MICRONUTRIENTS IMPORTANCE IN PLANTS AND SOIL

The Vital Role of Micronutrients in Agriculture

Agriculture lies at the heart of global food security, and maintaining soil fertility is essential for sustaining productivity. While macronutrients such as nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) are well-known for their role in plant nutrition, micronutrients are often overlooked despite their critical contribution to plant health, crop yield, and overall soil vitality. Though required in trace amounts, micronutrients are indispensable for ensuring the efficient functioning of biological processes in plants.

In this blog, we’ll explore the importance of micronutrients in agriculture, their role in plant health, deficiency symptoms, and strategies for effective management.

زراعت عالمی غذائی تحفظ کے مرکز میں ہے، اور پیداواری صلاحیت کو برقرار رکھنے کے لیے مٹی کی زرخیزی کو برقرار رکھنا ضروری ہے۔ جب کہ نائٹروجن (N)، فاسفورس (P)، اور پوٹاشیم (K) جیسے میکرونیوٹرینٹس پودوں کی غذائیت میں اپنے کردار کے لیے معروف ہیں، لیکن پودوں کی صحت، فصل کی پیداوار، اور مٹی کی مجموعی قوت میں ان کی اہم شراکت کے باوجود اکثر غذائی اجزاء کو نظر انداز کیا جاتا ہے۔ اگرچہ ٹریس کی مقدار میں ضرورت ہوتی ہے، لیکن پودوں میں حیاتیاتی عمل کے موثر کام کو یقینی بنانے کے لیے مائکرونیوٹرینٹس ناگزیر ہیں اس بلاگ میں، ہم زراعت میں مائیکرو نیوٹرینٹس کی اہمیت، پودوں کی صحت میں ان کے کردار، کمی کی علامات، اور موثر انتظام کے لیے حکمت عملی کا جائزہ لیں گے۔

What Are Micronutrients?

Micronutrients are essential elements required by plants in minute quantities—typically less than 100 parts per million (ppm). Despite their small concentrations, they play critical roles in enabling biochemical and physiological processes necessary for plant growth and development. The key micronutrients required by plants include:

1. Zinc (Zn): vital for enzyme activation, protein synthesis, and hormone production, particularly auxins that influence plant growth.
2. Iron (Fe): A central component of chlorophyll, iron is indispensable for photosynthesis and energy transfer within plants.
3. Manganese (Mn): essential for nitrogen metabolism, water splitting during photosynthesis, and resistance to certain diseases.
4. Copper (Cu): Important for reproductive processes and enzyme activities; it also plays a role in lignin synthesis, which strengthens cell walls.
5. Boron (B): Critical for cell wall integrity, pollen germination, and fruit and seed development.
6. Molybdenum (Mo): A key player in nitrogen fixation and the reduction of nitrates in plants.
7. Chlorine (Cl): helps in osmoregulation, stomatal functioning, and photosynthesis.

مائیکرو نیوٹرینٹس ضروری عناصر ہیں جو پودوں کو منٹ کی مقدار میں درکار ہوتے ہیں — عام طور پر 100 حصے فی ملین سے کم۔ ان کے چھوٹے ارتکاز کے باوجود، وہ پودوں کی نشوونما اور نشوونما کے لیے ضروری بائیو کیمیکل اور جسمانی عمل کو فعال کرنے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ پودوں کو درکار کلیدی غذائی اجزاء میں شامل ہیں: زنک : انزائم ایکٹیویشن، پروٹین کی ترکیب، اور ہارمون کی پیداوار کے لیے ضروری ہے، خاص طور پر آکسینز جو پودوں کی نشوونما کو متاثر کرتے ہیں۔آئرن : کلوروفل کا ایک مرکزی جز، آئرن پودوں کے اندر فوٹو سنتھیس اور توانائی کی منتقلی کے لیے ناگزیر ہے۔مینگنیج : نائٹروجن میٹابولزم کے لیے ضروری ہے، فوٹو سنتھیس کے دوران پانی کی تقسیم، اور بعض بیماریوں کے خلاف مزاحمت۔کاپر : تولیدی عمل اور انزائم سرگرمیوں کے لیے اہم؛ یہ لگنن کی ترکیب میں بھی کردار ادا کرتا ہے، جو سیل کی دیواروں کو مضبوط کرتا ہے۔بوران : سیل کی دیوار کی سالمیت، جرگ کے انکرن، اور پھل اور بیج کی نشوونما کے لیے اہم۔: نائٹروجن کے تعین اور پودوں میں نائٹریٹ کی کمی میں ایک اہم کھلاڑی۔کلورین): اوسمورگولیشن، سٹومیٹل فنکشن، اور فتوسنتھیس میں مدد کرتا ہے۔

Why Are Micronutrients Important?

1. Catalysts in Biochemical Reactions
   Micronutrients act as cofactors in enzyme reactions, supporting critical processes such as nitrogen fixation, chlorophyll synthesis, and protein metabolism. For example, manganese enables photosynthetic water splitting, which produces the oxygen we breathe.
2. Improving Soil Fertility
   Balanced micronutrient levels in the soil contribute to its health by supporting microbial populations that drive nutrient cycling. Microbial activity increases the bioavailability of nutrients, enhancing soil structure and productivity.
3. Enhanced Crop Productivity and Quality
   Micronutrient deficiencies can significantly reduce yields and affect the quality of produce. Zinc deficiency, for instance, results in small, malformed fruits, while iron deficiency affects chlorophyll synthesis, leading to weak and underperforming plants.
4. Building Stress Resilience in Crops
   Micronutrients play a key role in helping crops withstand abiotic stresses like drought, salinity, and temperature extremes. Copper, for example, strengthens plant tissues, making them more resistant to fungal attacks and environmental stress.
5. Human and Animal Nutrition
   The link between soil health and human nutrition is profound. Crops grown in nutrient-deficient soils often lack essential minerals, exacerbating malnutrition in populations dependent on those food sources. Micronutrient-enriched soils yield nutrient-dense crops, addressing deficiencies in zinc, iron, and other elements in human diets.

حیاتیاتی کیمیائی رد عمل میں اتپریرک مائیکرو نیوٹرینٹس انزائم ری ایکشنز میں کوفیکٹرز کے طور پر کام کرتے ہیں، نائٹروجن فکسیشن، کلوروفل کی ترکیب، اور پروٹین میٹابولزم جیسے اہم عمل کی حمایت کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، مینگنیج فوٹوسنتھیٹک پانی کو تقسیم کرنے کے قابل بناتا ہے، جو آکسیجن پیدا کرتا ہے جو ہم سانس لیتے ہیں۔مٹی کی زرخیزی کو بہتر بنانا مٹی میں مائیکرو نیوٹرینٹ کی متوازن سطح مائکروبیل آبادیوں کی مدد کر کے اس کی صحت میں اہم کردار ادا کرتی ہے جو غذائی اجزاء کی سائیکلنگ کو چلاتے ہیں۔ مائکروبیل سرگرمی غذائی اجزاء کی حیاتیاتی دستیابی کو بڑھاتی ہے، مٹی کی ساخت اور پیداواری صلاحیت کو بڑھاتی ہے۔فصل کی پیداواری صلاحیت اور معیار میں اضافہغذائی اجزاء کی کمی پیداوار میں نمایاں کمی اور پیداوار کے معیار کو متاثر کر سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، زنک کی کمی کے نتیجے میں چھوٹے، خراب پھل ہوتے ہیں، جبکہ آئرن کی کمی کلوروفل کی ترکیب کو متاثر کرتی ہے، جس سے پودے کمزور اور کم کارکردگی کا باعث بنتے ہیں۔فصلوں میں تناؤ کی لچک پیدا کرنامائیکرو نیوٹرینٹس فصلوں کو خشک سالی، نمکیات اور درجہ حرارت کی انتہا جیسے ابیوٹک دباؤ کا مقابلہ کرنے میں کلیدی کردار ادا کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، کاپر پودوں کے بافتوں کو مضبوط بناتا ہے، جس سے وہ کوکیی حملوں اور ماحولیاتی تناؤ کے خلاف زیادہ مزاحم بناتا ہے۔انسانی اور جانوروں کی غذائیت مٹی کی صحت اور انسانی غذائیت کے درمیان تعلق گہرا ہے۔ غذائیت کی کمی والی مٹی میں اگائی جانے والی فصلوں میں اکثر ضروری معدنیات کی کمی ہوتی ہے، جو ان خوراک کے ذرائع پر منحصر آبادیوں میں غذائی قلت کو بڑھاتی ہے۔ مائیکرو نیوٹرینٹ سے بھرپور مٹی غذائیت سے بھرپور فصلیں دیتی ہے، جو انسانی خوراک میں زنک، آئرن اور دیگر عناصر کی کمی کو پورا کرتی ہے۔

Common Symptoms of Micronutrient Deficiencies

Detecting micronutrient deficiencies early is essential for timely intervention. Below are some common symptoms associated with deficiencies:

• Zinc Deficiency:
  • Stunted growth, smaller leaves, and yellowing between leaf veins (interveinal chlorosis).
  • Common in alkaline soils and areas with low organic matter.
• Iron Deficiency:
  • Interveinal chlorosis in young leaves while veins remain green.
  • Frequently seen in calcareous or highly alkaline soils.
• Boron Deficiency:
  • Brittle stems, distorted leaves, and poor fruit set.
  • Often found in sandy soils with low organic matter.
• Copper Deficiency:
  • Wilting, leaf tip dieback, and delayed flowering.
  • Prevalent in organic soils or those with excessive phosphorus.
• Manganese Deficiency:
  • Yellowing of leaves, particularly in new growth.
  • Common in overlimed soils or soils with high pH.

بروقت مداخلت کے لیے مائیکرو نیوٹرینٹ کی کمی کا جلد پتہ لگانا ضروری ہے۔ ذیل میں کمی سے منسلک کچھ عام علامات ہیں: زنک کی کمی: رکا ہوا نشوونما، چھوٹے پتے، اور پتوں کی رگوں کے درمیان پیلا ہونا (انٹروینل کلوروسس)۔ الکلین مٹی اور کم نامیاتی مادے والے علاقوں میں عام۔ آئرن کی کمی: جوان پتوں میں انٹروینل کلوروسس جبکہ رگیں سبز رہتی ہیں۔ کیلکیری یا انتہائی الکلین مٹی میں اکثر دیکھا جاتا ہے۔ بوران کی کمی:

ٹوٹے ہوئے تنوں، مسخ شدہ پتے، اور ناقص پھلوں کا سیٹ۔اکثر کم نامیاتی مادے والی ریتلی مٹی میں پایا جاتا ہے۔

تانبے کی کمی: مرجھانا، پتوں کی نوک کا مرجھانا، اور پھول آنے میں تاخیر۔نامیاتی مٹی میں یا جن میں فاسفورس کی زیادتی ہوتی ہے۔مینگنیج کی کمی: پتوں کا پیلا ہونا، خاص طور پر نئی نشوونما میں۔ زیادہ پی ایچ کی حامل مٹی یا مٹی میں عام۔

Strategies for Managing Micronutrient Deficiencies

Addressing micronutrient imbalances requires an integrated approach. Here’s how farmers and agronomists can effectively manage deficiencies:

1. Regular Soil and Plant Testing
   Soil tests identify micronutrient levels, guiding targeted supplementation. Plant tissue analysis complements this by diagnosing nutrient uptake issues.
2. Application of Micronutrient Fertilizers
   Micronutrients can be applied as:
   • Soil amendments: zinc sulfate, iron chelates, or borax to address specific deficiencies.
   • Foliar sprays: Direct application to leaves ensures rapid nutrient uptake, particularly for iron and zinc.
   • Micronutrient blends: These combine multiple nutrients in a single formulation for ease of application.
3. Incorporation of Organic Matter
   Organic materials such as compost and manure improve soil structure, microbial activity, and micronutrient availability. Organic acids released during decomposition help solubilize otherwise immobile micronutrients like iron and zinc.
4. Crop Rotation and Cover Cropping
   Growing legumes, deep-rooted crops, or cover crops helps mobilize and recycle micronutrients, improving their availability for subsequent crops.
5. Adopting Precision Agriculture Techniques
   Advanced technologies like GPS-guided nutrient application and remote sensing enable farmers to apply micronutrients precisely where needed, reducing waste and environmental impact.

مائیکرو نیوٹرینٹ عدم توازن کو دور کرنے کے لیے ایک مربوط نقطہ نظر کی ضرورت ہے۔ یہاں بتایا گیا ہے کہ کسان اور ماہرین زراعت کس طرح مؤثر طریقے سے کمی کو دور کر سکتے ہیں: مٹی اور پودوں کی باقاعدہ جانچ

مٹی کے ٹیسٹ مائیکرو نیوٹرینٹ کی سطحوں کی نشاندہی کرتے ہیں، جس سے ٹارگٹڈ سپلیمنٹیشن کی رہنمائی ہوتی ہے۔ پودوں کے بافتوں کا تجزیہ غذائی اجزاء کے حصول کے مسائل کی تشخیص کرکے اس کی تکمیل کرتا ہے۔

مائیکرو نیوٹرینٹ کھادوں کا استعمال مائیکرو نیوٹرینٹس کا استعمال اس طرح کیا جا سکتا ہے:مٹی کی ترامیم: زنک سلفیٹ، آئرن چیلیٹس، یا بوریکس مخصوص کمیوں کو دور کرنے کے لیے۔پتوں کے اسپرے: پتوں پر براہ راست لگانے سے غذائی اجزاء کی تیز رفتاری کو یقینی بنایا جاتا ہے، خاص طور پر آئرن اور زنک کے لیے۔مائیکرو نیوٹرینٹ بلینڈز: یہ استعمال میں آسانی کے لیے ایک ہی فارمولیشن میں متعدد غذائی اجزاء کو یکجا کرتے ہیں۔نامیاتی مادے کو شامل کرنانامیاتی مواد جیسے کھاد اور کھاد مٹی کی ساخت، مائکروبیل سرگرمی، اور مائکرو غذائی اجزاء کی دستیابی کو بہتر بناتے ہیں۔ گلنے کے دوران خارج ہونے والے نامیاتی تیزاب آئرن اور زنک جیسے غیر متحرکمائکرونیوٹرینٹس کو حل کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ فصل کی گردش اور کور کی کٹائیپھلیاں، گہری جڑوں والی فصلیں، یا ڈھکنے والی فصلیں اگانے سے مائکرو غذائی اجزاء کو متحرک اور ری سائیکل کرنے میں مدد ملتی ہے، جس سے بعد کی فصلوں کے لیے ان کی دستیابی بہتر ہوتی ہے۔صحت سے متعلق زراعت کی تکنیکوں کو اپنانااعلی درجے کی ٹیکنالوجیز جیسے جی پی ایس گائیڈڈ نیوٹرینٹ ایپلی کیشن اور ریموٹ سینسنگ کسانوں کو اس قابل بناتی ہے کہ وہ ضرورت کے مطابق مائکرو نیوٹرینٹ کا استعمال کر سکیں، فضلہ اور ماحولیاتی اثرات کو کم کرتے ہیں۔

The Economic and Environmental Impact

Investing in micronutrient management offers a high return on investment. Improved yields, higher-quality produce, and enhanced resilience to stress translate to better economic outcomes for farmers. Additionally, balanced micronutrient use minimizes environmental degradation, as it reduces the overapplication of fertilizers that can lead to soil and water pollution.

The Way Forward

The importance of micronutrients in agriculture extends beyond soil and plant health—they are vital for addressing global challenges such as food security, malnutrition, and environmental sustainability. Promoting awareness about micronutrient management, improving access to micronutrient fertilizers, and adopting sustainable farming practices are key to unlocking their potential. By prioritizing these trace elements, we can build resilient agricultural systems that support both human and planetary health.

مائیکرو نیوٹرینٹ مینجمنٹ میں سرمایہ کاری سرمایہ کاری پر زیادہ منافع فراہم کرتی ہے۔ بہتر پیداوار، اعلیٰ معیار کی پیداوار، اور تناؤ کے لیے بہتر لچک کسانوں کے لیے بہتر معاشی نتائج کا ترجمہ کرتی ہے۔ مزید برآں، متوازن غذائی اجزاء کا استعمال ماحولیاتی تنزلی کو کم کرتا ہے، کیونکہ یہ کھادوں کے زیادہ استعمال کو کم کرتا ہے جو مٹی اور پانی کی آلودگی کا باعث بن سکتے ہیںزراعت میں مائیکرو نیوٹرینٹس کی اہمیت مٹی اور پودوں کی صحت سے بالاتر ہے- یہ خوراک کی حفاظت، غذائی کی کمی، اور ماحولیاتی پائیداری جیسے عالمی چیلنجوں سے نمٹنے کے لیے بہت اہم ہیں۔ مائیکرو نیوٹرینٹ کے انتظام کے بارے میں بیداری کو فروغ دینا، مائیکرو نیوٹرینٹ کھادوں تک رسائی کو بہتر بنانا، اور پائیدار کاشتکاری کے طریقوں کو اپنانا ان کی صلاحیت کو کھولنے کی کلید ہیں۔ ان ٹریس عناصر کو ترجیح دے کر، ہم لچکدار زرعی نظام بنا سکتے ہیں جو انسانی اور سیاروں کی صحت دونوں کو سپورٹ کرتے ہیں۔

MICRONUTRIENT BORON

• Boron is very important for the development of differentiation of xylem complete differentiation.
• Transport of potasium to guyard cells for the opening of stomata
• It helps in the transport of sugar to various parts of plant
• It helps in preventing the cracking in fruits and early premature fruit drop
• It helps in the transport of water and the transpirational pull of water created by it
• It helps in the cell stability of many plants
• It helps to maintain the reproductive development in plants, pollen tube growth and reproductive development in plants 
• Helps in the evenness of fruits of citrus and lemon varieties
• It helps to overcome drought stress in plants

DEFICIENCY SYMPTOMS OF BORON IN PLANTS (PAKISTAN)

• Deficiency of boron leads to drought in plants
• Premature fruit falls mostly in case of citrus 
• In case of apples, woody cork inside the fruit is formed
• Internal shoot burst in celery
• Cracking of the fruit
• Yield and production losses
• Uneveness of fruit in citrus kinnow lemon varieties
• Potassium uptake slow
• Boron toxicity is also a concern in salt-affected soils
• Brown cork of sugarbeat, hollow heart of groundnut, brown heart of radish, top sickness of tobaccoo, hen and chicken disease of grapes, crown chocking of coconut, browning or hollow heart of cauliflower due to boron deficiency.

زائلم مکمل تفریق کی تفریق کی ترقی کے لیے بوران بہت اہم ہے۔سٹوماٹا کے کھلنے کے لیے پوٹاشیم کی گائرڈ سیلوں میں نقل و حملیہ پودوں کے مختلف حصوں میں چینی کی نقل و حمل میں مدد کرتا ہے۔یہ پھلوں میں ٹوٹ پھوٹ اور وقت سے پہلے پھل گرنے کو روکنے میں مدد کرتا ہے۔یہ پانی کی نقل و حمل اور اس سے پیدا ہونے والے پانی کی نقل و حرکت میں مدد کرتا ہے۔یہ بہت سے پودوں کے خلیوں کے استحکام میں مدد کرتا ہے۔یہ پودوں میں تولیدی نشوونما، پولن ٹیوب کی نشوونما اور پودوں میں تولیدی نشوونما کو برقرار رکھنے میں مدد کرتا ہے۔لیموں اور لیموں کی اقسام کے پھلوں کی یکسانیت میں مدد کرتا ہے۔یہ پودوں میں خشک سالی کے دباؤ پر قابو پانے میں مدد کرتا ہے۔ پودوں میں بوران کی کمی کی علامات (پاکستان)بوران کی کمی پودوں میں خشک سالی کا باعث بنتی ہے۔

وقت سے پہلے پھل زیادہ تر لیموں کی صورت میں گرتا ہے۔سیب کی صورت میں پھل کے اندر ووڈی کارک بنتا ہے۔

اجوائن میں اندرونی شوٹ پھٹ گیا۔پھل کا ٹوٹنا پیداوار اور پیداوار کے نقصاناتکھٹی کینو لیموں کی اقسام میں پھلوں کی ناہمواری۔پوٹاشیم کا اخراج سست نمک سے متاثرہ زمینوں میں بوران زہریلا بھی تشویش کا باعث ہے۔

شوگر بیٹ کا براؤن کارک، مونگ پھلی کا کھوکھلا دل، مولی کا بھورا دل، تمباکو کی سب سے زیادہ بیماری، انگور کی مرغی اور چکن کی بیماری، ناریل کا کراؤن چاکنگ، بوران کی کمی کی وجہ سے پھول گوبھی کا بھورا یا کھوکھلا دل۔

BORON TOXICITY

• Due to high boron water application
• Due to high boron fertilizers application
• Due to soil derived from marine sediments
• Sewage sludge or sewage water irrigation

BORON IN SOIL & PLANT

It is non-metal micronutrient, tourmaline is the primary boron-containing mineral, it slowly releases into the soil, soil has 20-200 mg/kg boron concentration but mostly is unavailable to plants , plant has 0.4 - 5mg/kg of boron in it and its also the plant dry matter range. Plants likely uptake boron in the form of boric acid, boron availability decreases in salt affected soils. the 50% decrease in sorghum , mustard, sunflower in the Pothwar plateau in Pakistan.

Highly sensitive crops for boron

Apple, alfalfa, sugr beat, mustard, cauliflower, turnip

Moderately sensitive crops for boron

cotton, cabbage, citrus,carrot,coconut,raddish, groundnut, oive,tobaccoo,tomato

Low sensitive

wheat, barley, bean, sweet potato, potatoes, rice, maize and strawberry.

زیادہ بوران پانی کی درخواست کی وجہ سے زیادہ بوران کھاد کے استعمال کی وجہ سےسمندری تلچھٹ سے حاصل شدہ مٹی کی وجہ سے سیوریج کیچڑ یا سیوریج کے پانی سے آبپاشی مٹی اور پلانٹ میں بورونیہ نان میٹل مائیکرو نیوٹرینٹ ہے، ٹورمالائن بوران پر مشتمل بنیادی معدنیات ہے، یہ آہستہ آہستہ مٹی میں خارج ہوتی ہے، مٹی میں 20-200 ملی گرام/کلوگرام بوران کا ارتکاز ہوتا ہے لیکن زیادہ تر پودوں کے لیے دستیاب نہیں ہوتا، پودے میں 0.4 - 5mg/kg بوران ہوتا ہے اور اس کا پودے کا خشک مادہ بھی ہوتا ہے۔ پودے ممکنہ طور پر بوران کو بورک ایسڈ کی شکل میں لیتے ہیں، نمک سے متاثرہ زمینوں میں بوران کی دستیابی کم ہو جاتی ہے۔ پاکستان میں پوٹھوار سطح مرتفع میں جوار، سرسوں، سورج مکھی میں 50 فیصد کمی۔ بوران کے لیے انتہائی حساس فصلیں۔سیب، الفالفا، شکر کی بیٹ، سرسوں، گوبھی، شلجم بوران کے لیے اعتدال سے حساس فصلیں۔ روئی، گوبھی، لیموں، گاجر، ناریل، مولی، مونگ پھلی، روغن، تمباکو، ٹماٹر کم حساسگندم، جو، پھلیاں، شکرقندی، آلو، چاول، مکئی اور اسٹرابیری۔