|
|
|
تمتص النباتات العناصر الغذائية عادة من خلال جذورها- ولكنها تستطيع أيضاً امتصاص كميات صغيرة منها من خلال المجموع الخضـــرى (الأوراق) عند رشها بمحلول مغذى. وتدخل العناصر الغذائية فى جذور النباتات على صورة أيونية. والأيونات هى دقائق صغيرة الحجم والكتلة وتحمل شحنة كهربائية- وتسمى الأيونات التى تحمل شحنة موجبة بالكاتيونات (Cations) مثل البوتاسيوم -الكالسيوم- المغنسيوم- الأمونيوم. وأما الأيونات التى تحمل شحنة سالبة فتسمى بالأنيونات (Anions) مثل الكلوريد- النترات- الكبريتات.
يمتص معظم الماء والعناصر الغذائية من خلال المناطق الدقيقة الأمامية للجذور الشعرية والتى تسمى بالقمم النامية للجذور ونظراً لكثافة التفرعات الجذرية فانه من المتوقع وجود ملايين من هذه القمم النامية فى النظام الجذرى للنبات. وتحدد كميتها مدى فاعلية النبات للاستفادة من الماء والعناصر الغذائية الموجودة فى محلول التربة. ويعرف الماء فى التربة بما فيه من عناصر غذائية ذائبة بمحلول التربة. ويوجد محلول التربة إما بين حبيبات التربة أو مغلفا للحسات.
أما محلول التربة المتواجد فى المسام البينية لحبيبات التربة فبتغير تركيبه بشكل كبير من تربة لأخرى حسب طبيعة مادة الأصل التى نشأت منها ونوع النباتات النامية. ومحلول التربة المغلف للحبيبات فهو غشاء شعرى من الماء يحيط بالدقائق الغروية للتربة وممسوك بقوة مناسبة ويستطيع النبات الاستفادة منه.
وفى الحقيقة أن كمية العناصر الغذائية الذائبة فى محلول التربة قد لا تكفى حاجة النبات فى فترة زمنية معينة قبل الاضافات السمادية وبالتالى لابد وأن يكون للجزء من العناصر الغذائية الممسوك على المادة الصلبة دوراً فى إعادة التوازن الغذائى للجزء الذائب فى محلول التربة. وبناءاً على ذلك يمكن حصر خطوات حصول النباتات على العناصر الغذائية من التربة فيما يلى:
|
|
(1) انتقال العنصر من المادة الصلبة الى محلول التربة :
ويتم هذا الانتقال بواحد أو أكثر من الطرق التالية:
أ- الذوبان : وهى تعبر عن تأثير الماء على انطلاق العنصر من الصورة الصلبة الى الصورة السائلة. وتزداد درجة الذوبان بارتفاع درجة حرارة التربة كذلك يلعب ثانى أكسيد الكربون دوراً هاماً فى زيادة درجة ذوبان بعض الأملاح.
ب- التبادل الأيونى : حيث يؤدى خروج ثانى اكسيد الكربون من الجذور خلال عملية التنفس الى تكوين حمض الكربونيك وعند إتصال هذا الحمض مع أسطح الحبيبات الغروية للتربة يتم تبادل كاتيون الأيدروجين مع كاتيون آخر لينتقل الملح المتكون بعيداً عن الأسطح الغروية فى إتجاه محلول التربة.
جـ- الخلب : وفى هذه الحالة تفرز الجذور بعض المركبات العضوية الذائبة حيث تتحرك فى اتجاه المواد الغير ذائبة المحيطة بالجذور ثم ترتبط مع العنصر بقوة أكبر من قوة ارتباطه على الجزء الصلب لتنزعه وتتحرك به مرة أخرى فى اتجاه محلول التربة.
وعموماً يعبر عن كفاءة العمليات السابقة فى تحول العنصر من الحالة الصلبة الى الحالة السائلة بالقدرة الامدادية للتربة فكلما زادت القدرة الامدادية للتربة من العناصر الغذائية كلما زادت خصوبة التربة مع امكانية اضافة الجرعات السمادية على فترات متباعدة .
|
|
(2) إنتقال العناصر من محلول التربة الى منطقة امتصاص الجذور :
حيث تتحرك العناصر فى هذه الحالة فى صورة أيونية من منطقة ما فى محلول التربة الى المنطقة التى تسمح بامتصاصها على الجذور وعادة ما يتم ذلك بواحد أو أكثر من الطرق التالية:
أ - الانتقال الكتلى : وفيه تنتقل الأيونات فى اتجاه الجذر ذائبة فى الماء وفى هذه الحالة ترتبط حركة الأيونات باتجاه حركة تيار الماء ويعتبر تيار النتح هو القوة الدافعة لحركة الماء بما يحمله من أيونات فى اتجاه الجذر.
ب- الانتشار : حيث تنتقل الأيونات فى اتجاه الجذر تبعاً لتدرج التركيز فهى تنتقل من مناطق التركيز المرتفع الى مناطق التركيز المنخفض.
جـ- الاعتراض الجذرى : حيث تنمو الجذور وتمتد حتى مواقع وجود العناصر الغذائية.
د - التبادل بالتلامس : حيث يفترض أن لكل أيون مجال نشاط معين على سطح الجذر والحبيبات الغروية فاذا ما تداخل المجالان أمكن تبادل الأيونات بين الأسطح المختلفة ليحل كل منها محل الآخر.
|
|
(3) انتقال الأيونات من منطقة امتصاص الجذر الى داخل الجذر:
إن تفاصيل العملية أو العمليات التى بواسطتها تحصل النباتات على العناصر الغذائية من التربة لاتزال موضع حوار وجدل بين الباحثين فى مجال تغذية النبات ولكنها تزداد وضوحاً وفهماً يوماً بعد الآخر. وعلى أية حال فإن امتصاص الأيونات بواسطة الجذور يمكن وصفه بأنه سلبى أو غير نشط ويحدث هذا النوع من الامتصاص عند انتقال العناصر الغذائية من مناطق التركيز المرتفع الى مناطق التركيز المنخفض دون أن يبذل النبات أى طاقة. غير أن أيونات العناصر الغذائية يمكن أن تنتقل ضد تدرج التركيز أى من مناطق التركيز المنخفض (محلول التربة) الى مناطق التركيز المرتفع (داخل النبات) ويحدث ذلك بواسطة عملية حيوية نشطة أو إيجابية تحتاج الى بذل طاقة. وفى الحقيقة أن هذه العملية لاتزال غير مفهومة تماماً ولكنها تتضمن استخدام النبات لمركبات كيميائية (حوامل أو ناقلات للأيونات) ترتبط بالأيونات بطريقة معينة تسمح بالمرور بها خلال الأغشية الخلوية.
ويعتقد أن هناك عدداً من المركبات الحاملة أو الناقلة تكون متخصصة لنقل أيون معين أو أكثر وهى التى تصف النفاذية الاختيارية للأغشية النباتية الحية.
ويلاحظ أن امداد التربة بالأوكسجين يعتبر ضرورياً للامتصاص النشط أو الحيوى حيث أن نقص الأكسوجين فى التربة يعيق انتاج الطاقة بواسطة الجذور وهذا يقلل من كفاءة الامتصاص الحيوى. ويحدث ذلك تحت ظروف زيادة الرطوبة الأرضية. كذلك يؤدى انخفاض درجة حرارة التربة الى خفض كفاءة الامتصاص النشط .
|
|
|
|
توجد العناصر الذائية على صور متعددة فى بيئة نمو النبات منها ماهو على صورة ميسرة أى صالحة للاستفادة بواسطة النباتات والأخرى غير ميسرة أو غير صالحة لذلك، والجدول يوضح العناصر الغذائية الميسرة فى أنواع الأراضي المختلفة .
|
معدل العناصر
السمادية بالتربة
|
- ن ا3
|
فو2ا5
|
بو2ا5
|
بوتاسيوم
|
ماغنسيوم
|
كالسيوم
|
|
منخفض جدا
|
0 - 3
|
0 -11.5
|
22.5 -56.5
|
< 0.75
|
< 0.85
|
< 10
|
|
منخفض
|
4 - 10
|
14 -35
|
56 -90
|
0.75 -1.5
|
0.85 -2
|
10 -20
|
|
متوسط
|
11 - 20
|
36 -57
|
90 -135
|
1.5 -3
|
2 -5
|
20 -50
|
|
مرتفع
|
21 - 40
|
60 -103
|
135 -180
|
3 -5
|
5 -10
|
50 -80
|
|
مرتفع جدا
|
+ 40
|
+ 103
|
> 180
|
> 5
|
> 10
|
> 80
|
وفيما يلى أهم العوامل الطبيعية والكيميائية والبيولوجية الخاصة بالتربة والتى تؤثر على يسر العناصر الغذائية بالتربة المصرية :
|
|
(1) درجة حموضة التربة :
تؤثر درجة حموضة التربة pH على نشاط الكائنات الحية الدقيقة وعلى انطلاق العناصر الغذائية وتحولها من الصورة الأقل يسراً الى الصورة الأكثر يسراً أو العكس تبعاً لدرجة حموضة التربة وعلاقتها بالعنصر. كذلك تزداد درجة ذوبان أملاح الكربونات والفوسفات والكبريتات بانخفاض رقم pH التربة. أما ارتفاعها فيؤدى الى زيادة الصور المؤكسدة للحديد والمنحنيز والنحاس والزنك لتصبح أقل يسراً للاستفادة بواسطة النبات.
كذلك تتغير حموضة التربة تبعاً لنوعية الأسمدة التى تضاف اليها فمثلا اضافة حمض النتريك أو الفوسفوريك وسلفات النشادر ونترات الجير يسبب انخفاض فى رقم pH التربة أى إرتفاع معدل الحموضة. كذلك يسبب تنفس جذور النبات الى خروج ثانى اكسيد الكربون الذى يتحد مع الماء مكوناً حمض الكربونيك الذى يعمل على خفض رقم pH التربة بالاضافة الى ذلك .
|
|
|
وغالباً ما يزداد معدل امتصاص العناصر الغذائية بواسطة النباتات عند درجات الحموضة المتعادلة كذلك يؤدى الانخفاض الحاد فى رقم pH ( أقل من 3 ) الى الاضرار بخاصية النفاذية الاختيارية للأغشية السيتوبلازمية للجذور.
فان خروج الأمونيا أو كبريتور الهيدروجين نتيجة لتحلل المواد العضوية أو تنفس جذور النباتات حيث تتأكسد وتعطى أحماض معدنية هى حامض النتريك أو الكبرتيك وهى تعمل على زيادة حموضة التربة.
|
|
(2) ملوحة التربة :
تنشأ ملوحة التربة من زيادة الأملاح المعدنية بها وهى تتجمع فى الطبقة السطحية وذلك عند ارتفاع درجة الحرارة أو نقص كمية مياه الرى أو زيادة ملوحته أو زيادة معدل حدوث عمليتى النتح والبخر أو ارتفاع مستوى الماء الأرضى أو اضافة الأسمدة بكميات كبيرة. وتجمع الأملاح فى مجال انتشار الجذور يؤدى الى حدوث نقص شديد فى امتصاص العناصر الغذائية اللازمة للنبات خاصة عناصر البوتاسيوم والمغنسيوم والكالسيوم يؤدى الى تدهور واضح فى النمو وانخفاض كبير فى كمية ونوعية المحصول .
|
|
(3) كربونات الكالسيوم :
تحتوى معظم الأراضى المصرية على كربونات الكالسيوم ( الجير ) بنسب تتراوح بين 1- 2 % فى الأراضى الثقيلة القوام بينما عادة ما تكون أكبر من 10 % فى الأراضى الخفيفة القوام.وزيادة نسبة كربونات الكالسيوم فى الأراضى تؤدى إلى رفع رقم pH التربة وتقلل من تيسر معظم العناصر الغذائية للنبات ومثال على ذلك تحول الفوسفات الأحادى أو الثنائى الى ثلاثى الكالسيوم وهى صورة أقل ذوبان فى الماء- كذلك تحول مركبات العناصر الصغرى الأكثر ذوباناً فى التربة الى صورة الكربونات وهى أقل ذوباناً وبالتالى أقل استفادة بواسطة النبات. كذلك يؤدى توافر الجير الى تطاير وفقد الأمونيا من الأسمدة النشادرية.
وزيادة كربونات الكالسيوم فى الطبقة السطحية يؤدى الى تكوين قشرة صلبة نتيجة تكرار عمليتى التجفيف والترطيب وهى تؤدى الى صعوبة نمو النباتات وتهتك جذورها.
|
|
(4) المادة العضوية :
تصل نسبة المادة العضوية فى الأراضى المصرية 1-2% وهى تعتبر أحد مصادر امداد النبات بالعناصر الغذائية وتعتبر المادة العضوية ذات قدرة عالية على حفظ وتخزين العناصر الغذائية وتمنع تلك العناصر من الفقد بالغسيل ووجودها فى الأرض يؤدى الى تكوين مركبات مخلبية مع العناصر الصغرى وهذا يزيد من تيسرها فى التربة.
|
|
(5) القــــوام :
إن حالة وتيسر العناصر الغذائية فى التربة تتأثر بقوام التربة ومحتوى التربة من معادن الطين ونوعية هذه المعادن. وزيادة محتوى الأرض من الطين يزيد من قدرتها على الاحتفاظ بالمياه والعناصر الغذائية وتؤدى أيضاً إلى زيادة السعة التبادلية للأرض. أما بالنسبة للأراضى الخشنة القوام فيسبب انخفاض سطحها النوعى وانخفاض السعة التبادلية لها إلى فقد العناصر الغذائية منها بالغسيل وذلك لعدم مقدرتها على الاحتفاظ بهذه العناصر خاصة عند زيادة الرى .
شكل يوضح تأثر محتويات التربة من الرمل والسلت ومعادن الطين على قوام التربة والذى يؤثر بدوره على تيسير العناصر لامتصاص بواسطة النبات .
|
|
|
|
|
(6) الكائنات الحية الدقيقة :
تحتوى التربة على مجموعة من الكائنات الحية الدقيقة التى تعمل على تثبيت أزوت الهواء الجوى مثل الأزتوباكتر. بالاضافة الى ذلك فهناك بكتريا النتروزوموناس والتى تؤكسد الأمونيا الى نتريت ثم بكتريا النتروباكتر تؤكدس النتريت الى نترات. وبذلك يظهر أن تيسر العناصر الغذائية فى التربة يرتبط ارتباطاً كبيراً بنشاط الكائنات الحية فيها.
وهناك أيضاً البكتريا العقدية والتى تقوم بتثبيت أزوت الهواء الجوى فى جذور النباتات البقولية.كذلك لوحظ فى بعض الأراضى والتى تحتوى على نسبة منخفضة من الفوسفور أن جذور بعض النباتات تتعايش تكافلياً مع فطريات الميكورهيزا التى تقوم بافراز بعض المواد حامضية التأثير مما يساعد على زيادة تيسر الفوسفور للنبات كما أن لهذه الفطريات القدرة على الاستفادة من العناصر الغذائية خاصة الفوسفور الموجود فى المسافات البنية الدقيقة التى لاتستطيع الجذور النباتية الوصول اليها .
|
|
(7) الرطوبة الأرضية والتهوية :
عادة ما تؤثر النسبة بين الجزء السائل والجزء الغازى فى التربة على درجة تيسر العناصر للنبات. فعند زيادة الجزء السائل على حساب الجزء الغازى تزداد الظروف اللاهوائية التى تشجع على اصابة الجذور النباتية بأمراض التربة علاوة على صعوبة امتصاص العناصر الغذائية بواسطة الجذور النباتية. كذلك يؤدى زيادة نسبة الجزء الغازى على حساب الجزء السائل الى صعوبة توفر القدر المناسب من العناصر الغذائية الميسرة فى مجال الامتصاص للجذور النباتية حيث أنه من المعروف أن الرطوبة الأرضية هى الوسط الذى تتحرك فيه العناصر الغذائية المذابة فى اتجاه المجموع الجذرى لذلك لابد من توفر نسبة ملائمة من الجزء السائل الى الجزء الغازى فى التربة والتى تسمح بالامتصاص والتهوية لجذور النبات.
|
|
(8) درجة حرارة التربة :
إن درجة حرارة التربة من العوامل الرئيسية التى تؤثر على امتصاص العناصر الغذائية ونمو النباتات المختلفة المنزرعة تحت نظم الزراعة المحمية. فيؤدى ارتفاع درجة الحرارة مع توافر الاضاءة المناسبة الى زيادة معدل التمثيل الضوئى وامتصاص العناصر الغذائية ويزداد نشاط الكائنات الحية الدقيقة فى تحلل المادة العضوية بالتربة وبالتالى زيادة تيسر العناصر الغذائية بها كذلك يؤدى ارتفاع درجة حرارة التربة الى زيادة معدل التنفس وبالتالى زيادة استهلاك المواد الغذائية داخل النبات. بالاضافة الى ذلك فان عملية بناء الأحماض الأمينية والبروتينات تنخفض فى درجات الحرارة المنخفضة وهذا يؤدى الى تجمع الكربوهيدرات فى النبات وظهور صبغة الانثوسيانين فى الأوراق مما يؤدى الى ظهور اللون الأحمر البنفسجى على الأوراق خاصة على السطح السفلى منها وتشابه هذه الأعراض نقص عنصر الفوسفور.
وارتفاع درجة حرارة التربة يؤدى الى سرعة جفافها وذلك يتطلب إضافة ماء الى التربة باستمرار .
|
|
(9) التأثير المتبادل بين العناصر الغذائية وبعضها :
يعبر ذلك عن اختلاف استجابة النبات لتركيز معين من عنصر ما عند مستويات مختلفة من العناصر الغذائية الأخرى. وتتحدد كفاءة امتصاص عنصر غذائى معين بمستوى العناصر الغذائية الأخرى وتأثير العناصر الغذائية مجتمعة على نمو النبات يختلف حسب طبيعة التفاعلات بينها وأحياناً اضافة عنصر ما بمفرده يختلف فى تأثيره وامتصاصه عنه فى حالة اضافته مع عنصر آخر. وقد يؤدى اضافة عنصر ما الى زيادة أو انخفاض معدل الاستفادة من كلا العنصرين فى نفس الوقت.لذلك يراعى دائما المحافظة على النسبة المتوازنة بين العناصر الغذائية المختلفة .
|
|
(10) تأثير نوع النبات :
تختلف النباتات فيما بينها فى قدرتها على الاستفادة من العناصر الغذائية المتاحة بالتربة بما تفرزه هذه النباتات من أحماض عضوية لخفض درجة حموضة التربة- بالاضافة الى اختلاف عمق وتوزيع المجموع الجذرى للنباتات المختلفة وبالتالى يؤثر ذلك على كفاءة استفادة النبات من العناصر الغذائية الموجودة فى التربة. كذلك تختلف النباتات فيما بينها فى السعة التبادلية الكاتيونية لجذورها وبالتالى امكانية امتصاص الكاتيونات الثنائية مثل الكالسيوم عن الكاتيونات الأحادية مثل البوتاسيوم والصوديوم.
هناك أيضاً عديد من النباتات البقولية التى يمكنها تثبيت النيتروجين الجوى فى صورة عضوية ويؤدى تخلل وإنتشار جذور مثل هذه النباتات الى زيادة نسبة النيتروجين المتبقى والمثبت فى التربة. ويتوقف نجاح أى برنامج تسميد لبستان ما على علاقات متداخلة بين نظام الجذور والأرض والماء. وشجرة الفاكهة البالغة لها نظام جذرى مستديم يمتد خلال حجم معين من التربة، بجانب كثير من الجذور الصغيرة المساعدة التى تنمو مؤقتاً Temporary، والتى تموت وينمو بديلاً عنها جذور أخرى ثم يتكرر ذلك مرة أو مرتين كل سنة، وأثناء النمو نجد أن سطوح الجذور تقوم بامتصاص المياه والعناصر الغذائية اللازمة للنمو العادى للشجرة، وتتوقف كثير من العوامل المؤثرة على إمتصاص العناصر الغذائية على الأرض وخواصها المختلفة، كالخصوبة والعمق والقوام والرطوبة والصرف والتهوية والحرارة. وقد تأخذ الأشجار احتياجاتها الغذائية من أرض جيدة، من عمق 4 أقدام فقط بينما تحتاج إلى ضعف هذا العمق للحصول على نفس الاحتياجات من أرض ضعيفة، وفى نفس الوقت نجدها نادراً ما تحصل على احتياجاتها الغذائية الكافية من أرض جيدة، لكن قليلة العمق حتى ولو كانت تروى وتسمد بعناية. ونجد أن تفريع الجذور فى حالة الأراضى الخشنة القوام أو تلك الثقيلة القوام جداً، تكون بطريقة غير مرضية وبناء على ذلك قد تفشل الجذور النامية فى الحصول على كفايتها من الاحتياجات الغذائية من حجم معين من الأرض.
ولا تنمو جذور الأشجار فى الأراضى الجافة. كما أن جذور معظم أنواع الأشجار لاتنمو فى الأراضى المشبعة بالماء، فمثل هذه الظروف تقلل من السطح النشط للجذور ويحتمل أن تقلل الكفاءة لكل وحدة من السطح الجذرى ويتبع ذلك تحديد لامتصاص الغذاء.
وامتصاص الأشجار للعناصر الغذائية يتوقف أيضاً على الحرارة المناسبة للتربة للأنواع المختلفة من الأشجار، ويمكن القول بأن أدنى حرارة تلزم لأشجار الفاكهة فى التربة هى 45 فهرنهيتية ( أى 7.5م تقريباً ) وأعلى نشاط للجذور يكون عندما تكون حرارة التربة قريبة من 70هف
( أى 21هم تقريباً ) ، وعندما تبلغ حرارة التربة 90هف ( أعى 32 فهرنهيتية تقريباً ) يقل نشاط الجذور بدرجة كبيرة وإذا تجاوزت درجة حرارة التربة هذه الدرجة كثيراً فإن جذور الأشجار تموت، وتتطلب عمليات النمو وزيادة سمك الجذور، وإتمام عملها نسبة خاصة من الأكسجين، فالأراضى الغدقة والأراضى المندمجة جداً والتى يمر الهواء خلال حبيباتها ببطء شديد لاتكون كفاءتها الإنتاجية جيدة .
ويؤثر على الامتصاص فى الأشجار إختلاف الأنواع وكذلك اختلاف الأصول فالأنواع المختلفة لها سلوك مغاير فى توزيع جذور كل منها فالبعض جذوره متباعدة قليلة التفرع والبعض الآخر مندمجة كثيرة التفريع، ويؤدى ذلك لاختلاف قدرة الجذور فى امتصاص وتصيد المواد الغذائية من تربة معينة، وقد وجد على سبيل المثال لا الحصر أنه إذا طعم صنف من التفاح على أصلين مختلفين نجد أن الطعم فى احداهما ظهرت عليه أعراض نقص البوتاسيوم فى حين أن الآخر لم تظهر عليه الأعراض وعموما يمكن القول أن اضافة الأسمدة يجب أن تكون بطريقة صحيحة فتكون بالقرب من منطقة الجذور والعمق الملائم الذى يمكن أن تخترقه الجذور.
|
ساحة النقاش