الإجهاد الحيوي والبيئي في النبات

الإجهاد الحيوي Biotic Stress

يحدث الشد الحيوي نتيجة حدوث وباء مرضي أو حشري أو حدوث منافسة حياتية من قبل أحد الأنواع النباتية وخصوصاً نباتات الأدغال فتعيق أو تضر بدورة نمو المحصول وربما تهدد بقاؤه. وتعد الكثافة النباتية أحد أشكال الشد التي تؤثر في إنتاجية المحاصيل حيث يوجد نوعان من المنافسة تسببها الكثافة النباتية وتسبب تغير في إنتاجية النبات من البذور وهما:

1-المنافسة الأولى: تكون بين النباتات على امتصاص الماء والعناصر الغذائية وأيضاً الإستفادة من الضوء، وتكون المنافسة محدودة في الأسابيع الأولى من نمو النبات وتزداد تلك المنافسة بزيادة عمر النبات وحجمة.

2-المنافسة الثانية: تكون عند مرحلة الإزهار حيث تشتد المنافسة بين أعضاء النبات الواحد على المواد الأيضية.

إن وفرة الماء والعناصر الغذائية ضرورية جداً لتحسين غلة الصنف المزروع في كثافة نباتية عالية، ولهذا ينصح بزراعة المحاصيل بكثافات نباتية أقل في المناطق الجافة وشبه الجافة وتزداد الكثافة النباتية في المناطق المكتفية من الماء والعناصر الغذائية (Mitchell, 1970).

إن النباتات المزروعة على خطوط ضيقة تستفيد من ضوء الشمس بصورة أكفأ من مثيلاتها المزروعة على مسافات واسعة، وكذلك تقلل الخطوط الضيقة من نمو الأدغال وفقد الماء من التربة بسبب التظليل الجيد للنباتات على سطح الأرض، ولكن تحتاج إلى كمية نيتروجين أعلى من مثيلاتها المزروعة بالكثافة نفسها على مسافات واسعة بين الخطوط. ويمثل التوزيع النباتي (الكثافة النباتية وطريقة توزيعها) طريقة للتحكم في نسبة وكفاءة اعتراض الأشعة الفعالة بعملية التمثيل الضوئي. فالمنافسة بين النباتات على اعتراض الأشعة الفعالة بعملية التمثيل الضوئي عند الكثافات النباتية العالية يسبب انخفاض الغلة (إما بسبب قلة عدد الحبوب أو عقم كامل للعرنوس) ويمكن التغلب على مشكلة التظليل هذه من خلال تضييق المساحة بين السطور وإتاحة مجال أوسع بين النباتات داخل السطر الواحد فالنباتات المزروعة في سطور ضيقة ستتمكن من اعتراض نسبة أعلى من الإشعاع الشمسي. وتختلف الأصناف في استجابتها للظروف البيئية والعمليات الزراعية، كما أنها تختلف في شكل وحجم ونظام ترتيب الأوراق على السيقان والأفرع الذي يؤثر في كفاءة اعتراض الكساء الخضري للضوء.

وربما لانستطيع هنا تغطية هذا الجانب بشيء من التفصيل، ولكن علوم الأمراض والحشرات والأدغال قد افرزت جهود العلماء والمختصين ببحوث ومقالات وكتب متخصصة تغني أكثر مما يمكن ذكره هنا.

الإجهاد البيئي Environmental Pollutants Stress

على الرغم من أن التاريخ لم يحدثنا عن خطر طبيعي، إلا أن التلوث البيئي يعد جديداً نسبياً كأحد أنواع الإجهاد التي تواجهها الكائنات الحية بشكل عام والنبات منها بوجه خاص، يعد شد التلوث كيميائياً في طبيعته ويتضمن التأثيرات السمية للعناصر الثقيلة وأكاسيد الكربون والنتروجين والكبريت الملوثة للهواء ونواتجها الكيموضوئية.

ونسمع في عالم اليوم عن التلوث البيئي الذي يمثل تلوث التربة والماء والهواء، ولكن ما هو، وماذا يعني بالضبط مصطلح التلوث؟ يمكن وصف التلوث ببساطة عما يحصل في الهواء، حيث يعرف الهواء كغلاف جوي بأنه عديم اللون والرائحة والطعم ويمثل خليط من غازات تحيط الأرض. يتكون الهواء مبدئياً من النتروجين والأكسجين وكميات صغيرة من ثاني أكسيد الكربون، مثلما يحوي على غازات أخرى تمثل أكاسيد الكربون والكبريت والنتروجين. إن العديد من هذه الغازات موجودة بكميات كبيرة في الرماد المتولد من المصادر الطبيعية لتوازن البراكين وحرائق الغابات، مثلما يحتوي الهواء على الغبار (من الصحاري والأراضي المتضررة والهيدروكربونات العضوية المتطايرة. تتضمن الأخيرة العديد من النواتج الثانوية للنشاط الصناعي واستهلاك الوقود الحجري وبقايا النباتات. تقدم النباتات كميات كبيرة من الإثيلين والكحولات والإيزوبرين (isoprene وهو مركب كيميائي عضوي له الصيغة C5H8 والتي تكتب بالصيغة المفصلة CH2=C(CH3)-CH=CH2، وله الاسم النظامي 2-ميثيل-3،1-بوتاديين، يوجد في الشروط العادية على شكل سائل عديم اللون. وهو المركب الأساس في مجموعة مركبات التربينات) (Sharker, 1996).

تتواجد هذه الملوثات باستمرار، أي دائماً في الغلاف الجوي ولكن عادة بتراكيز لاتؤثر عكسياً على النباتات والكائنات الأخرى. وعليه، فإن الهواء يصبح ملوثاً عندما يزداد تركيز هذه المواد والغازات ويتجاوز الحدود والمستويات التي تؤثر على الكائنات الحية، فتتغير رائحته و/أو لونه فيؤثر على بقاء واستمرار هذه الكائنات. وعليه، يفهم أن أسباب ومصادر التلوث على اختلاف أنواعه إنما هي من فعل وسوء استخدام الإنسان، فتجاوزت تراكيزها الحدود المسموح بها خلال العقود القليلة الماضية فأصبحت تؤثر على صحة الإنسان والحيوان والزراعة والغابات بشكل معنوي ملموس. ومن هنا يمكن تشخيص نوعين من الملوثات التي تؤثر في حياة النبات هما العناصر الثقيلة في التربة والمياه والغازات السامة في الغلاف الجوي والتفاعلات الكيموضوئية.