logo

logo

logo

logo

logo

الإجهادات اللاحياتية على النبات

اجهادات لاحياتيه علي نبات

Plant abiotic stresses - Pressions abiotiques sur les plantes



الإجهادات اللاإحيائية على النبات

 

الإجهاد المائي

الإجهاد الملحي

إجهاد الحرارة

إجهاد الضوء

 

 

 

يستخدم مصطلح الإجهاد في علم الطبيعة للتعبير عن تأثير قوة ما في جسم، وتمثل البيئة مجموعة من العوامل المعقدة تتداخل فيما بينها في تأثيرها في جميع الكائنات الحية التي تعيش في هذا الوسط البيئي، ويمكن لمجموعة العوامل البيئية الفيزيائية (غير الإحيائية) physical abiotic factors - مثل العوامل المناخية (ضوء، درجة حرارة وهواء وماء) - أن تكون مجهدة للنبات، إذ يتجلى ذلك بحدوث شد فيزيائي physical strain  أو شد كيميائي، وبحسب شدة الإجهاد قد تكون التغيرات التي تحدث للجسم مميتة.

غالباً ما تبدي النباتات مقاومة للإجهاد مثل مقاومة التجنب، حيث يستخدم النبات طرقاً فيزيائية أو كيميائية لمنع تأثير الإجهاد في أنسجتها، ومقاومة التحمل ومن خلالها يستطيع النبات تحمل الشد الذي يسببه الإجهاد، والتأقلم مصطلح آخر يستخدم للتعبير عن مقاومة الإجهاد، ويعرف بأنه التحورات التركيبية والوظيفية القابلة للتوارث والتي تزيد من احتمال انتشار الكائن الحي في بيئة معيّنة.

الإجهاد المائي:

الشكل (1) العلاقة بين ضغط الانتشار في التركيب الضوئي والتنفس

يعدّ الماء عاملاً مجهداً للنبات، سواء في حالة نقصه (اجهاد الجفاف drought) أم حالة زيادته ويسمى إجهاد الغمر. ويؤثر الجفاف في نمو النبات وتطوره وفي جميع العمليات الفيزيولوجية والأيضية التي يقوم بها، ويرتبط ذلك بشدته ووقت حدوثه وطول فترة تعرضه له.

إن نمو الأوراق وتطورها حساس جداً لإجهاد الجفاف، ويتوقف تشكل الأوراق والأعضاء الزهرية عند التعرض للجفاف نتيجة توقف انقسام الخلايا، ويرجع تثبيط الجفاف للنمو لعدة أسباب، منها نقص ضغط الامتلاء في الخلايا، ونقص وصول الماء إلى النسج النامية، وتراكم حمض الأبسيسيك ABA المثبط للنمو وتراكم هرمون الإيثيلين المعيق للنمو.

يعدُّ التركيب الضوئي من العمليات الفيزيولوجية الحساسة للجفاف حيث يتثبَّط من خلال تأثيره في حركة المسام والصانعات الخضراء، كما يؤثر الجفاف في التنفس ويسبب نقصاً في محتوى النبات من البروتين بسبب زيادة معدل تحلله ونقص بنائه، مع زيادة في محتوى النبات من الحموض الأمينية الحرة؛ ولاسيما البرولين proline  (الشكل 1).

قسمت نباتات المناطق الجافة إلى أربعة مجاميع، وهي:

1- نباتات هاربة من الجفاف تعتمد في تأقلمها على تنظيم نموها.

2- نباتات تتحاشى الجفاف من خلال اقتصادها في استهلاك الماء.

3- نباتات تتحمل الجفاف من خلال فقدانها أوراقها ونسجها.

4- نباتات مقاومة للجفاف حيث تخزن الماء في الاوراق أو الجذور، ومثالها النباتات العصارية.

ويظهر على نباتات المناطق الجافة تحورات شكلية وتشريحية، من أبرزها غياب تكون نصل الأوراق أو ضعفه، تشكل الأشواك، تكون الشكل العصاري، وجود أدمة سميكة، التغطية بالشمع، حماية المسامات وصغر حجمها، زيادة الأشعار على الأوراق، اختزال السطح الناتح عن طريق التفاف الأوراق وانثنائها وزيادة المجموع الجذري إلى الخضري (الشكل 2).

الشكل (2) التحورات الشكلية لنباتات المناطق الجافة 

الإجهاد الملحي:

تنشأ الملوحة نتيجة زيادة تركيز أملاح الصوديوم والمغنزيوم. وتعدّ الأرض مالحة إذا زاد تركيز الملح فيها على 0.1 %. وتنعكس زيادة تركيز الملح كتأثير مثبط لنمو معظم النباتات غير الملحية، ويعود ذلك إلى عدة أسباب، منها:

1- تعرضها لإجهاد الجفاف؛ نظراً لانخفاض جهد ماء بيئة الجذور.

2- تعرضها لسمية شاردية نتيجة تراكم بعض الشوارد غير العضوية السامة  في نسج النبات.

3- تعرضها لإجهاد عدم اتزان شاردي (نقص التغذية المعدنية).

4- نقص الطاقة المستخدمة في النمو، تثبيط عملية التركيب الضوئي بسبب نقص التوصيل المسامي للغازات.

يظهر الإجهاد الملحي في النبات بشكل أذى ظاهر على سطح الأوراق (اصفرار وبقع ميتة)، كما يتأثر تصنيع البروتينات، ويزداد تحللها في البذور، وتحدث تبدلات في فعالية الإنزيمات المحللة بشكل عام.

تقاوم النباتات الإجهاد الملحي بعدة طرق:

1- امتصاص الشوارد غير العضوية من الوسط الخارجي لتعديل الضغوط الحلولية وبناء مركّبات عضوية مثل السكريات والبرولين والجليسيرول.

2- عدم امتصاص الشوارد الضارة بما يسمى مقاومة الاستبعاد؛ إذ تكون جذورها وأغشية خلاياها غير منفذة للأملاح، تكوين الشكل العصاري. وقد تجمع نباتات أخرى الأملاح في أعضاء خاصة مثل الأوراق، ثم تتساقط عندما يصل تركيز الملح إلى مستوى معيّن، وتمتلك بعض الأنواع  غدداً ملحية لإفراز الأملاح.

إجهاد الحرارة:

هناك نوعان من الاجهادات الحرارية، وهما:   

1)- إجهاد الحرارة المرتفعة:

تؤدي زيادة الطاقة الممتصة على المفقودة إلى تسخين النبات  لمستوى مرتفع مضر به، ولاسيما في حالة انخفاض معدل النتح الذي يمتلك دوراً في تبريد نسج النبات. وتختلف النباتات الراقية في درجة الحرارة التي تعدّ مضرة لها، لكن لمعظمها درجة حرارة خطرة تقع بين (45- 55ْم).

 ومن أعراض أضرار الحرارة المرتفعة:

- ظهور بقع ميتة  necrosis على النبات ولاسيما في الساق والأوراق، فقد اللون الطبيعي الأخضر للأوراق وظهور بقع ملونة.

- استهلاك الكربوهيدرات المخزنة.

- نقص كمية البروتين النشط نتيجة تكسيره وتثبيط تصنيعه، ويزداد معدل تصنيع بروتينات الصدمة الحرارية التي تحمي من الحرارة المميتة.

- التسمم نتيجة تراكم بعض المواد السمية.

- زيادة ميوعة وسيولة الدهون ودهون الأغشية خاصة.

- التغير في طبيعة الحموض النووية.

- ارتفاع معدل النتح.

- تثبيط النمو.

وتقاوم النباتات الحرارة المرتفعة من خلال

- التوضع العمودي لنصل الورقة.

- التبريد عن طريق زيادة النتح.

- صغر نصل الأوراق وسمكها.

- اللون المبيض لسطح الأوراق.

- التغطية بشعيرات ميتة.

- محتوى مائي منخفض للبروتوبلازم مع زيادة نسبة المواد الحلولية osmosis.

2)- إجهاد الحرارة المنخفضة:

تسبب درجة الحرارة المنخفضة أضراراً للنبات تتمثل في فقد سلامة الأغشية السيتوبلازمية وبروتينات الخلية ثم موت الخلية في النهاية.

ويسمى التعرض لدرجة حرارة منخفضة أعلى من درجة التجمد بإجهاد البرد Chilling stress. أما التعرض لدرجة حرارة منخفضة تصل إلى التجمد؛ فيسمى بإجهاد التجمد Freezing stress.

قد يسبب إجهاد التجمد موت نسج النبات نتيجة تشكل بلورات ثلجية خارج الخلايا أو في داخلها؛ مما يسبب زيادة تركيز بعض المواد السامة في الخلية، أو يرجع الضرر إلى الضغط الميكانيكي الذي تحدثه البلورات الثلجية في الخارج على الخلية.

ولإجهاد البرد عدة تأثيرات في النبات، منها:

- ظهور بقع متضررة نتيجة موت البروتوبلازم.

- زيادة نفاذية الأغشية وتسرب المواد المذابة من الخلايا.

- زيادة معدل التنفس على التركيب الضوئي.

- نقص التركيب الضوئي نتيجة تضرر أغشية الصانعات الخضراء.

- تثبيط النقل وتراكم المواد السامة وزيادة معدل هدم البروتين على بنائه.

- نقص امتصاص الجذور للماء من التربة الباردة.

تقاوم النباتات إجهاد التجمد بوساطة:

- نقص كمية الماء الحر في الخلايا.

- زيادة تركيز المواد المذابة في الخلايا؛ مما يسبب نقصاً في تكون بلورات ثلجية ونقصاً في حدوث التجفيف.

- زيادة نسبة الأسطح الغروية التي تربط الماء.

- نقص حجم الخلايا.

ومن أهم صفات نباتات المناطق الباردة:

- كونها نباتات قصيرة قرصية.

- وجود أفرع وأوراق ميتة حول البراعم لحمايتها.

- المحتوى العالي من الأنتوسيانين الذي يساعد على امتصاص أشعة الشمس.

- ارتفاع محتواها من السكاكر المخزنة في الجذور والأبصال.

- تأقلم التركيب الضوئي للإضاءة المنخفضة.

إجهاد الضوء:

الضوء عامل بيئي مهم لحياة النبات، لكنه قد يكون عاملاً مجهداً له. ويميَّز ما بين إجهاد نقص الإضاءة وإجهاد زيادة الضوء.

يؤثر الضوء بشكل مباشر في التركيب الضوئي، وبوجود النبات فترة زمنية طويلة في شدة إضاءة أقل من النقطة الحرجة لضوء يكون معدل التركيب الضوئي سلبياً، ويتعرض النبات بذلك «للمجاعة».

وفي حالة تعرض النبات لضوء قوي فترة زمنية طويلة؛ فإن ذلك يؤدي إلى تحطم ضوئي لأصباغ التركيب الضوئي (الأكسدة الضوئية ) Photooxidation مسبوقة بتثبيط للتركيب الضوئي (التثبيط الضوئي) Photoinhibition  نتيجة أضرار تحدث لجهاز التركيب الضوئي.

يستخدم النبات عدة طرق للحماية الضوئية، منها التبريد الحراري للطاقة (دورة الزانتوفيل)   Xanthophyll cycle  وتحدث في الأغشية التايلاكوئيدية حركة الأوراق بحيث تصبح موازية للأشعة الساقطة، وحركة الصانعات الخضراء للخلية بحيث تتجمع عند الجدار الخلوي، وبالتالي  يقل تعرضها لأضرار التثبيط الضوئي.

 

هيفاء قاسم

 

 

مراجع للاستزادة:

 -  محمد بن عمر باصلاح، علي بن عبد المحسن بلال، محمد بن حمد الوهيبي، فسيولوجيا النبات العامة، الجزء الثاني، الرياض 2000.

 -  أيمن الشحادة العودة، مأمون خيتي، فسيولوجيا المحاصيل الحقلية، جامعة دمشق، 2007- 2008.

 -  حمزة قاسم حمزة، الفيزيولوجيا النباتية، منشورات جامعة حلب، 1981- 1982.

 


التصنيف : الإنتاج النباتي
النوع : الإنتاج النباتي
المجلد: المجلد الأول
رقم الصفحة ضمن المجلد : 297
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 527
الكل : 29626726
اليوم : 6736