افزایش دانش بشر در مورد دریاها موجب شده است که دستاوردهای بسیاری برای انسان حاصل شود. یکی از این دستاوردها، جلبک ها هستند که در زندگی امروزی بشر نقش فراوانی دارند. بررسی جنبه های اقتصادی و فوائد زیستی استفاده از جلبک ها نشان می دهد که از آنها می توان برای تولید مواد مختلف استفاده نمود. از جمله کاربرد جلبک ها در صنایع غذایی، تغذیه دام، کشاورزی، تولید دارو، رنگدانه، مواد شیمیایی و سوخت می باشد. جلبک ها دارای تنوع نسبتا زیادی می باشند. یکی از انواع جلبک ها، جلبک های قهوه ای می باشند که گونه Ascophyllum nodosum یک جلبک بزرگ و قهوه ای رنگ است که تنها گونه خانواده Fucaceae می باشد. این گونه از جلبک دریائی ( A. nodosum) در طول سواحل کم عم و نواحی مردابی و اغلب مناطق صخره ای سواحل آتلانتیس در کانادا و سواحل شمال غربی از پا رشد می کند. از این گونه تاکنون چندین واریته مختلف شناسائی شده است که برای تهیه کود، غذای انسان و دام از آنها استفاده می شود.
جلبک های دریایی به علت دارا بودن عناصر مغذی مانند ازت، فسفر ، پتاسیم، و برخی از عناصر کم مصرف مورد نیاز گیاهان و همچنین به دلیل وجود میزان بالای فیبر و نقش مهم آن در نرم کردن بافت خاک و حفظ رطوبت، در بسیاری از مناطق ساحلی به عنوان کود بیولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از جلبک ها بعنوان کود به قرن نوزدهم بر می گردد که برای اولین بار جلبک های قهوه ای توسط ساحل نشینان به طور مستقیم به عنوان کود مورد استفاده قرار گرفتند. ولی عوامل طبیعی مانند شوری بالای خاک، مقادیر زیاد شن و ماسه و روند کند تجزیه در زمینهای کشاورزی مناطق ساحلی مانع بزرگی برای استفاده گسترده از این منبع مهم بودند. این عوامل باعث شد تا فرمولاسیونهای مناسبی از جلبک دریائی به صورت مایع و پودر قابل حل در آب برای استفاده در کشاورزی تولید و مورد استفاده قرار گیرند.
ترکیبات شیمیائی موجود در جلبک دریائی
: Carbohydrates (1
شامل Laminaran, Fucoidan, Sulfated fucose, Andalginate ، عناصر معدنی و کم مصرف می باشد.
۲) هورمون های رشد، با تنظیم کننده های گیاهی شامل اکسین، جیبرلین، سیتوکنین و ترکیبات شبه اکسین می باشد.
۳) بتائین ها، استرول، مانیتول، اسیدهای ارگانیک، پلی ساکاریدها، آمینو اسیدها، پروتئینها و غیره
تاثیر عصاره جلبک دریائی بر رشد و نمو گیاهان
امروزه استفاده از کود های حاوی عصاره جلبک دریایی بصورت محلول پاشی و مصرف در خاک در گیاهان زراعی و باغی متداول شده است. وجود ترکیبات هورمونی و مواد تنظیم کننده رشد در عصاره جلبک دریایی مانند جیبرلین ها، اکسین ها، و سیتوکنین ها بر طویل شدن سلول، تمایز یابی سلول، و تقسیم سلول اثر می گذارند. از دیگر مزایای مصرف کودهای جلبکی کاهش بیماری های ناشی از کمبود عناصر معدنی مانند منگنز، بور و باریم می باشد که با مصرف فرآورده های تهیه شده از جلبک دریائی، این بیماری ها قابل رفع می باشند. کربوهیدرات های موجود در عصاره جلبک دریایی موجب افزایش فعالیت میکروارگانیسم های مفید خاک شده و در نتیجه جمعیت قارچ های بیماریزای خاکی را از طریق رقابت کاهش می دهند. محلول پاشی منظم این محصولات می تواند القا کننده مقاومت در برابر انواع قارچ ها، باکتری ها و ویروس ها باشد. استفاده از عصاره جلبک دریایی موجب افزایش توان گیاهان برای تحمل تنش های محیطی می شود و همچنین باعث ایجاد اختلال در روند فعالیت حشرات می شود. از طرفی نیز با تحریک تولید فیتوالکسین ها در گیاهان موجب افزایش مقاومت آنها در برابر بیماری ها می شود. عصاره جلبک دریایی با افزایش غلظت مواد معدنی درون سلولهای گیاهی، باعث غليظ تر شدن شیره گیاهی و در نتیجه افزایش مقاومت گیاهان به سرمازدگی می شود. مزیت و ویژگی دیگر کود های جلبکی این است که این کودها عاری از بذر علف های هرز و قارچ ها هستند. همچنین این جلبکهاحاوی مانیتول، اسیدهای ارگانیک، پلی ساکاریدهاء آمینواسیدها و پروتئینهائی که برای گیاهان مفید هستند، می باشند.
برخی از اثرات کاربرد عصاره جلبک دریائی در گیاهان عبارتند از:
– توسعه بهتر ریشه و افزایش جذب آب و املاح معدنی
– افزایش میزان کلروفیل و سبزینه گیاه.
– تسریع زمان گلدهی و تشکیل میوه در برخی از گیاهان
– افزایش گلدهی و تشکیل میوه
– افزایش محصول از طریق تاثیر مواد هورمونی موجود در عصاره بخصوص سیتوکنین.
– بهبود میوه از نظر میزان محصول، اندازه و کیفیت بخصوص در گوجه فرنگی
– بهبود تکثیر در بسیاری از گونه های زراعی
– ایجاد مقاومت بیشتر در برابر استرسهای محیطی
– افزایش مقاومت گیاهان در برابر آفات و بیماریها.
– بهبود تشکیل گرده در برخی گیاهان مانند یونجه
افزایش تحمل گیاهان به استرس:
محصولاتی که از عصاره جلبک دریائی به دست می آیند باعث افزایش تحمل گیاهان به استرسهای تانی از عوامل غیر زنده محیطی مانند خشکی، شوری و افزایش دما می شوند. اثرات ضد استرسی مواد ارگانیک که از جلبک دریائی مشتق می شوند با فعالیت سیتوکنین مرتبط می باشد. دانسیتوکنین رادیکالهای آزاد القا کننده استرس را از طریق مهار مستقیم و جلوگیری از واکنش فرمهای اکسیژن که در اثر مهار اکسیداسیون Xanthine تشکیل شده اند، کاهش می دهد.
افزایش کلروفیل و سبزینه گیاهان مطالعات مختلف نشان داد که استفاده از عصاره جلبک دریائی به دست آمده از A. nodosum در گیاهان تحت تیمار باعث افزایش میزان کلروفیل برگ می شود که به دلیل وجود Betaines , Glycine betaine , Aminobutyrate در عصاره استخراج شده می باشد. همچنین محلول پاشی عصاره جلبک دریایی موجب تحریک فتوسنتز شده و منجر به تولید بهتر قند و نشاسته ها می شود.
القاء پاسخ های دفاعی در گیاهان :
برخی از گزارشات در مورد خواص فعالیت بیولوژیکی جلبک دریائی نشان دهنده وجود خواص ضد قارچی آنتی اکسیدانی آن می باشد. این مطالعات وجود طیف گسترده ای از ترکیبات فعال بیولوژیک از قبیل استرولها، فنلها و اسید های چرب را تائید می نماید. Sulfated fucans و Sulfated galactans های موجود در عصاره جلبک قهوه ای باعث القاء پاسخ های دفاعی در گیاهان می شوند. Laminaran موجود در عصاره جلبک دریائی با تحریک پاسخ های دفاعی در گیاهان و القاء ژنهای کد کننده Pr-Proteins (پروتئینهای مرتبط با پاتوژن) که دارای خاصیت ضد میکروبی می باشند مرتبط می باشد. Laminaran باعث تحریک تولید Glucanas( 1 , 3 ) – B – D می شود که یکی از تنظیم کننده های مهم رشد و تقویت کننده سیستم دفاعی گیاهان می باشد. بررسی تاثیر عصاره جلبک دریائی و ترکیبات آن بر روی کل ژنوم گیاهان ممکن است به درک بهتری از مکانیسم پاسخ رشد القاء شده توسط جلبک دریائی و کاهش استرس کمک کند. بررسی های مختلف نشان می دهند که جداسازی و تشخیص ترکیبات ارگانیک فعال موجود در جلبک دریائی که باعث القاء خصوصیات و ویژگیهای مفید در گیاهان می شوند مهم می باشد. جلبکهای دریایی دارای مراحل متفاوتی در چرخه زندگی خود می باشند. این امر باعث می شود تا عصاره استخراج شده از آنها از نظر غلظت مواد مغذی، ترکیبات شیمیائی و مولکولهای بیولوژیکی دارای تنوع بالائی بوده و در نتیجه باعث ایجاد طیف وسیعی از انواع عملکردها در گیاهان می شود. محصولات تولید شده از عصاره جلبک دریائی در اشکال مختلف تجاری بصورت پودر محلول در آب و مایع مورد استفاده قرار می گیرند. این فرمولاسیون ها از عصاره استخراج شده از جلبک دریائی که بطور طبیعی در سواحل دریا رشد می کنند، ساخته می شوند. استفاده از جلبک های A . nodosum که بطور مستقیم از مناطق رشد طبیعی خود (سواحل کانادا و آمریکا) برداشت شده و بصورت کاملا تازه جهت عصاره گیری استفاده می شوند در کیفیت محصول نهائی بسیار مهم می باشد. همچنین عدم استفاده از مواد شیمیایی در طول فرایند عصاره گیری نیز باعث بالا رفتن کیفیت عصاره استخراج شده از جلبک می شود. از ترکیبات حاوی جلبک دریایی موجود در سبد شرکت بیدار رشد می توان به آلگا میکس، ویتامیکس و آمینوپلاس اشاره نمود.