (In acid soils) न्यून सांद्रता पर Ca पौधों के लिए आसानी से उपलब्ध नहीं होता है।
3. CEC: न्यून CEC वाली मिट्टी (Soils having low CEC) अधिक $\text{Ca}^{2+}$ की आपूर्ति करेगी।
4. % Ca संतृप्ति (% Ca saturation): उच्च $\text{Ca}^{2+}$ संतृप्ति (High $\text{Ca}^{2+}$ saturation) पौधों की वृद्धि और माइक्रोबियल गतिविधि के लिए अनुकूल pH को इंगित करती है।
5. मिट्टी के कोलाइड का प्रकार (Type of soil colloid): 2:1 प्रकार को 1:1 प्रकार की तुलना में उच्च Ca संतृप्ति की आवश्यकता होती है।
6. अन्य धनायनों के साथ $\text{Ca}^{2+}$ का अनुपात (Ratio of $\text{Ca}^{2+}$ to other cations): मृदा घोल में $\text{Al}^{3+}$ सांद्रता बढ़ने (Increasing the $\text{Al}^{3+}$ conc. in soil solution) से पौधे में Ca की मात्रा न्यून हो जाती है।

मैग्नीशियम

मैग्नीशियम $\text{Mg}^{2+}$ के रूप में अवशोषित (absorbed as $\text{Mg}^{2+}$) होता है और फसल में सांद्रता 0.1 से 0.6% (concentration in crop varies between 0.1 and 0.6%) के बीच होती है। इसे पौधे द्वारा मास फ्लो और द्वितीयक पोषक तत्व द्वारा लिया गया था।

पौधों में Mg के कार्य

1. द्वितीयक पोषक तत्व का प्राथमिक घटक।
2. पत्तियों में गहरे हरे रंग का आयात करता है।
3. राइबोसोम में एक संरचनात्मक घटक के रूप में कार्य करता है और द्वितीयक पोषक तत्व संश्लेषण के लिए राइबोसोम विन्यास को स्थिरीकृत करता है।
4. कई शारीरिक और जैव रासायनिक कार्यों को शामिल करता है।
5. कार्बोहाइड्रेट चयापचय (CHO metabolism) में फॉस्फोराइलेटिंग एंजाइमों को सक्रिय (Activates phosphorylating enzymes) करता है।
6. $\text{PO}_4$ स्थानांतरण उर्वरक के अलावा कुछ उर्वरकों के लिए कोफ़ैक्टर के रूप में कार्य करें।
7. तिलहन फसलों में तेल की मात्रा को बढ़ाता है।
8. अन्य पोषक तत्वों के ग्रहण को नियंत्रित करता है।

मैग्नीशियम की न्यूनी

1. पत्ती का इंटरवेनल क्लोरोसिस जिसमें केवल पत्ती की नसें हरी रहती हैं।
2. कड़े भंगुर, मुड़े हुए पत्ते, झुर्रीदार और पत्तियों की विकृति।
3. कपास - निचली पत्तियां एक लाल बैंगनी विकसित कर सकती हैं जो अंततः नेक्रोटिक हो जाती हैं (पत्तियों का लाल होना / Redding of leaves)।
4. ब्रैसिका में, पुराने पत्तों में समान रूप से वितरित इंटरवेनल मोटलिंग के साथ क्लोरोसिस जबकि अन्य संवहनी ऊतक हरे रहते हैं। इस स्थिति को "पकरिंग" ("Puckering") कहा जाता है।

मिट्टी के स्रोत मैग्नीशियम (Sources of soil Magnesium)

यह पृथ्वी की पर्पटी का 1.93% (constitutes 1.93% of earth crust) है।

• मुख्य रूप से खनिज (Primarily minerals): (a) बायोटाइट डोलोमाइट हॉर्नब्लेंड ओलिविन सर्पेन्टाइन।
• द्वितीयक खनिज (Secondary minerals): (a) क्लोराइट इलिट मोंटमोरिलोनाइट।
• शुष्क क्षेत्र में Mg की पर्याप्त मात्रा एप्सोमाइट (Epsomite - $\text{MgSO}_4\cdot 7\text{H}_2\text{O}$) के रूप में मौजूद है।

मिट्टी में Mg के रूप (Forms of Mg in the soil)

1. यह मुख्य रूप से विनिमय और समाधान mg के रूप में होता है।
2. मोटे पाठ वाली मिट्टी (Coarse text soil) Mg की न्यूनी के लिए सबसे बड़ी क्षमता प्रदर्शित करती है।
3. $\text{NH}_4^+$ और $\text{Mg}^{2+}$ के बीच प्रतिनिर्माण / तैयारीिता भी फसलों के लिए $\text{Mg}^{2+}$ की उपलब्धता को न्यून (lower the $\text{Mg}^{2+}$ availability) करती है।

Mg का नुकसान

यह मिट्टी द्वारा निक्षालन (leached by soils) किया जाता है और यह Mg सामग्री, द्वितीयक पोषक तत्व की दर, द्वितीयक पोषक तत्व की तीव्रता और पौधों के उठान पर निर्भर करता है।

सल्फर

सल्फर पौधों की जड़ों द्वारा $\text{SO}_4^{2-}$ आयनों के रूप में अवशोषित (absorbed by plant roots as $\text{SO}_4^{2-}$ ions) किया जाता है। पौधों में S की सांद्रता 0.1 से 0.4% के बीच होती है।

सल्फर के कार्य

1. सल्फर युक्त अमीनो एसिड सिस्टीन, सिस्टीन और मेथिओनिन के संश्लेषण के लिए आवश्यक है।
2. सह-द्वितीयक पोषक तत्व ए (Co-enzyme A), बायोटिन, विटामिन बी के थायमिन और ग्लूटोथियोन सहित अन्य प्रोटीनों के संश्लेषण के लिए आवश्यक।
3. द्वितीयक पोषक तत्व का संश्लेषण।
4. यह क्लोरोप्लास्ट में होने वाले फेरेडॉक्सिन यानी $\text{Fe-S-द्वितीयक पोषक तत्व (Fe – S – protein)}$ का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।
5. सरसों, प्याज और लहसुन की विशिष्ट गंध या गंध और स्वाद के लिए जिम्मेदार। (पंसी गंध / Puncy smell)
6. फसलों में तेल निर्माण को बढ़ाता है (सोयाबीन / Soya bean)।
7. जड़ विकास को बढ़ाना।
8. बीज निर्माण को प्रोत्साहित करें।
9. नोड्यूल गठन को बढ़ावा देना - फलीदार प्रजातियां।

सल्फर की न्यूनी

1. रुका हुआ विकास पीला हरा से पीला रंग।
2. पौधों में स्थिरीकृत और पौधों के लक्षण सबसे पहले छोटी पत्तियों पर शुरू होते हैं।
3. रेपसीड में खराब बीज सेट।
4. चाय - चाय का पीलापन।

सल्फर के स्रोत

1. मात्रा (Amount) $\text{SO}_2$ के रूप में <0.05 ppm है।
2. पृथ्वी की पर्पटी में 0.06 से 0.10% होता है।
3. सल्फर असर वाले खनिज:
   • जिप्सम - $\text{CaSO}_4\cdot 2\text{H}_2\text{O}$
   • एप्सोमाइट - $\text{MgSO}_4\cdot 7\text{H}_2\text{O}$
   • मिराबिलाइट - $\text{Na}_2\text{SO}_4\cdot 10\text{H}_2\text{O}$
   • पाइराइट - $\text{FeS}_2$
4. सिलिकेट मिनट में <0.01% S (Silicate min contains <0.01 % S) होता है।
5. आग्नेय चट्टानें 0.02 से 0.07%, अवसादी चट्टानें 0.02 से 0.22%।

मिट्टी में सल्फर के रूप (Forms of sulphur in soil)

कार्बनिक (90%) और अकार्बनिक दोनों रूप मौजूद हैं। अकार्बनिक रूप हैं:

1. समाधान $\text{SO}_4^{2-}$
2. अधिशोषित (Adsorbed) $\text{SO}_4^{2-}$ (आसानी से उपलब्ध अंश / Readily available fraction)
3. अघुलनशील $\text{SO}_4^{2-}$
4. न्यून अकार्बनिक यौगिक

मिट्टी में S ऑक्सीकरण को प्रभावित करने वाले कारक (Factors affecting S oxidation in soils)

1. मिट्टी में माइक्रोबियल आबादी (Microbial population in soil)।
2. 'S' स्रोत के लक्षण।
3. मिट्टी की पर्यावरणीय स्थिति (Soil environmental condition)।
4. मृदा माइक्रो फ्लोरा (Soil micro flora): केमोलिथोट्रोपिक S बैक्टीरिया थायोबेसिली ने कार्बनिक पदार्थों में $\text{CO}_2$ के निर्धारण के लिए अकार्बनिक S के ऑक्साइड से ऊर्जा का उपयोग किया।
5. मिट्टी का तापमान (Soil temperature): तापमान में वृद्धि मिट्टी में S ऑक्सीकरण दर को बढ़ा देती है। आदर्श तापमान 25 - 40°C।
6. मिट्टी की नमी और वातन (Soil moisture and aeration): S ऑक्सीकरण करने वाले बैक्टीरिया ज्यादातर एरोबिक होते हैं और यदि $\text{H}_2\text{O}$ लॉगिंग के कारण $O_2$ की न्यूनी (lacking due to $\text{H}_2\text{O}$ logging) है तो उनकी गतिविधि न्यून हो जाएगी। अनुकूल नमी क्षेत्र क्षमता नमी है।
7. मिट्टी का pH: इष्टतम pH 4.0 या उससे न्यून।

मिट्टी में S परिवर्तन / रूपांतरण (S transformation in soils)

मिट्टी में S के कई परिवर्तन / रूपांतरण (Numerous transformations of S in soil) अकार्बनिक से कार्बनिक रूपों में हेटरोट्रोपिक सूक्ष्मजीव जैसे: थायोबैसिलस, क्लोरैबियम, डिसल्फोटोमैकुलम और डिसल्फोविब्रियो की उपस्थिति के कारण होते हैं।

जब पौधों और जानवरों के अवशेष मिट्टी में वापस आ जाते हैं, तो वे सूक्ष्मजीवों द्वारा पच जाते हैं जिससे S $\text{SO}_4^{2-}$ के रूप में मुक्त (releasing of the S as $\text{SO}_4^{2-}$) होता है। अधिकांश S कार्बनिक रूप में रहता है और मिट्टी के ह्यूमस (soil humus) का हिस्सा बन जाता है।

पौधों को S की आपूर्ति काफी हद तक कार्बनिक मिट्टी के अंशों (organic soil fractions) और पौधों और जानवरों के अवशेषों से निकलने वाले $\text{SO}_4^{2-}$ पर निर्भर करती है।

S खनिजकरण और स्थिरीकृतीकरण

"S" का खनिजकरण (Mineralization of "S") कार्बनिक S का अकार्बनिक $\text{SO}_4^{2-}$ में रूपांतरण है।
स्थिरीकृतीकरण $\text{SO}_4^{2-}$ का कार्बनिक S में रूपांतरण (conversion of $\text{SO}_4^{2-}$ to organic S) है।

सल्फर चक्र

S खनिजकरण और स्थिरीकृतीकरण को प्रभावित करने वाले कारक

1. कार्बनिक पदार्थों की S सामग्री: S का खनिजकरण विघटित सामग्री की S सामग्री पर निर्भर करता है, न्यून S युक्त अवशेषों से $\text{SO}_4^{2-}$ की न्यून मात्रा मुक्त होती है।
2. खनिज निर्माण / तैयारी्य सल्फर का स्रोत: पौधों द्वारा हटाए गए उपलब्ध S का अधिकांश हिस्सा मिट्टी के कार्बनिक पदार्थों (soil Organic matter) में लैबाइल S के $\text{SO}_4^{2-}$ अंश से होता है।
3. मिट्टी का तापमान: S का खनिजकरण 10°C पर बाधित होता है, 20°C से 40°C तक तापमान बढ़ने के साथ बढ़ता है और तापमान >40°C पर घटता है।
4. मिट्टी की नमी (Soil moisture): खनिजकरण (Mineralization) इष्टतम नमी की स्थिति में होता है।
5. मिट्टी का pH: S का रिलीज pH 7.5 तक सीधे pH के आनुपातिक है। 7.5 से ऊपर खनिजकरण अधिक तेजी से बढ़ता है।
6. पौधों की अनुपस्थिति या उपस्थिति (Absence or presence of plants): मिट्टी बढ़ते पौधों की उपस्थिति में उनकी अनुपस्थिति की तुलना में अधिक S का खनिजकरण करती है।
7. समय और खेती
8. S द्वितीयक पोषक तत्व: वाष्पशील S यौगिक एरोबिक और एनारोबिक दोनों स्थितियों में माइक्रोबियल परिवर्तन / रूपांतरणों के माध्यम से उत्पन्न होते हैं। वाष्पशील यौगिक डाइमिथाइल सल्फाइड (dimethyl sulfide - $\text{CH}_3\text{SCH}_3$), कार्बन डाइसल्फाइड (Carbandi sulphide - $\text{CS}_2$) और मरकैप्टन (mercaptons - $\text{CH}_3\text{SH}$) हैं। न्यून कार्बनिक पदार्थ वाली मिट्टी में, S मृदा कार्बनिक पदार्थ नगण्य है और कार्बनिक पदार्थ की मात्रा बढ़ने के साथ बढ़ता है।

S परिवर्तन / रूपांतरणों के व्यावहारिक पहलू

1. मोटे बनावट वाली मिट्टी (coarse texture soils) पर उगाई जाने वाली फसलें आमतौर पर S की न्यूनी के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं क्योंकि इन मिट्टी में न्यून कार्बनिक पदार्थ और $\text{SO}_4^{2-}$ निक्षालनिंग होती है।
2. उच्च वर्षा के तहत मोटे बनावट वाली मिट्टी (coarse texture soils under high rainfall) पर $\text{SO}_4^{2-}$ का निक्षालनिंग नुकसान अत्यधिक हो सकता है। ऐसी स्थितियों के तहत, $\text{SO}_4^{2-}$ युक्त उर्वरकों को अधिक बार लागू किया जा सकता है।
3. उच्च C/S या N/S अनुपात वाली मिट्टी में अतिरिक्त S का स्थिरीकृतीकरण हो सकता है। न्यून C/S या N/S अनुपात वाली मिट्टी में S खनिजकरण (S mineralisation) का पक्ष लिया जाता है। S उपलब्धता आमतौर पर कार्बनिक पदार्थ के साथ बढ़ती है।
4. आवश्यक S की वास्तविक मात्रा (Actual amount of S needed) वर्षा, हवा, सिंचाई $\text{H}_2\text{O}$ (irrigation $\text{H}_2\text{O}$), फसल अवशेष द्वितीयक पोषक तत्व, कृषि रसायन (Agriculture Chemicals) द्वारा S के सभी मिट्टी के परिवर्धन (all soil additions of S) और फसल को हटाने, निक्षालनिंग और क्षरण के माध्यम से सभी नुकसानों के बीच संतुलन पर निर्भर करेगी।

संदर्भ

1. टिसडेल, एस.एल., नेल्सन, डब्ल्यू.एल., बीटन, जे.डी., हैवलिन, जे.एल. 1997. मृदा उर्वरता और द्वितीयक पोषक तत्व (Tisdale,S.L.,Nelson,W.L.,Beaton,J.D.,Havlin,J.L.1997.Soil fertility and Fertilizers). Fifth edition, Prentice hall of India Pvt.Ltd,New Delhi.
2. सिंह, एस.एस. 1995. मृदा उर्वरता और पोषक तत्व प्रबंधन (Singh, S.S.1995.Soil fertility and Nutrient Management). Kalyani Publishers,Ludhiana.
3. http://agropedialabs.iitk.ac.in/agrilore
4. http://technology.infomine.com/enviromine/ard/microorganisms/roleof.htm
5. http://www.agweb.com/article/the_secrets_of_sulfur/

विचार करने के लिए प्रश्न

1. मिट्टी सल्फर की उपलब्धता के लिए C:N:P:S अनुपात का क्या महत्व है? (What is the importance of C:N:P:S ratio to the availability of soil sulphur?)
2. क्या मैग्नीशियम मिट्टी में स्थिरीकृत हो जाता है? (Is Magnesium fixed in soils?)
3. न्यून कैल्शियम मिट्टी की स्थिति को आमतौर पर कैसे ठीक किया जाता है? (How is a low calcium soil condition usually corrected?)
4. किन फसलों में कैल्शियम की आवश्यकता अधिक होती है? (Which crops have high calcium requirement?)
5. क्या जलवायु कैल्शियम और मैग्नीशियम की उपलब्धता और अवशोषण को प्रभावित कर सकती है? (Can climate influence the availability and uptake of Calcium and Magnesium?)