مصادر العناصر الغذائية والدور الذى تلعبه داخل النباتات

مصادر العناصر الغذائية والدور الذى تلعبه داخل النباتات

من المعروف أن النباتات تحصل على غذائها بالصورة الطبيعية من ثلاث مصادر أساسية وهى (الماء– الهواء– الأرض)

وتعتبر كل من المادة العضوية والمكونات المعدنية الميسرة بالتربة هي المصادر الرئيسية لمعظم العناصر الغذائية للنباتات .

وعليه فإن العناصر الكيميائية التي تمتصها النباتات من الماء أو الهواء أو التربة بكميات كبيـرة أو قليلة لتقوم بتحويل الطاقة التي تصل إلينا من الأشعة الشمسية إلى طاقة كيميائية مـن خـلال عملية التمثيل الضوئي والتي تساهم في عملية التمثيل الغذائي بغرض تخليق المـواد العضـوية اللازمة لاستكمال دورة حياة النبات ، وتستخدم النباتات العناصر والمركبات منخفضـة الطاقـة لإنتاج مدى واسع من المواد والمركبات عالية الطاقة والتي تعتبر بصفة أساسية غذاء للإنسـان والحيوان ، وعند تحليل الأنسجة النباتية بالطرق الحديثة تبين وجود معظم العناصر الموجودة في الجدول الدوري للعناصر في الأنسجة النباتية كما هي موجودة في التربة أو البيئة التي تنمو بهـا النباتات ، وقد تم التعرف على حوالى من 35 : 32 عنصر في النباتات منها عناصر ( الكربون – الأيدروجين– الأكسجين) التي تتكرر في جميع النباتات وهى عناصر أساسية تشكل أكثر من ٪92من وزن النباتات ويستمدها من الهواء الخارجي والتربة والماء وكذلك حوالى مـن 16 :22 عنصر يمكن اعتبارها ضرورية خاصة لحياة النباتات الراقية وعليه جمعت هذه العناصـر تبعاً للكميات التي تحتاجها النباتات إلى :-

عناصر ضرورية كبرى.
عناصر ضرورية صغرى .
عناصر مفيدة .
عناصر ضرورية كبرى
Macro nutrients عناصر ضرورية صغرى
Micro nutrients عناصر مفيدة
Beneficial elements
– كربون (C)
– أيدروجين (H)
– أكسجين (O2)
– نيتروجين (N)
– فوسفور (P)
– بوتاسيوم )(K
– كالسيوم (++Ca)*
– مغنيسيوم (Mg)*
– كبريت (S)* – حديد (Fe)
– زنك (Zn)
– منجنيز (Mn)
– نحاس (cu)
– بورون (B)∙
– مولبيديوم (Mo)∙
– كلوريد (Cl) – سليكون (Si)∙
– كوبلت (Co)∙
– صوديوم (Na)∙
– سيلينيوم
– يود (I)∙
– نيكل–(Ni )∙
(* ) عناصر ثانوية كبرى.

(∙) تحتاجها النباتات بكميات ضئيلة للغاية.

ونلاحظ أن العناصر الغذائية الضرورية هي : الكربون – الهيدروجين – الأكسجين – النيتروجين – الفوسفور – البوتاسيوم – الكالسيوم – المغنيسيوم – الكبريت – الحديد – الزنك – المنجنيز – النحاس – البورون – المولبيديوم – الكلور ، ويحصل النبات على الكربون الهيدروجين والأكسجين من الهواء والماء والتربة ، وتشكل هذه العناصر الثلاثة مجتمعة أكثر من ٪92 مـن البروتوبلازم الحى ، ويمتص النيتروجين أكثر من أي عن صر آخر ، حيث يشـكل ٪2 – 1 مـن البروتوبلازم الحى وكذا الفوسفور والبوتاسيوم أما الكالسيوم والمغنيسـيوم والكبريـت فتمـتص بكميات أقل ، ويمتص (الحديد – الزنك – المنجنيز – النحاس – البـورون – المولبيديوم) بكميات صغيرة جداً ولذا فهي عن اصر ضرورية صغرى .

وبالإضافة إلى العناصر الضرورية، فإن النبات يمتص أكثر من 40عنصراً آخر يكون لها تـأثير مفيد، رغم أنها ليست من العناصر الضرورية، فمثلاً يؤدى امتصاص الكـرفس للصـوديوم إلـى تحسن في الطعم حيث يكون لمثل هذه العناصر تأثيراً مفيداً لبعض النباتـات تحـت ظـروف بيئيـة خاصة مثل دور النيكل ( Ni) في نشاط أنزيم اليوريز Urease ودور الكوبلت ( Co )في المسـاعدة على تكوين الجذور العرضية في بعض النباتات وكذلك تعديل النسبة الجنسية كما في الكوسا ودور السليكون ( Si) في تحسين نمو الشعير ودوار الشمس( زهرة الشمس ) والأرز.

يعتبر العنصر ضرورياً إذا توافرت فيه الشروط التالية :­
يؤدى غياب العنصر من بيئة نمو النبات إلى حدوث نمو غير طبيعي ، ويفشل النبات في إكمال دورة حياته ، ويموت مبكراً .
لا يستطيع عنصر آخر القيام بعمل العنصر الضروري .
يجب أن يحدث تأثيره بصورة مباشرة على نمو وميتابوليزم النبات ، وليس عن طريق تأثير غير مباشر كإحداث تأثير مضاد لعنصر آخر مثلاً (Jones, 1982).
تظهر أعراضه بشكل واضح عند غيابه.
أن يثبت ضروريته بالشروط السابقة لجميع النباتات الراقية تحت كل الظروف البيئية.
وبناء على هذا أمكن حصر ما لا يقل عن 16 عنصر في الأنسجة النباتية ويمكن اعتبارها ضرورية لحياة جميع النباتات الراقية .

وفى الحقيقة فإن كمية العنصر في النبات لا تدل على مدى أهميته وضروريته حيث أن بعض العناصر توجد بكميات قليلة جداً إلا أنها مهمة جداً وضرورية لنموه وحياته (المغذيات الصغرى ) Micro Nutrients وعموماً فإن إدخال النظم الحديثة لتقدير العناصر في النباتات بالتركيزات القليلة جداً ساعد ت وقد تساعد في المستقبل على اكتشاف عناصر ضرورية جديدة لنمو النباتات .

وفيما يلى نوضح أهمية العناصر الضرورية حيث أهمية كل عنصر والدور الذى يلعبه بالنباتات وكذلك أعراض نقصه وسميته والصورة التي يمتص عليها وتيسره في التربة.

أولاً: العناصر الأساسية Essential Elements
وهى (الأكسجين– الكربون– الهيدروجين)

وتشكل هذه العناصر الهيكل الرئيسي للمادة الخضراء في النبات وتحصل النباتات الراقية على معظم احتياجاتها من H­C­O من الهواء والتربة والماء ، فإن النبات يحصل على حاجته من الكربون C والأكسجين O من الهواء مباشرة من غاز ، CO2 ويكون الكربون ٪40من الوزن الجاف للنبات ويعتبر مصدره الوحيد CO2 والذى تتراوح نسبته بالجو ٪ 0.4 – 0.3 ويدخل الكربون في تكوين جميع المواد العضوية في النبات حيث باتحاده مع كل من H ، O2يتكون جزئ الكربوهيدرات ( في وجود الطاقة الضوئية ومادة الكلوروفيل خلال عملية التمثيل الضوئي ومن هذه المواد تتكون باقى المواد الحيوية بالنبات (البروتين – الأصباغ – الهرمونات – الدهون– وغيرها ..) وحديثاً يستفاد من ذلك بالنسبة للنباتات النامية بالصوب أو الأنفاق في المناطق الباردة خلال فصل ا لشتاء (حيث ينخفض تركيز الغاز مما يقل معه معدل البناء بدرجة كبيرة) فيتم في هذه الحالات التغذية (بضخ) غاز ثانى أكسيد الكربون صناعياً إلا أنه يجب الحرص الشديد في التركيز المستخدم يتراوح من ( 1000 : 300جزء في المليون ، وكذلك مدة التعرض وكذلك توافر الإضاءة ويستخدم في ذلك ) غاز CO2 المضغوط في أنابيب خاصة أو CO2 المتسامى من الثلج الجاف الموضوع خاصة أو الكيروسين والبارافين وغاز البروبان حيث يؤدى حرقها في مواقد خاصة إلى إنتاج غاز ، (CO2وتعتبر هذه الطريقة حديثة جداً وتستخدم تحت الظروف المبينة وقد لاقت نجاحاً في عديد من محاصيل الخضر (الطماطم ، الخيار ، الخس ، الكرفس ، البصل ، الجزر ، البقدونس) وللمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع ( يراجع كتاب : تكنولوجيا الزراعات المحمية – الفصل الثالث – أ. د/ أحمد عبد المنعم حسن) .

وبالنسبة للأكسجين : يحصل النبات عليه من CO2 الجوى والجذور تحصل على حاجتها من O2 اللازم للتنفس عن طريق العديسات بالجذور .
والأيدروجين : يحصل النبات على حاجته من ماء الرى .
ثانياً : وبالنسبة لباقى العناصر فيمكن تقسيمها إلى: –
1 – العناصر الضرورية الكبرى (السمادية) Macronutrients
(نيتروجين – فوسفور – بوتاسيوم – مغنيسيوم – كالسيوم – كبريت)
وهى تلك التي تتواجد في الأنسجة البنائية بتركيزات عالية نسبياً وعادتاً ما يعبر عنها كنسبة مئوية (٪) ويرجع ذلك لاحتياج النبات اليها بكميات كبيرة ولهذا فهي تحدث تأثيراً إيجابياً على النمو والمحصول عند إضافتها بكميات متزايدة إلى بيئة النمو .

ومن أهم خصائصها أن المدى بين التركيز المفيد والتركيز الضار أو السام لها واسع وهى تدخل في تركيب البروتينات والدهون والأحماض النووية والأنزيمات وكذا في عمليات ضبط الأسموزية داخل الخلايا والتكوين البنائى للخلايا ولهذا تحتاجها النباتات بكميات كبيرة .. وسيتم الشرح تفصيلياً لأدوار هذه العناصر وأعراض نقصها وسميتها والصورة التي تمتص عليها وكيفية تيسرها .

2 – العناصر الضرورية الصغرى (السمادية) Micro Nutrients
(الحديد – الزنك – المنجنيز – النحاس – البورون – المولبيدنم – الكلوريد)

وهى العناصر التي تتواجد فى الأنسجة النباتية بتركيزات قليلة نسبياً وعادتاً ما يعبر عن تركيزاتها بالجزء فى المليون (ppm) ويرجع ذلك إلى احتياج النبات اليها بكميات قليلة .

ولوحظ أن إضافتها بكميات قليلة يكون له مردوداً إيجابياً على نمو النبات والمحصول ، ونجد أن المدى بين التأثير المفيد والتأثير الضار ضيق بعكس الحال عنه فى العناصر الكبرى بمعنى أن إضافة كميات كبيرة منها يحدث سمية Toxicity ويؤثر على المحصول بالنقص .

وتلعب هذه العناصر الصغرى دوراً هاماً كعامل مساعد Catalyst وتدخل بصفة أساسية فى تنشيط عمليات تكوين الأنزيمات والهرمونات ولا تدخل فى تركيب المواد العضوية .

3 – العناصر الفعالة (غير ضرورية) المفيدة Beneficial Elements
(الكوبلت – الصوديوم – اليود – السليكون – سيلينيم – النيكل )

هذه العناصر لها تأثير إيجابى فى بعض الحالات الخاصة على نمو بعض النباتات تحت ظروف خاصة فهى قد تحسن النمو والمحصول إلا أن غيابها لا يؤثر على النمو ولا يلزم إضافتها للتربة ، ونلاحظ أنه لم يتأكد بعد الدور الذى تقوم به فى حياة النباتات الراقية ولم يثبت ضروريتها لجميع النباتات ، فيما عدا بعض الحالات مثل :-

أثر النيكل (Ni) فى نشاط أنزيم اليوريز Urease.
دور الكوبلت (Co) فى المساعدة على تكوين الجذور العرضية ببعض النباتات وتعديل النسبة الجنسية فى الكوسة .
دور السيليكون (Si) فى تحسين نمو الشعير ودوار الشمس (زهرة الشمس) .
وتحدث هذه الأدوار بتركيزات ضئيلة جداً للغاية ، ونلاحظ أن التركيزات المحسوسة منها قد تؤثر على النبات تأثير اً سلبياً بالسمية والأضرار كما سيتم شرحه .

وعلى الرغم من هذا فإن هناك العديد من المراجع تعتبر (الكوبلت – النيكل – سيلينيم) من العناصر الضارة والتى تسبب سمية للنباتات علاوة على تأثير العناصر الثقيلة Heavy metals مثل الكادميوم Cd، الكروم Cr، الزئبق Hg، الرصاص pb وهى تعطى تأثير سمية على النبات مشابه لنقص عنصر الحديد .

#الزراعة
۩❁#منتدى_المركز_الدولى❁۩