الهرمونات النباتية واستخدامها في الانتاج الزراعي
الهرمونات النباتية عبارة عن مركبات حيوية ذات تأثيرات فسيولوجية منظمة للعمليات الحيوية الدائرة بالنبات إما بتنشيطها أو تثبيطها أو تحويرها ولكي تحدث هذا التأثير لابد من إنتقالها من مكان بنائها إلى مكان تأثيرها . و تستخدم بتركيزات منخفضة جدا و تنتج بالأنسجة النباتية بتركيزات ضئيلة للغاية و قد يكون تأثيرها في أماكن إنتاجها أو تنتقل إلى أنسجة أخرى و تؤثر فيها. وقد استخدمت على نطاق واسع في إنتاج المحاصيل البستانية .
من خلال فهم أنواع منظمات نمو النبات ، والآثار الفسيولوجية وآلية العمل ، نحتاج إلى تعلم وإتقان أساليب إعداد منظم نمو النبات الشائع الاستخدام ومناطق التطبيق لخدمات إنتاج المحاصيل .
هناك توازن هرموني طبيعى فى النبات يلعب دورا رئيسيا في نمو النبات الخضري و الثمري مما يحقق الإنتاجية المثلى للنبات. عند حدوث خلل في التوازن الهرموني في النبات فإن هذا يؤدي إلى إنخفاض معدلات النمو سواء الخضري أو الثمري و يكون سببا رئيسيا فى إنخفاض الإنتاجية و لذلك فأنه من الضروري أن يتعرف المنتج على أنواع منظمات النمو و الهرمونات النباتية. والدور الفسيولوجي للهرمونات النباتية وكيف يمكن إستغلالها في تحسين كمية و جودة إنتاج المحاصيل المختلفة .
تنقسم الهرمونات النباتية إلى ثلاثة أقسام رئيسية:
1- المواد المنشطة للنمو Growth promoter:
وأهم المجاميع التى تتبعها هى الأوكسينات Auxins والجبرلينات Gibberellins والستيوكينيناتCytokininins .
2- المواد المثبطة للنمو Growth inhibitors :
وأهم ما يمثلها هو حمض الابسيسيك Abscissic acid و الإثيلين .
3- منظمات النمو الثانوية وتشمل حمض السالسيليك و البارازينوستيرويد و حمض الجاسمونيك .
أولا: المواد المنشطة للنمو Growth promoter
1- الأوكسينات(Auxins ( IAA
و يعرف الأوكسين بهرمون النمو في النبات و تركيبة الكيميائي عبارة عن إندول حمض الخليك IAA/ / و الأوكسينات ذات تأثيرات فسيولوجية منشطة لنمو النبات . ويوجد له نظام أنزيمى بالخلايا يبني المزيد منه عند الحاجة ونظام آخر لهدمه عند رغبة النبات في التخلص منه أو عند إرتفاع تركيزه عن اللازم .
وقد ثبت وجود أوكسينات طبيعية أخرى بالنبات منها : أندول أحماض كل من البيروفيك والبروبيونيك والجليكوليك والجليأوكسيلك. أما الأوكسينات الصناعية فمعظمها تختلف فى التركيب عن الاندول إذ تكون أحماض فينوكس أو نفثالين لكن تأثيرها الهرمونى يشبه الاوكسين ومنها نفتالين حمض الخليك NAA ومجاميع الفينوكس مثل 4.2 داى كلوروفينوكسى حمض الخليك وميثايل كلوروفيتوكسى حمض الخليك MCPA ، باراكلووفينوكسى حمض الخليك PCPA وغيرها الكثير. بل ومازال تصنيع الجديد مستمراً. وتتميز منظمات النمو الخاصة بالاوكسينات بارتفاع قوة تأثيرها مقارنة بالهيترواوكسين الطبيعى وسبب ذلك عدم توفر نظام انزيمي يؤثر عليها بالهدم داخل النبات ولذلك فهدمها بطئ بل تستمر فى التأثير مدة أطول.
يتم تكوين الأوكسين بصورة طبيعية فى الأوراق الصغيرة للنبات وفى القمم النامية كما يتم تخليقه في الثمار أثناء تطورها و كذلك في البذوروتتم عملية تخليق الأوكسين من بعض بوادئ تكوين الأوكسين التي تشمل الحمض الأميني التربتوفان الذي يحوله النبات إلى الأوكسين الطبيعى من خلال 3 مسارات مختلفة و كذلك يتم تخليقه من الأندول 3 جلسرول فوسفات . تؤثر الأوكسينات في النبات من خلال :
زيادة معدلات إنقسام الخلايا فى القمم النامية و كذلك زيادة حجم الخلايا.
زيادة معدلات تكوين الشعيرات الجذرية و الجذور الثانوية
تحسين معدلات التزهير و تكوين حبوب اللقاح و الإخصاب و العقد وتستخدم الأوكسينات رشا على المجموع الخضري فى حالة و جود ظاهرة العقد البكري الناتجة عن فشل عمليات الإخصاب و تكوين البذور.
تعمل على تحريك البراعم الخضرية و الزهرية و كسر سكون البراعم
تشجيع انبات البذور: حيث يتم نقع البذور في محلول مخفف من مادة الاوكسينات حيث انه يشجع على انباتها والعمل على شق الجذور
مبيدات أعشاب :حيث يتم استخدام بعض الاوكسينات من أجل العمل على نضج الثمار سريعاً حيث أنه يتم رش القمح بها من أجل العمل على موت الأعشاب عريضة الأوراق دون أن يتم تأثير القمح، ويتم استخدام هذه التقنية على نطاق واسع وكبير في كثير من الدول منذ عشرات السنين.
هناك مشتقات صناعية لها تأثيرات مشابهة للأوكسين منها النفثالين أسيتيك أسيد NAA يكون تأثيره الفسيولوجي على المجموع الخضري مشابها لتأثير الأوكسين الطبيعى و كذلك إندول حمض البيوتيريك IBA الذي يعمل على زيادة تكون الجذور و تؤدي المعاملات به بزيادة نسبة نجاح شتل العقل فى مشاتل الفاكهة و نباتات الزينة.
2– الجبرلينات Gibberellins:
عبارة عن مجموعة كبيرة من المركبات الكيميائية التي تتكون طبيعيا في النبات و الفطريات اكتشف الجبرلين لأول مرة باليابان حيث لاحظ Kurosawa عام 1926 أن فطر Fujikuori Gibberella يفرز إفرازات تسبب زيادة طول سيقان الأزر المتطفل عليها مما يعرض نبات الأزر للرقاد والتلف قبل مرحلة الازهار. وفى عام 1939 تمكن Yabuta من الحصول على المادة فى صورة بلورية وسماها Gibberellin A. وفى بريطانيا 1954 اكتشف حمض الجبرليك عالم بريطاني. بعد ذلك ثبت وجود الجبرلين بالنباتات الزهرية الراقية واكتشف منه أنواع كثيرة أعطيت أرقاما .
ولم يعرف حتى الآن منظمات نمو أي هرمونات صناعية تابع لها مجموعة الجبرلين بل مازال الجبرلين يستخلص من الفطر كوسيلة سهلة واقتصادية.
وتتميز بالتأثيرات الفسيولوجية التالية على النباتات المختلفة:
زيادة النمو الطولى للساق عن طريق زيادة حجم الخلايا .
التغلب على ظاهرة التقزم سواء الوراثي أو الناتج عن الظروف البيئية غير المناسبة.
التحرر من كمون البذور وسكون البراعم أي كسر طور السكون: حيث يتم غرس النباتات مثل البطاطس والبطاطا في محلول من مادة الجبرلين، من أجل ان يساعدها على الإنبات السريع وعدم تعفن البراعم في التربة من أجل العمل على تنشيط البراعم بعد فترة من السكون الشتوي.
تحسين انتاج العنب عديم البذور:حيث يوجد عدد من ثمار العنب تكون حباتها صغيرة للغاية ومتراصة فوق بعضها مما يعمل على تعفنها، يتم رش عناقيد العنب عن طريق مادة الجبرلين من أجل المساعدة على خف الأزهار وتبدأ حبات العنب كبيرة وجاهزة من اجل النضج.
زيادة حجم الثمار
إنخفاض نسبة الأزهار المؤنثة إلى الأزهار المذكرة وخاصة فى العائلة القرعية
تأخير شيخوخة النبات و تأخير موعد قطف الثمار حيث ترش أشجار الحمضيات واشجار الكرز قبل موعد قطفها من أجل العمل على تأخير موعد القطف.
التغلب على ظاهرة تبادل الحمل : وذلك من أجل مساعدة النبات على العمل على تخفيف الحمل عن الأشجار من أجل المساعدة على عدم اضعاف الشجرة.
معاملات ثمار العنب بالجبريلين تؤدي غلى تحسين حجم و جودة الثمار
معاملة قصب السكر بالجبريلين يؤدي إلى زيادة الانتاج .
معاملة ثمار التفاح بمخلوط من الجبريلين و البنزيل أدينين أدت إلى زيادة جودة الثمار و زيادة نسبة السكريات فى الثمار.
معاملة ثمار الموالح بالجبريلين و السيتوكينين يطيل عمر ثمار الموالح و يجعلها قابلة للتخزين فترة طويلة على الأشجار.
إن تأثيرات الجبريلين الفسيولوجية تكون ناتجة عن تأثيره على نشاط إنزيم الأميليز الذي يحلل جزيئات النشا داخل الخلايا إلى سكريات أحادية مما يؤدي إلى إرتفاع الضغط الأسموزي و زيادة إمتصاص الخلايا للماء. بالأضافة إلى ذلك فإن الجبريلين يؤدى إلى زيادة مرونة الجدار الخلوي للخلايا النباتية و بالتالي زيادة حجمها نتيجة إنتفاخها بالماء
3- السيتوكينينات Cytokinins:
لوحظ فى عام 1941 أن السائل اللبني لجوز الهند (والذى يستخدم كبيئة لنمو الأنسجة) أنه يحتوى على مادة منشطة للنمو وليست من الأوكسين. من تأثير هذه المادة أنها منشطة للإنقسام الخلوي لنسيج نخاع الدخان وجذر الجزر. فى عام 1955 استخلصت مادة أيضاً من بطارخ سمك الرنجة أثبت Miller وآخرين أن تركيبها 6- فورفوريل امينويورين وسميث كينيتين .
اذا هي مجموعة من المركبات تشمل الكينيتين و كذلك الزياتين الذي يمثل الصورة الطيبعية للسيتوكينين. يوجد صورة حرة و صورة مرتبطة و الصورة الحرة تكون هي الصورة النشطة بيولوجيا و يتم تخليق السيتوكينين فى خلايا المجموع الجذري و ينتقل للمجموع الخضري من خلال الأوعية الخشبية. هناك بعض المركبات غير الطبيعية لها تأثيرات فسيولوجية مشابهة لتأثيرات السيتوكينينات منها داي فينيل يوريا وثايدايزيرون وتتمثل التأثيرات الفسيولوجية للسيتوكينينات فيما يلى:
الغاء السيادة القمية الناتجة عن تأثير الأوكسينات.
ينشط التفريع الجانبى
يزيد معدل تطور البلاستيدات الخضراء
يؤخر شيخوخة الأوراق
يزيد من بناء الكلوروفيل قى الأوراق
ينشط إنتقال العناصر الغذائية خاصة العناصر بطيئة الحركة مثل الكالسيوم.
النسبة بين السيتوكينين و الأوكسين تكون مسئولة عن الشكل المورفولوجي للنبات.
ثانياً – المواد المثبطة للنمو Growth inhibitors
1– حمض الأبسيسيك ABA
عبارة عن مؤخر نمو يتكون فى البلاستيدات الخضراء وذلك عند تعرض النبات للإجهاد البيئي. يؤثر حمض الأبسيسك على نمو البراعم و يسبب سكونها كما يعمل على تكوين مواد حامية للبراعم من ضرر الصقيع على الرغم من تأثيرات حمض الأبسيسيك المؤخرة للنمو إلا أنه ضروري لمقاومة النبات للإجهاد البيئي و الحفاظ على حيوية الخلايا و تتمثل التأثيرات الفسيولوجية لحمض الأبسيسيك فيما يأتي:
تثبيط نمو البراعم (سكون البراعم(..
تثبيط عمليات الإنبات (كمون البذرة).
عند العطش فإن حمض الأبسيسك يعمل على غلق الثغور وذلك بالتحكم فى نسبة الصوديوم و البوتاسيوم فى الخلايا الحارسة.
يثبط فعل الجبريلين و يثبط الجينات المستحثة بواسطة الجبريلين.
2- الإثيلين
يتبع غاز الإثيلين مؤخرات النمو النباتية و التي تكون مسئولة عن المقاومة للظروف البيئية غير المناسبة لنمو النبات يتكون غاز الإيثيلين من الحمض الأميني المثيونين و يتميز بأنه لايتراكم فى الخلايا النباتية لكونه غير ذائب في الماء ويلعب الإثيلين دورا هاما في العديد من العمليات الفسيولوجية أهمها الأتي:
تنظيم نضج الثمار عن طريق تنشيط الأنزيمات المسئولة عن نضج الثمار.
يلعب الإثيلين دورا هاما في تلوين الثمار
يعمل على زيادة نسبة الأزهار المؤنثة إلى الأزهار المذكرة و خاصة في القرعيات.
يزداد تكوين الإثيلين تحت ظروف الإجهاد
مسئول عن تساقط الأوراق في الأشجار المتساقطة.
الإثيلين يضاد فعل السيتوكينينات في عملية بناء الكلوروفيل حيث أن المعاملة بالإثيلين تؤدي إلى إصفرار الأوراق ثم سقوطها.
ثالثاً – منظمات النمو الثانوية
عبارة عن منظمات نمو توجد فى بعض الأنواع النباتية و تكون موجودة بتركيزات منخفضة جدا و ذات تأثيرات فسيولوجية هامة و فيما يلى بعض هذه الهرمونات:
أ- حمض السالسيليك:
منظم نمو نباتي يعمل على حث مقاومة النبات للإجهاد البيئي عن طريق تنشيط عوامل المقاومة و ذلك من خلال تأثيره على مجموعة من الجينات يطلق عليها الجينات المنظمة بواسطة حمض السالسيليك .
ب- البرازينوستيرويد:
هرمون نباتي يعمل كمضاد لفعل الجبريلينات وتم إكتشافها فى حبوب لقاح نباتات العائلة الصليبية و تتميز بتأثيراتها الفسيولوجية التالية:
زيادة معدلات تكوين السكريات فى الثمار.
تطوير الثمار و تلوينها عن طريق تنشيط تكوين صبغة الأنثوسيانين.
تحسين نسبة الخصوبة فى نباتات العائلة القرعية.
ث -حمض الجاسمونيك:
عبارة عن هرمون إجهاد حيث يتكون من الحمض الدهني لينولينيك ويلعب حمض الجسمونيك دورا رئيسيا فى مقاومة الإجهاد حيث يعمل على تنشيط النظم المضادة للأكسدة المسئولة عن المقاومة
ملاحظة :يجب التأكيد على أن إستخدام منظمات النمو النباتية لتحسين الإنتاج لابد و أن يكون تحت درجة عالية من التحكم في التركيزات المستخدمة و يتم من خلال معرفة كاملة بفعل هذه المنظمات حتى تؤدي دورها المطلوب.
تطبيقات عملية لمنظمات نمو النباتات في المحاصيل البستانية
كسر سكون البذور و وتعزيز الإنبات :الجبرلين Gibberellin يمكن أن يكسرسكون بذور الحمضيات والخوخ والعنب والبرتقال الحلو والبندق والبابايا و بذور الفراولة والتفاح غيرها.
تعزيز التجذير : استخدام الهرمونات في تجذير عقل النباتات بتراكيز مناسبة لنوع النبات .
لمنع سقوط الفاكهة : تستخدم الهرمونات على النباتات لمنع سقوط الثمار كما في التفاح ، الكمثرى والخوخ والطماطم والباذنجان والفلفل و البطيخ وتعتبرمن العوامل المضادة للسقوط . حيث تستخم بالنسبة الموصى بها حسب المنتج .
تشجيع أو تعزيز تشكيل الأزهار المؤنثة .
تشكيل الفاكهة بدون بذور .
زيادة الفاكهة ، وزيادة الإنتاج ، وتحسين الأصناف
تعزيز نضج الثمار .
#jhj_agricultural_engEng\ Jamal h Jahlan
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق