النحاس Copper

النحاس فى الأرضCopper in Soil

          تختلف الأراضى فيما بينها فى محتواها من النحاس الكلى تبعاً لمادة الأصل الناشئة منها هذه الأرض نظراً لدخول هذا العنصر فى التركيب الكيميائى لبعض الصخور. ويوجد النحاس فى التربة على عدة صور:

1- معادن كبريتيدية Sulphides وأهم هذه المعادن هوChalcopyrite Cu Fe S2  حيث يعتبر المصدر الاساسى للنحاس.

2 - معادن الأكاسيد والكربونات النحاسية ومنها  Cuprite (Cu2O), Malchite (CuCO3). وهذه الصورة مع السابقة لها من الصور التى لا يمكن استخلاصها بالمستخلصات العادية ويطلق عليها النحاس غير المتحرك فى التربة (ويصنف بالنحاس فى المستودع المستقرCu- forms in the Lable pool). علماً بأن الجزء الأكبر من النحاس الكلى يوجد فى التركيب البلورى لمعادن التربة الأولية منها أو الثانوية.

3- يوجد النحاس أيضاً متبادل على أسطح الغرويات المعدنية، والصورة الأيونية المتبادلة هى Cu++ أو CuOH+ ويعتبر هذا الجزء ميسر للنبات نسبياً.

4- يوجد النحاس فى التربة مرتبط مع المادة العضوية  من خلال المجاميع الكربوكسيلية والفينولية أو الهيدروكسيلية مكوناً معقدات ثابتة Copper- organic matter complexe.  وأشارت بعض الأبحاث بأن ارتباط النحاس مع حمض الفولفيك يكون مركبات سهلة الذوبان والعكس عند ارتباط هذا العنصر مع حمض الدباليك Humic acid حيث تتكون مركبات غير ذائبة. وعلى ذلك فمن المتوقع بأن النباتات النامية فى الأراضى العضوية سوف تعانى من نقص النحاس.

5- كمية قليلة جداً من النحاس الكلى الموجود فى التربة توجد فى الصورة الذائبة فى المحلول الأرضى والتى لا يتعدى تركيزها فى المحلول الأرضى غالباً عن 0.001 جزء فى المليون، ويرجع ذلك لأن معظم النحاس الذائب فى المحلول الأرضى يرتبط مع المادة العضوية ويكون مركبات ثابتة. وتعتبر الصورة الأيونية Cu2+ هى الأكثر سيادة عند pH الأقل من 7، بينما تكون السيادة للـصورة   Cu (OH ) +  فى محلول التربة القاعدية.

النحاس الكلى:

         سبق ذكر بأن الأراضى تختلف فيما بينها فى محتواها من النحاس الكلى، حيث يتراوح من 10 إلى 200 جزء فى المليون وكمتوسط عام يكون حوالى 55 جزء فى المليون. وتعتبر الأراضى الناشئة من الصخور النارية مثل البازلت وهى صخور قاعدية التأثير وغنية فى النحاس (تحتوى على 100 جزء فى المليون نحاس) فى حين أن الأراضى الناشئة من الصخور الحامضية التأثير مثل الجرانيت (تحتوى على 10 جزء فى المليون نحاس). وبصفة عامة يتاثر محتوى الأرض الكلى من النحاس بقوام الأرض، حيث وجد أن المحتوى الكلى يزداد مع زيادة كمية الحبيبات صغيرة الحجم، أى يزداد فى الأراضى ناعمة القوام. وفى الأراضى المصرية وجد أن المحتوى الكلى من هذا العنصر فى الأراضى الرسوبية يتراوح من 20 إلى 62 جزء فى المليون و فى الأراضى الجيرية كانت هذه القيمة بين 10- 50 بينما كانت فى الأراضى الرملية من 6 إلى 18 جزء فى المليون  ( أبو الروس وآخرون سنة 1992 ).

النحاس الميسر فى التربة والعوامل المؤثرة على كميته:

تتوقف كمية النحاس الميسر للنبات بالأرض على عدة عوامل وهى:

1- المخزون الكلى: هناك ارتباط بين المحتوى الكلى من النحاس فى الأرض والكمية الميسرة للنبات. أى أنه من المتوقع زيادة هذه الكمية مع زيادة المحتوى الكلى للأرض من النحاس.

2- الـ pH: تتأثر درجة صلاحية النحاس للنبات عند الدرجات المختلفة من الـ pH، بصفة عامة تقل كمية النحاس الميسرة للنبات بارتفاع رقم الـ pH عن 7، بينما مع انخفاض الـ pH عن 6.0 يزداد تيسر النحاس، وفى الأراضى شديدة الحموضة (pH أقل من 4.5) نجد أن الكمية الميسرة للنبات تقل مرة أخرى ويرجع ذلك إلى:

- يمكن أن يتحد النحاس الذائب (الميسر) مع سيليكات الألومنيوم، الفوسفات أو أيونات أخرى ذائبة.

- زيادة الكمية الممتصة من الأيونات الأخرى فى الأراضى الحامضية يقلل أو يعوق امتصاص  النحاس.

3- المادة العضوية: فيما يتعلق بكاتيونات العناصر الصغرى  Cu, Zn, Mn, Fe  يعتبر النحاس أكثرهم ارتباطاً مع المادة العضوية. وهذا يفسر سبب زيادة ظهور أعراض نقص عنصر النحاس على النباتات النامية فى الأراضى العضوية كما فى أراضى البيت والمـك Peat and muck soils ويرجع ذلك لقوة ارتباط النحاس مع المادة العضوية. وعادةً تكون معقدات النحاس مع المادة العضوية ذات الوزن الجزيئى المرتفع (أكثر من 500) قليلة الذوبان بالمقارنة بمعقدات النحاس العضوية ذات الوزن الجزيئى المنخفض (أقل من 100). ونقص النحاس على النبات لا يقتصر على زيادة المادة العضوية فقط، ففى المناطق الجافة يكون هناك نقص شديد فى النحاس على النبات بالرغم من أن محتوى الأرض من المادة العضوية فى هذه الحالة يكون قليل.

4- قوام الأرض: النباتات النامية فى الأراضى الرملية تعانى من نقص النحاس وذلك لقلة الكمية الميسرة حيث ترتبط الكمية الذائبة من هذا العنصر بقوام التربة وبالتالى السعة التبادلية الكاتيونية حيث تزداد الكمية الميسرة بنعومة القوام لاحتوائها على كمية أكبر من النحاس الكلى.

5- التضاد الأيونى  Antagonistic ions: وجد أن المستويات المرتفعة من النيتروجين أو الفوسفور تؤثر عكسياً على التغذية بعنصر النحاس، حيث تظهر أعراض نقص النحاس على النباتات النامية تحت هذه الظروف. كما أن الزيادة من عنصر الزنك الذائب فى وسط النمو يؤدى إلى ظهور نقص النحاس.

6- كربونات الكالسيوم: كما هو معرف بأن زيادة كربونات الكالسيوم فى التربة ترفع من قيمة pH التربة وبالتالى يكون لها تأثيرها غير المباشر على نقص الكمية الميسرة من النحاس، حيث يكون رقم الـ pH فى حدود 8 وعند هذا الـ pH يحدث تفاعل كيميائى بين النحاس وكربونات الكالسيوم وتتكون كربونات النحاس القاعدية Ca CO3. Cu (OH )2   غير الذائبة وبالتالى تقلل من صلاحية هذا العنصر.

النحاس فى النباتCopper in Plant

الوظائف الحيوية للنحاس Cupper Biological Functions

        يعتبر النحاس أحد مكونات بعض إنزيمات الأكسدة والإختزال ومن العناصر اللازمة للعديد من البروتينات، ودوره الأساسى يكون واضحاً فى عمل إنزيم السيتوكروم أوكسيديز Cytochrome oxidase حيث يعتبر مكملاً لهذا الإنزيم، والإنزيم المؤكسد لحمض الإسكوربيك Ascorbic acid- oxidase وبعض الإنزيمات الأخرى مثل الفينوليز Phenolase وإنزيم الاكتيز Lactase. كذلك وجد أن أكثر من 70% من النحاس الموجود فى النبات يتركز فى الكلوروفيل  Chlorophyll مما يوضح مدى أهمية هذا العنصر فى تخليق الكلوروفيل وأيضاً يُعزز النحاس من تكوين فيتامين أ(Vitamin A)  فى النبات. كذلك وجد أن النحاس يؤثر على تبادل الكربوهيدرات والبروتينات ويزيد من مقاومة النبات ضد الأمراض الفطرية.

تركيز النحاس فى النبات:

       يتراوح تركيز النحاس فى النباتات المختلفة من 5 إلى 20 جزء فى المليون جدول (7-14)، وتكون النباتات الصغيرة ذات تركيز مرتفع من النحاس ويقل التركيز مع تقدم هذه النباتات فى العمر والوصول إلى مرحلة النضج. يتوقف توزيع النحاس داخل النموات الحديثة على مدى توافر هذا العنصر فى وسط النمو، حيث يسلك النحاس مسلك العناصر المتحركة داخل النبات فى حالة الإمداد الكافى ويشابه العناصر غير المتحركة فى حالة النقص. حيث يزداد تركيز النحاس فى النموات الحديثة بالمقارنة بالنموات المسنة فى حالة توافر العنصر فى وسط النمو، بينما فى حالة النقص تحتوى هذه النموات على تركيز أقل منه فى النموات المسنة.

الحدود الحرجة للنحاس فى النبات:

       الحدود الحرجة لتركيز النحاس فى النبات يوضحها جدول (7-14). ومن الجدول نجد أنه بانخفاض التركيز داخل النبات عن 4 جزء فى المليون يكون من المتوقع ظهور أعراض نقص النحاس على هذه النباتات. أما من حيث التركيز الذى يؤدى إلى ظهور أعراض السمية للنحاس على النبات فيمكن القول بأن زيادة التركيز عن 20 جزء فى المليون ربما يؤذى النبات.

حساسية النباتات المختلفة لنقص النحاس فى التربة:

تختلف النباتات فيما بينها فى درجة حساسيتها لنقص النحاس فى التربة ويمكن وصف ذلك كما يلى:

- نباتات حساسة لنقص النحاس: وتشمل البرسيم الحجازى، الشعير، الجزر، الخس، السبانخ، الشوفان، حشيشة السودان، بنجر المائدة، القمح و الموالح.

- نباتات متوسطة الحساسية لنقص النحاس: وتشمل الكرنب، القرنبيط، البرسيم، الخيار، الذرة، القطن، الفجل، بنجر السكر، الطماطم، الذرة السكرية، اللفت، التفاح، الخوخ، الكمثرى و الفرولة.

- نباتات قليلة الحساسية لنقص النحاس: وتشمل الأسبرجس، الفول، البسلة، البطاطس، فول الصويا و الأرز.

جدول (7-14)

  الحدود الحرجة لتركيز النحاس فى بعض النباتات

أعراض نقص النحاس على النبات:

        عادة تظهر أعراض نقص النحاس على النباتات النامية فى تربة تعانى من نقص النحاس الميسر بها ومن خصائص هذه التربة: أنها ذات محتوى كلى منخفض من النحاس ويكون الحد الحرج من النحاس الكلى فى الأراضى المعدنية هو أقل من 6 جزء فى المليون، بينما ترتفع هذه القيمة كثيرا بالنسبة للأراضى العضوية حيث تصل إلى 30 جزء فى المليون. وعلى هذا يزداد ظهور أعراض النقص فى الأراضى العضوية عنها فى الأراضى المعدنية، كما تعانى الأراضى القاعدية وخاصة الجيرية منها والأراضى الرملية الحامضية من نقص النحاس. هذا وتؤدى الإضافة الزائدة لكلٍ من  النيتروجين، الفوسفور و الزنك إلى ظهور أعراض النحاس على النبات.

        والنحاس قد يسلك سلوك كلٍ من العناصر المتحركة وغير المتحركة داخل النبات، ويتوقف ذلك على مدى توفر هذا العنصر فى وسط النمو. وبصفة عامة فإن أعراض نقص النحاس عبارة عن تحول لون قمة الورقة إلى اللون الأبيض مع صغر حجم الورقة وقصر المسافات بين العقد وبالتالى تقزم والتفاف النبات وتساقط الأزهار. وفى محاصيل الحبوب مثل القمح والشعير والأرز، تظهر الأعراض على شكل جفاف وموت قمة الأوراق أو أجزاء من الورقة. وتلتف الأجزاء الجافة على شكل لولب، وقد تجف الأوراق دون تغير فى لونها. وتظهر الأعراض على السنابل حيث يكون السفا غير قائم والسنابل غير ممتلئة ومشوهة. وتظهر هذه الأعراض أكثر ما يكون على النباتات النامية فى الأراضى الرملية حديثة الاستصلاح أما بالنسبة للموالح فيحدث تأخر و موت للنموات الحديثة وتظهر بثرات صمغية بين اللحاء والخشب، وإفرازات بنية اللون مائلة للاحمرار  وموزعة بدون انتظام على الثمار ويتحول لونها إلى البنى القاتم عند نضج الثمار. وقد توجد جيوب صمغية فى القشرة، وفى وسط الثمار عند زوايا الفصوص كما تكون الثمار معرضة للتشقق. وعموماً فإن أعراض نقص النحاس على النبات أقل انتشاراً من بعض العناصر الصغرى الأخرى مثل الزنك، ويرجع ذلك إلى أن النحاس يدخل فى تركيب كثير من المبيدات الحشرية والفطرية والتى تستخدم بكثرة حالياً فى الزراعة.

        أما من حيث أعراض السمية والتى قد تحدث بكثرة مع الاستخدام الزائد للأسمدة التى تحوى النحاس أو من استخدام المبيدات الفطرية أو الحشرية فتكون عبارة عن  إصفرار Cholorsis والذى يكون مشابهة لنقص الحديد ظاهرياً. ويمكن علاج السمية بإضافة مركبات الحديد المخلبية إلى التربة أو رشاً على الأشجار.

الأسمدة المحتوية على النحاس:

       تعتبر كلٍ من الأراضى الرملية - الجيرية والعضوية من أكثر الأراضى تعرضاً لظهور أعراض نقص النحاس على النباتات النامية بها، ويرجع ذلك لقلة كمية النحاس الميسر بها. وعادةً يتم معالجة نقص النحاس بعد تقدير الكمية الميسرة منه بالأرض وتحديد الكمية اللازمة والتى يحتاجها النبات وذلك تجنباً لإضافة أى زيادة من النحاس والتى تسبب سمية وضرر للنبات.

    ويجب ذكر أن صفات كلٍ من التربة والسماد لهما دوراً هاماً فى فى تحديد الكمية وطريقة الإضافة للسماد (جدول 7-15). فمثلاً يفضل إضافة المركبات المخلبية للنباتات المنزرعة فى الأراضى الجيرية وذلك لقدرة تلك المركبات على الحفاظ على النحاس فى صورته الصالحة للنبات. وفى كثير من الأحيان يفضل استخدام كبريتات النحاس المائية CuSO4.5H2O لإضافتها بالرش وذلك لقدرتها العالية على الذوبان.

جدول ( 7-15)

 يبين أهم الأسمدة التى تحوى النحاس ومعدل إضافتها تبعاً لطريقة الإضافة

عن الـ FAO سنة 1983