مشكلة الملوحة – تعريفها – تقسيم النباتات حسب تحملها للملوحة

مشكلة الملوحة 

  

مشكلة الملوحة – تعريفها – تقسيم النباتات حسب تحملها للملوحة

الملوحة **

هى زيادة تركيز الاملاح فى منطقة جذور النبات وتصل هذه التركيزات الى الحد الذى يؤثر على نمو النبات ونقص فى المحصول وتكون الاعراض مشابهة لاعراض الجفاف لنقص الرى مثل جفاف الاوراق او ظهور اللون الداكن او الاخضر المزرق علهاويزداد تركيز الاملاح فى العمق نتيجة امتصاص النبات للمياه وترك الاملاح فى القدر القليل من الماء الباقى حول جزور النبات وتغسل الريات المتعاقبة الاملاح الى اماكن اعمق من الجزور وتظل تتجمع الاملاح ما لم يحدث الغسيل لها

وللحصول على محصول جيد يجب الحفاظ على وجود مياه متاحة للنبات بدرجة كافية وكذلك الغسيل للاملاح المتجمعة فى منطقة نمو الجزور قبل ان يزيد تركيزها عن قدرة النبات عن تحمل الملوحة ويؤدى ارتفاع منسوب الماء الارضى يعتبر مصدرا اضافيا للاملاح نتيجة لحركة الماء الارضى لاعلى ووصوله لمنطقة نمو الجزور وذلك لزيادة محتواه من الاملاح الزائبة فيه

– وينعكس تاثير كل من ملوحة الارض والجفاف فى نقص الماء المتاح للنبات وبالتالى نقص المحصول وتحدث اعراض كثيرة على النبات نتيجة لزيادة الملوحة فى الارض مثل احتراق الاوراق وتبقعها وتقزم النبات وزيادة الضرر مع زيادة مدة تعرضه للملوحة وتتفاوت النباتات فيما بينها فى درجة تحملها للاملاح وذلك لاسباب فسيولوجية خاصة بالنبات وتقسم النباتات الى **

* – محاصيل حساسة للملوحة مثل البرتقال – الخوخ – الفاصوليا – البسلة العدس – الفول السودانى – الفاكهة المتساقطة الاوراق

*- محاصيل متوسطة التحمل مثل الجزر والخس والبرسيم والبصل والسورجم والقمح والطماطم

*- محاصيل متحملة مثل الشعير والبرسيم الحجازى والبنجر والقطن وعباد الشمس والخرشوف والكرنب والهليون

مقاومة النبات للأملاح:

**************

تعاني أكثر من 7 % من مساحة اليابسة كما تعاني أكثر من 15% من نسبة الأراضي

الصالحة للزراعة في العالم من التملح ، وهذه الزيادة في نسبة الأملاح في التربة و في

مياه الري ,بل وفي الجو المحيط بالنبات ( كما يحدث في النباتات المنزرعة قرب شواطئ

البحار) تؤدي إلى حدوث إجهادٍ ملحي Salt stress على النباتات وهذا الإجهاد يؤدي إلى

إنقاص كمية المحاصيل الزراعية كما يؤدي كذلك إلى تقزم النبات أو بطئ نموه وذلك لأن

ازدياد مستوى شوارد الكلور و الصوديوم في عصارة النبات تؤدي إلى حدوث اضطرابٍ في

التوازن ألشاردي ionic imbalance داخل الخلية النباتية.

ويؤدي ازدياد تركيز الأملاح في التربة إلى جفاف الجذور لأن أملاح التربة تقوم بسحب

الماء من هذه الجذور، ويزداد تأثير الأملاح على النبات خلال الأجواء الجافة و الحارة .

،وفي الأشجار المتساقطة الأوراق يظهر تأثير الأملاح غالباً في أواخر فصل الصيف

أما في الأشجارالدائمة الخضرة فإن تأثير الأملاح قد يظهر في أواخر الشتاء و بدايات

الربيع .

وغالباً فإن التملح لا يحدث في الأراضي التي تزيد معدلات الأمطار فيها عن 450 ميلي

متر سنوياً مالم يتم استخدام مياه جوفية مالحة في ري هذه الأراضي , ومالم يتم الإفراط

في استخدام الأسمدة الكيميائية ، أما الأسمدة العضوية و الخضراء فإنها تقي الأرض

من أخطار التملح.

هنالك أصنافٌ عديدةٌ من النباتات المتحملة للأملاح و هذه النباتات أصبحت تشكلُ أملاً

كبيراً في زراعة الصحارى والأراضي غير القابلة للزراعة سواءً بالاستفادة منها بشكلٍ

مباشر و ذلك بزراعتها كمحاصيل قابلةٍ للاستهلاك البشري كما هي الحال في نبات

الساليكورنيا أو كأعلافٍ للماشية , أو الاستفادة منها بطريقة غير مباشرة وذلك بمحاولة

نقل المورثات المقاومة للأملاح من تلك النباتات إلى المحاصيل الزراعية التقليدية.

ويمكن للنباتات المقاومة للأملاح أن تحتمل النمو في أوساطٍ يتراوح معدل ملوحتها من

درجةٍ مساويةٍ لملوحة مياه البحر إلى درجة ملوحة تزيد عن درجة ملوحة مياه البحر

ASWAS, وتذكر المراجع المتخصصة أن هنالك ما يزيد عن 2500 نبات من

النباتات المقاومة للأملاح تتوزع في معظم أجزاء الكرة الأرضية ، فنبات التريبوليوم

Tripoliumمثلاً ينمو في سيبيريا بشكل طبيعي أما نبات الاستر تريبوليوم

Aster Tripolium فهو ينمو في أوروبة في فصل الصيف وقد نجحت تجربة زراعته

في المناطق الدافئة في آسيا في فصل الشتاء وهذا النبات هو من النباتات التي يمكن

ريها بمياه البحار , كما اكتشفت أنواعٌ من الطماطم البرية التي تعتاش على مياه البحار

في جزيرة غالاباغوس في الإكوادور كما عثر كذلك على أنواعٍ من البطيخ التي تعيش

على سواحل البحار في تلك الجزيرة.

يصنف النباتيون النباتات المتحملة للأملاح إلى عدة أقسام فهنالك المتحملات الحقيقية

للأملاح True halophytes ,وهذه النباتات تنموا في الأوساط الرطبة الغدقة التي

يزيد تركيز كلور الصوديوم فيها عن 0.5 % ، وهنالك كذلك النباتات الصحراوية

المتحملة للملوحة و الجفاف Xerohalophytes,وسنذكر لاحقاً تصنيفاتٍ أخرى لهذه

النباتات علما أن كلاً من النباتات الصحراوية المتحملة للأملاح و النباتات التي تنموا

على شواطئ البحار تمتلك آلياتٍ متشابهة في مقاومة الأملاح.

إن مقاومة الإجهاد الذي تسببه الأملاح على النباتات تعتمد على آليتين رئيسيتين :

الآلية الأولى هي آلية تحمل الأملاح salt tolerance و النباتات التي تعتمد على

هذه الآلية في مقاومة الأملاح تقوم بتجميع الأملاح في أنسجتها

أما الآلية الثانية فهي

آلية تجنب الأملاح salt avoidance و النباتات التي تعتمد على هذه الآلية تقوم

بمضائلة تركيز الأملاح داخل أنسجتها و ذلك بطرح الأملاح الزائدة عبر الأوراق أو

الجذور كما يحدث في نبات المانغروف , و بذلك فإن النباتات المتحملة للأملاح تنقسم

إلى صنفين رئيسيين من حيث آلية مقاومتهما للأملاح : فهنالك صنفٌ إطراحي

Excretive يقوم بطرح الأملاح الزائدة و هنالك صنفٌ عصاري succulents

يقوم بتجميع الأملاح في أنسجته, و بعض النباتيين يصنفون هذه النباتات على أنها

نباتاتٌ طاردةٌ للأملاح excluder ونباتاتٌ مخزنةٌ للأملاح ويجب ألا

نغفل هنا النباتات البحرية التي تعيش مغمورةً في المياه المالحة .

إن النباتات المتحملة للأملاح التي تعتمد على آلية طرح الأملاح الزائدة تمتلك غدداً

خاصة تقوم بإطراح الأملاح الزائدة أما النباتات العصارية فإنها تعتمد على مبدأ زيادة

المحتوى المائي في أنسجتها حتى تقلل من سمية تلك الأملاح كما هي حال نبات الساليكورنيا .

و بشكلٍ عام فإن كلاً من النباتات التي تطرح الأملاح و النباتات التي تقلل من تركيز

الأملاح في عصارتها هي نباتاتٌ متجنبةٌ للأملاح إذا أردنا المعنى الدقيق للكلمة , أما

الأعشاب البحرية التي تعيش في المياه المالحة فهي نباتاتٌ متأقلمةٌ مع الأوساط المالحة

بشكل تام , فمعظم هذه الأعشاب لا تقوم بطرح الأملاح كما أنها لا تقوم بزيادة محتواها

المائي لأنها تتميز بمستوى ضغطٍ تنافذي ( اسموزي) osmolality في سيتوبلاسم

خلاياها مناسبٍ للضغط التنافذي (الاسموزي) للمياه المالحة.

وهنالك مراجعٌ علمية تصنف النباتات المتحملة للأملاح Halophytes إلى نباتاتٍ

تحتاج إلى قدرٍ معين من كلور الصوديوم في مياه الري , وهذه النباتات تدعى بالنباتات

الإجبارية Obligate ، و نباتاتٍ أخرى يمكنها أن تعيش بشكل طبيعي عندما تروى

بالماء العذب و هذه النباتات تدعى بالنباتات الاختيارية facultative .

وهذه المراجع تصنف النباتات المتحملة للأملاح على أنها نباتات أوساطٍ رطبة

Hydro-halophytes وهي نباتاتٌ متحملة للأملاح تنموا في البيئات الرطبة كشواطئ البحار والسبخات Sabkhas وتنتمي لهذا الصنف معظم أنواع المانغروف

و الساليكورنيا , أما الصنف الثاني وقد ذكرناه سابقاً فهو نباتات المناطق الجافة المتحملة

للأملاح Xerohalophytes وهي نباتاتٌ تنموا في أوساط ملحية قاحلةٍ و جافة، وهذه

النباتات تتعرض لإجهادٍ مائي ( إجهاد الجفاف) بالإضافة إلى تعرضها للإجهاد الملحي

و ذلك بسبب انخفاض الرطوبة الجوية و رطوبة التربة في البيئات القاحلة التي تنموا

فيها هذه النباتات ، علماً أن بعض علماء النبات و البيئة يرون أن كلاً من الإجهاد الملحي

و إجهاد الجفاف هما تقريباً أمرٌ واحد, لكن الاختلاف بين الإجهاد الملحي و الإجهاد

المائي يتبدى واضحاً في حال نباتاتٍ كنبات الساليكورنيا فهذا النبات يتحمل الإجهاد

الملحي لكنه لا يستطيع تحمل الإجهاد المائي فبإمكان الساليكورنيا أن تعيش في الصحراء

إذا قمنا بريها بماء البحار لكنها تموت خلال بضعة أيام إذا قمنا بالتوقف عن ريها.

وعلى كل حال فإن من أمثلة نباتات المناطق القاحلة المتحملة للجفاف و الملوحة شجيرة الأراك أو السلفادورا بيرسيكا .

أما من الناحية المورفولوجي أو التشريحية فإن بعض النباتات المقاومة للأملاح تتميز

بوجود حويصلاتٍ ملحيةٍ على الأوراق حيث تقوم هذه النباتات بتجميع الأملاح و تخزينها في تلك الحويصلات .

مقاومة الأملاح على مستوى الخلية النباتية

إن وصول شوارد الصوديوم إلى الخلايا الحارسة لمسام أوراق النبات يمنع عنصر

البوتاسيوم من تأدية وظيفته في تنظيم عمل مسام النبات و يبقيها مفتوحةً أو مغلقً بشكل

دائم ، فإذا بقيت المسام مفتوحةً بشكلٍ دائم فقد النبات سوائله عن طريق التبخر و حصل

انهيارٌ في التوازن المائي داخل النبات , و إذا أغلقت هذه المسام بشكل دائم تعذر على

النبات الحصول على الغازات اللازمة لإتمام عمليتي التنفس و التركيب الضوئي .

أي أن عمل المسام يتعطل عند وصول شوارد الصوديوم إلى سيتوبلاسم الخلايا

الحارسة لمسام الأوراق في النباتات التي لا تحتمل الأملاح و هذا يعني بأن آلية عمل

المسام في النباتات الكارهة للأملاح تختلف عن آلية عمل المسام في النباتات المتحملة

للأملاح , حتى أن بعض الدراسات العلمية تقول بأن الخلايا الحارسة للمسام في النباتات

المتحملة للأملاح تستخدم شوارد الصوديوم بدلاً من البوتاسيوم للقيام بعملها.

و هكذا فإن ضغط الأملاح يثبط نمو الخلية النباتية و ذلك لأن إغلاق النبات للمسام يقلل

من كمية ثاني أكسيد الكربون الداخلة إلى الخلية و الذي يستخدمه النبات في عملية

التركيب الضوئي , و كذلك فإن الإجهاد الملحي يثبط انقسام الخلية النباتية و يعود هذا

الأمر إلى مورثٍ يدعى بالمورث ICK1 وهذا المورث مسؤول عن منع الخلية من

الانقسام عند تعرضها لاجهادٍ ملحي وهذا النمط من المورثات ينشط كذلك عند تعرض

الخلية النباتية للإجهادات الأخرى كالجفاف و البرودة وغالباً فإن مثل هذه المورثات

لاتنشط في الظروف الطبيعية .

وكما ذكرنا سابقاً فإن هنالك علاقة واضحة في بعض النباتات المتحملة للأملاح بين

مستوى الشوارد القلوية وبين المحتوى المائي لهذه النباتات فكلما ازداد مستوى الشوارد

القلوية كلما ازداد المحتوى المائي ، والنبات يقوم بعملية زيادة المحتوى المائي داخل

أنسجته و خلاياه حتى يضائل من سمية هذه الشوارد.

وكذلك فقد لوحظ أن أوراق النباتات المقاومة للأملاح تحوي عدداً أكبر من الجسيمات

الميتاكوندرية mitochondria , كما أن الجسيمات الميتاكوندرية في أوراق النباتات

التي تتعرض للإجهاد الملحي تكون أكبر حجماً و ذلك لأن النباتات التي تتعرض

للإجهاد الملحي تحتاج إلى قدرٍ إضافيٍ من الطاقة حتى تتخلص من الأملاح الزائدة

وحتى تستطيع امتصاص الماء من التربة.

إن مقدرة النبات على مقاومة الأملاح لا تعني المقدرة على التعامل مع شوارد

الصوديوم وحسب , بل تعني كذلك مقدرة هذا النبات على امتصاص و تخزين عنصر

البوتاسيوم لأن امتصاص النبات للبوتاسيوم يتأثر عند زيادة تركيز الصوديوم نظراً

للتشابه الشديد بين شوارد هذين العنصرين .

و كذلك فإن تعرض النبات للإجهاد الملحي و غيره من الظروف غير الملائمة يؤدي

إلى زيادة حمض الابسيسيك Abscisic Acid أو ABB في الخلية النباتية

وزيادة تركيز حمض الابسيسيك ترتبط بزيادة مستوى شوارد البوتاسيوم وهو الأمر

الذي يؤدي إلى ازدياد مقدرة النبات على مقاومة الأملاح وهذا الأمر غالباً ما يقتصر

على النباتات المقاومة للأملاح.

أما مورث ال HKT1 فهو عبارةٌ عن ناقل لعنصر الصوديوم من الأجزاء الهوائية

في النبات إلى المجموع الجذري و بالعكس .

وكما نعلم جميعاً فإن تركيز الأملاح في وسطين سائليين متماسين

يتجه من الوسط الأكثر تركيزاً إلى الوسط الأقل تركيزاً إلى أن يحصل تعادلٌ في

تركيز الأملاح بين هذين الوسطين و هكذا فإن أملاح التربة تقلل من مقدرة النبات على

امتصاص المياه لأن القوانين الفيزيائية في مثل هذه الحالة تكون في صالح انتقال الماء

من داخل النبات إلى وسط النمو الذي يتميز بتركيزٍ عالٍ من الأملاح , لذلك فإن النبات

يتجه إلى صنع مركبات تعمل على تقليل مستوى التأكسد الناتج عن ازدياد معدل الجذور

الحرة Free radicals و التي يتسبب مستوى الأملاح المرتفع في انتشارها مع علمنا

بما تسببه هذه الجذور الحرة من أضرار للخلية الحية و كذلك فإن النبات ينتج مركباتٍ

تساعده على حفظ التوازن التنافذي ( الاسموزي) في ظروف الإجهاد الملحي كالسكر

و الحموض الأمينية Amino Acids ومركبات السلفونيوم Sulphonium ومن

هذه المركبات مركب الغلايكين بيتين Glycin Betain و كذلك فقد لوحظ ازدياد

تركيز و نشاط مركب BADH باتين الديهايد ديهايدروجينيز

Batain Aldehyde Dehydrogenase عدة أضعاف في جذور الشوندر

السكري و أوراقه عند تعرض الشوندر السكري لإجهادٍ ملحي و يطلق بعض المختصين

على هذه المركبات تسمية منظمات الضغط التنافذي ( الاسموزي).

وكذلك فإن بعض النباتات المقاومة للأملاح تقوم بتجميع كمياتٍ كبيرةٍ من مركب

برولاين انالوجز Proline Analogues وهذا المركب هو من منظمات الضغط

التنافذي osmoprotectants وهويستخدم اليوم في معالجة البذور للحصول

على بادراتٍ مقاومةٍ لأملاح التربة.

– وقد قسمت الارض على اساس درجة ملوحتها معبراعنها بالتوصيل الكهربى ( ECe ) لمستخلص العجينة المشبعة الى الاقسام الاتية :

1 – ارض لاتحدث اى ضرر للنبات عند الزراعة بها ويكون قيمة ECe فيها = اقل من2

2 – ارض يحدث فيها تاثير للنباتات الحساسة للاملاح فقط ويكون تركيز ECe فيها = من 2 – 4

3 – ارض يحدث فيها تأثير على معظم النباتات يكون ECe فيها = من 4 – 8

4 – ارض لاينمو فيها سوى النباتات المقاومة للاملاح يكون قيمة ECe فيها = من 8 – 16

بالنسبة لملوحة مياه الرى ويعبر عنها ECw وتكون مدى صلاحيتها كما يلى:

1 – اذا كان تركيز الاملاح الكلية فى مياه الرى = اقل من 450 PPM الى 450 PPM فانه لامانع من زراعة المحاصيل الحساسة لملوحة ماء الرى مثل البرتقال – الخوخ – الفاصوليا – البسلة العدس – الفول السودانى – الفاكهة المتساقطة الاوراق

2 – اذا كان تركيز الاملاح بماء الرى = 2000 PPM فانه لامانع من زراعة النباتات المتوسطة التحمل للملوحة مثل الجزر والخس والبرسيم والبصل والسورجم والقمح والسمسم والطماطم والفلفل والثوم …الخ

3 – اذا كان تركيز الاملاح بماء الرى = اكثر من 2000 PPM فانه لامانع من زراعة النباتات المتحملة للملوحة مثل الشعير والبرسيم الحجازى والبنجر والقطن وعباد الشمس والخرشوف والكرنب والهليون والبطيخ والكانولا والباذنجان والثوم ومعظم النباتات الطبية والعطرية

* ومن النباتات المتحملة للملوحة ايضا :

المحاصيل المتحملة للملوحة لانه من الاهمية للقارئ او المزارعين فى الاراضى والمياه الملحية معرفة النباتات المتحملة للملوحة سواء كانت محاصيل حقلية او خضر او فاكهة او محاصيل علفية وهى :

1 – محاصيل الخضر المتحملة للملوحة هى:

الخرشوف – الكرنب – القرنبيط – البصل – الكرنب الاحمر المخصص للسلاطة – الفجل – السبانخ – الباذنجان – الجرجير – الهليون ( الاسبرجس ) – الباميا – اللفت – بنجر المائدة او الشمندر – الكزبرة – الفلفل – الكنتلوب – الطماطم الاتكاوى – البطيخ الكاوتش

2 – المحاصيل الحقلية المتحملة للملوحة هى : الشعير – القمح – الذرة – الارز – القطن – عباد الشمس – السمسم – الكتان – الخروع

3 – محاصيل العلف المتحملة للملوحة هى : السورجم – البرسيم الحجازى – بنجر العلف – السسبان – اكاسيا سلجنا – الدخن – الرودس

4 – اشجار الفاكهة المتحملة للملوحة هى : النخيل – الرمان – الزيتون – الخروب – التين – العنب – التين الشوكى – الباباظ

5 – النباتات الطبية والعطرية المتحملة للملوحة هى : الكراوية – الكزبرة – الكمون – الشمر ( الفونكيا ) – البردقوش – الشيح بابونج – الزعتر – الحنظل – العرق سوس

6 – نباتات الزينة المتحملة للملوحة هى : التويا – السرو البلدى – الجهنمية – الدفلة – نجيل صنف برمودا وبسبيلم 10 – الكازورينا – الاثل او العبل – نخيل الزينة برتشارديا – كنوكاربس – فيكس نتدا -الكورزيا – الصبارات بانواعها – الورد البلدى – الابصال – اكاسيا سلجنا – الجوجوبا – الاتربلكس – الاوركاريا – غاب المراكب والبامبو – رمان الزهور او الزينة – لانتانا – اليوكا – رجلة الزهور

نعرض بعض المحسنات للماء والتربة والنبات للتغلب على تأثير الملوحة على النبات وهى :

1- محسنات التربة منها : السماد البلدى – الجبس الزراعى – الكبريت الزراعى – الاسمدة الحامضية – غسيل التربة.

2 – محسنات المياه منها : الاحماض مثل حمض الكبرتيك وحمض النتريك بالنسب والمعدلات التى يراها المهندس المتخصص مناسبة – بعض المواد الكيماوية التى تعادل قلوية المياه.

3 – الاضافات التى يرش بها النبات لذيادة مقاومته وتحمله الملوحة منها : الاحماض الامينية مثل الهيومك اسيد – التغذية الورقية – الكالسيوم السائل – البوتاسيوم …. الخ بالتركيزات والنسب التى يراها المهندس المتخصص مناسبة حسب التحاليل وخبرته.