البورون فى الأرضBoron in Soils

يوجد البورون فى الأرض فى عدة صور كمايلى:

1- المعادن الأرضية:

يدخل البورون فى تركيب كثير من المعادن الأرضية وبالتالى فهو ينتشر فى كثير من الأراضى. وأكثر المعادن السيليكاتية شيوعاً والتى تحتوى على البورون هو معدن التورمالين flourin borosilicate - tourmaline ونسبة البورون به من 3-4%، وهذا المعدن مقاوم لعمليات التجوية وبالتالى تعتبر صور البورون فى المركبات المعدنية غير ميسرة للامتصاص  بواسطة النبات مباشرةً ما لم يتحرر ويصبح ذائباً فى المحلول الأرضى.

2- البورون المدمص:

       يُدمص البورون على أسطح الغرويات الأرضية التى تحمل شحنة موجبة سواء كان على صورة أيون بورات B(OH)4- أو على هيئة حمض البوريك H3BO3 ويحدث الادمصاص على الحواف المكسورة لمعادن سيليكات الألومنيوم أو على الأكاسيد السداسية الحرة مثل هيدروكسيدات الألومنيوم والحديد. ويحدث الادمصاص لحمض البوريك كما اقترحه Bingham Sims and  سنة 1962:

       فى الأراضى القاعدية يصبح البورون على صورة أيون البورات B(OH)4- المتأدرتة فى المحلول الأرضى وبالتالى يحدث لهذه الأنيونات ادمصاص على أسطح الغرويات الأرضية عن طريق تبادله مع أنيون الأيدروكسيل:

      ويزداد ادمصاص البورون فى الأراضى القاعدية والجيرية بهذة الطريقة نظراً لزيادة تكوين أنيون البورات فى مثل هذه الأراضى، وهذا يقلل من فقد البورون عن طريق الغسيل. وعموماً يُعتبر البورون المدمص مخزوناً أساسياً للبورون فى الأرض نظراً لوجود حالة من الاتزان بينه وبين البورون الذائب فى المحلول الأرضى حيث يمكن تبادله مع أنيونات الأيدروكسيل الذائبة فى المحلول الأرضى وبالتالى يمكن أن يعوض انخفاض تركيز البورون فى المحلول الأرضى نتيجة امتصاص  النبات له.

3- البورون المرتبط مع المادة العضوية: يوجد البورون بكميات محسوسة مرتبطاً مع المادة العضوية. وقد يرتبط البورون مع المجاميع الفعالة للمواد الدُبالية مثل مجموعات الكربوكسيل، والهيدروكسيل مكوناً معقدات مختلفة فى درجة ذوبانها. ويمكن أن يحدث انطلاق للبورون من هذه المعقدات بعد عملية التحلل بفعل الكائنات الدقيقة.

4- البورون الذائب فى المحلول الأرضى: وتُعتبر هذه الصورة من أهم الصور من حيث درجة صلاحيتها للنبات. ويوجد البورون أساساً على صورة حمض البوريك  H3BO3 وهذا الحمض غير قابل للتأين فى ظروف الـ pH العادية للأراضى الزراعية ولذلك يكون عُرضة للفقد من الأرض عن طريق عملية الغسيل. بينما تحت ظروف الأراضى القاعدية ومع ارتفاع الـ pH يتحد حمض البوريك مع الماء ويتكون أنيون البورات المتأدرتة B(OH)4- والتى يحدث لها ادمصاص فى المواقع الموجبة الشحنة أو بالتبادل مع مجموعة  OH- على أسطح الغرويات الأرضية.

       ومن الجدير بالذكر بأن هناك حالة من الاتزان بين الصور السابق ذكرها، ويعتبر توزيع البورون بين الصورة الذائبة وباقى الصور غير الذائبة ذات أهمية كبرى لأن التركيز المنخفض يؤدى إلى ظهور أعراض النقص بينما الزيادة النسبية منه تؤدى إلى حدوث السمية للنبات، وأن المدى ما بين حدود النقص و السمية ضيق جداً.

البورون الكلى:

      يتراوح تركيز البورون فى الأراضى المختلفة بصفة عامة بين 2 إلى 100 جزء فى المليون، بمتوسط عام 30 جزء فى المليون. وتعتبر الأراضى الناشئة من مادة أصل حامضية (صخور حامضية التأثير) -  الأراضى المتكونة بفعل ترسيبى عن مياه عذبة، وأيضاً الأراضى خشنة القوام وكذلك الأراضى الفقيرة فى المادة العضوية تكون كلها فقيرة فى محتواها من البورون الكلى. والعكس فى الأراضى الغنية بالطين الصفائحى والأراضى الرسوبية الناعمة القوام تكون ذات محتوى مرتفع من البورون الكلى. وأيضاً تكون الأراضى الجيرية والأراضى المتأثرة بالأملاح والأراضى المتاخمة للبحار(تركيز البورون فى مياه البحار 4.7 جزء فى المليون ) ذات محتوى مرتفع من البورون. وعنصر البورون عُرضة للغسيل بسهولة وبالتالى يمكن القول بأن الأراضى الواقعة فى المناطق الجافة وشبه الجافة تكون ذات محتوى مرتفع من البورون بالمقارنة بالأراضى الواقعة فى المناطق الرطبة. وعموماً لا يُعتبر البورون الكلى فى الأرض دليلاً جيداً على كمية البورون الميسر للنبات. وذلك لوجود العديد من العوامل المؤثرة على تيسر البورون.

البورون الميسر:

      يُعتبر البورون المستخلص من التربة بالماء الساخن معبراً تماماً عن البورون الميسر للنبات ويتراوح تركيزه بين 0.1 و 3.0 جزء فى المليون وتعتبر الأراضى الجافة ذات القيم الأعلى من هذا المحتوى. ويوجد العديد من العوامل المؤثرة على تيسر البورون ومن أهمها:

1- رقم الـ pH  : يوجد ارتباط بين تيسر البورون فى التربة الزراعية ورقم الـ pH لهذه التربة، حيث وجد أن البورون الذائب يزداد مع ارتفاع رقم الـpH  من 4.7 إلى 6.7 بينما تقل الكمية الميسرة بارتفاع الرقم عن ذلك فيما عدا الأراضى الصودية الملحية، وفى الأراضى الجيرية يكون تأثير الـ pH المرتفع هو المؤثر على ظهور نقص البورون على النبات النامية بها.

2- المادة العضوية: هناك ارتباط موجب بين محتوى الأرض من المادة العضوية وبين البورون الميسر للنبات، حيث يرتبط البورون بالمادة العضوية عن طريق المجاميع الفعالة مثل المجاميع الكربوكسيلية والهيدروكسيلية مكوناً معقدات عضوية مختلفة فى درجة ذوبانها، ولكن يمكن القول بأن مع تحلل هذه المواد بفعل الكائنات الأرضية الدقيقة ينطلق البورون الذائب. ويزداد تأثير المادة العضوية على تيسر البورون فى الأراضى الحامضية حيث تتكون معقدات ذائبة من البورون والمادة العضوية.

3- قوام التربة: بصفة عامة تقل كمية البورون الميسر للنبات فى الأراضى خشنة القوام سريعة النفاذية، بالمقارنة بالأراضى ناعمة القوام. و نتيجة لقلة السعة التبادلية الأيونية للأراضى الرملية وبالتالى قلة أسطح الادمصاص للبورون فإنه يحدث فقد لهذا العنصر عن طريق الغسيل وخاصةً فى الأراضى الرطبة. وفى الأراضى الطينية يلعب نوع الطين السائد دور مهم فى ادمصاص البورون، حيث وجد أن معدن الإيليت ذو قدرة مرتفعة على ادمصاص البورون يليه معدن المونتيموريللونيت وأقل هذه المعادن هو معدن الكاؤولينيت. وعموماً يعتبر القوام ذا تأثير أقل على تيسر البورون بالمقارنة بتأثير المادة العضوية أو الـpH .

4- رطوبة التربة: مع جفاف التربة تزداد الكمية المُثبتة من البورون، وعلى ذلك فإن حالة الجفاف المؤقت للأرض قد تعيق حصول جذور النبات على البورون المدمص بكثرة على أسطح الغرويات الأرضية، وبالتالى تظهر حالة أعراض النقص على النبات. ومع زيادة الرطوبة يزداد معدل حركة البورون الذائب إلى سطح الجذور وبالتالى يزداد تيسره وانتشاره.

5- تأثير العناصر الأخرى: وجد أن هناك تضاد Antagonises بين الكالسيوم والبورون، وعلى ذلك يقل درجة تيسر البورون فى الأراضى القاعدية، يمكن تقليل السمية بالنسبة للبورون بإضافة الكالسيوم للأراضى الغنية بالبورون الذائب.

البورون فى النبات Boron in Plant

     على الرغم من أن احتياجات النباتات المختلفة من البورون قليلة جداً إلا أن هناك مدى واسع بين النباتات فى الكميات المطلوبة من هذا العنصر لها، فقد دلت بعض نتائج المزارع المائية والمزارع الرملية بأن نباتات الطماطم والجزر يمكن أن تنمو بصورة طبيعية جداً فى وجود البورون بتركيز منخفض جداً يصل إلى أقل من واحد جزء فى المليون. بينما قد يصل تركيز هذا العنصر فى هذه المزارع من 10 إلى 15 جزء فى المليون لكى تنمو نباتات أخرى مثل بنجر السكر نمواً طبيعياً.

ويعتبر البورون مهماً فى تغذية النبات لمساهمته فى كثير من العمليات الفسيولوجية والتى من أهمها : 

- يساهم فى زيادة نشاط العديد من الإنزيمات، وضرورى لانقسام الخلايا.

- يزيد من مسامية الجدر وبالتالى يزيد من انتقال الكربوهيدرات، وعلى ذلك يحدث أقصى تراكم للنشا والسكر فى النباتات التى تحتوى على كمية غير كافية من البورون.

- يلزم فى تمثيل اللجنين وبعض التفاعلات الحيوية.

- مهم فى تمثيل البروتين والأحماض النووية وبالتالى فإن نقص البورون الممتص يؤدى إلى تراكم النترات فى النبات.

- ينظم النسبة بين الكالسيوم و البوتاسيوم فى النبات.

تركيز البورون فى النبات:

       تختلف النباتات فيما بينها فى محتواها من البورون اختلافاً كبيراً. ووجد أن النباتات ذات الفلقة الواحدة يقل محتواها من البورون بالمقارنة بالنباتات ذات الفلقتين، حيث وجد أن البسلة - الكرنب - القرنبيط و الخردل تكون ذات محتوى عالى جزئياً من البورون. وتختلف أجزاء النبات الواحد فيما بينها فى محتواها من البورون فتركيز البورون فى الأوراق يكون مرتفع عنه فى السيقان، ويكون أعلى تركيز داخل أجزاء الورقة نفسها فى حوافها. وعموماً يقل تركيز البورون داخل النبات ككل فى مراحل نموه الأولى، بينما يظل التركيز ثابت تقريباً فى معظم مراحل النمو.

الحدود الحرجة داخل النبات:

          تعتبر النباتات ذات محتوى من البورون أقل من 15 جزء فى المليون فى حدود النباتات التى تعانى من نقص البورون و يقل عن ذلك الرقم النباتات أحادية الفلقة جدول (7-16). ويعتبر التركيز من 15 إلى 100 جزء فى المليون بورون هو التركيز الملائم والكافى لنمو النبات نمواً طبيعياً دون مشاكل خاصة بالبورون، بينما بزيادة التركيز عن 200 جزء فى المليون فإن النباتات تعانى من السمية.

جدول (7-16)

الحدود الحرجة لتركيز البورون فى النباتات المختلفة بالجزء فى المليون

عن الـ FAO 1983