كتاب : محاضرات فيسيولوجيا البيئة و النبات

1:32 ص المكتبة الزراعية الشاملة

 

كتاب : محاضرات فيسيولوجيا البيئة و النبات

يركز علم وظائف النبات البيئي على فسيولوجيا التفاعلات بين النبات والبيئة ، ويكشف عن النباتات باعتبارها التقاطع الأرضي الرئيسي للمحيط الحيوي والغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الأرضي. يوفر فهمًا معاصرًا للموضوع من خلال التركيز على بعض التحديات البيولوجية والزراعية والبيئية الأساسية للبشرية. تحدد فصولها ثلاثة عشر متغيرًا بيئيًا رئيسيًا ، وتجميعها في الموارد ، والضغوط والملوثات ، وتقود القارئ من خلال كيفية تحدي النباتات وكيف تستجيب النباتات على المستويات الجزيئية والفسيولوجية والنباتية الكاملة والبيئية. تم التأكيد على أهمية مراعاة الأبعاد المكانية والزمانية للتغير البيئي من أجل فهم وظيفة النبات. 

يستخدم الكتاب مزيجًا من الأمثلة البيئية والبيئية والزراعية من أجل تقديم نظرة شاملة للموضوع مناسبة لجمهور الطلاب المعاصرين. يستخدم كل فصل تسلسلاً هرميًا جديدًا للاستجابة للتوتر لدمج استجابات النبات عبر المقاييس المكانية والزمانية في إطار سهل الهضم وبالتالي ، فإن تفاعلات التمثيل الضوئي المعتمدة على الضوء تدعم إنتاج الجزيئات الحيوية المختزلة التي يعاد تأكسدها أثناء التنفس لإطلاق الطاقة. 

تنتج تفاعلات الضوء لعملية التمثيل الضوئي أيضًا أدينوزين ثلاثي الفوسفات ، وهو المصدر الأساسي للطاقة الكيميائية للتفاعلات الأيضية في النظم البيئية الأرضية. وبالتالي ، فإن الطاقة الضوئية المحتبسة أثناء عملية التمثيل الضوئي تعمل على تعزيز النظم البيئية الأرضية غير المدارة والمُدارة. تتكون أنظمة الصور من قلب مركز رد فعل محاط بمجمعات حصاد الضوء. توفر خصائص التألق لتفاعلات الضوء نظرة ثاقبة على أدائها والضغط الناجم عن التباين في مستويات الضوء.

 تتعرض كائنات التمثيل الضوئي يوميًا لانتقال الضوء المظلم ، لذلك عند الضوء الأول ، تحدث تغييرات مهمة في آلية التمثيل الضوئي التي تعد أنظمة ضوئية لزيادة الضوء. يمكن أن تنبعث طاقة الإثارة على شكل ضوء - يمكن لجزيئات الكلوروفيل التي تثيرها امتصاص الضوء أن تتألق عندما تعود إلى حالتها الأساسية.

يعكس وجود الماء في كل مكان باعتباره المذيب البيوكيميائي الأساسي أصل الحياة في المحاليل المائية ، ويتيح معدلات التفاعل المعززة التي تدعم الحياة على الأرض. وبالتالي ، فإن العلاقات بين المياه والنباتات الأرضية تمارس سيطرة كبيرة على ديناميكيات النظم الإيكولوجية الأرضية غير المدارة وإنتاجية النظم الإيكولوجية الزراعية. يحدث التمثيل الغذائي في المحاليل المائية ، لذا فإن خصائص الماء أساسية للحياة. تم استخدام مخططات السدود الصغيرة للتحكم في تدفق المياه للزراعة منذ بدايتها تقريبًا. كان لدى الحضارات القديمة في جميع أنحاء العالم مخططات واسعة النطاق للتحكم في المياه والتقاطها وتوزيعها ، في جزء كبير من الزراعة. كان على النباتات أن تطور أنظمة هيدروليكية يمكنها توصيل المياه بزيادة توصيل الأوراق.

 النقل المحوري للمياه عبر نسيج الخشب من الجذر إلى إطلاق النار يفي عمومًا بمقاومة أقل بكثير من النقل الشعاعي عبر الجذر. يجب أن يلبي تدفق الماء عبر الجذور طلب النتح ، والتحكم فيه هو المحدد الرئيسي لتعرض النبات للجفاف.

البروتينات والأحماض النووية ، وكلاهما يحتوي على النيتروجين (N) ، أساسيان لجميع أشكال الحياة على الأرض. كان لعملية Haber – Bosch لتثبيت N في الغلاف الجوي عواقب على البشر والأرض تقريبًا مثل تلك الخاصة بأي ابتكار علمي آخر في القرن العشرين. كانت النتيجة ، التي لم يتوقعها هابر وبوش ، هي تعطيل الدورة N على نطاق عالمي. تحتوي بعض الميكروبات على نيتروجينازات مع معادن انتقالية مختلفة تعمل في درجات حرارة مختلفة. وبالتالي ، فإن الدوران الطبيعي لـ N على الأرض يعتمد بشكل خاص على النشاط البيولوجي ، حيث تكون النباتات هي قناة N إلى معظم النظم البيئية الأرضية غير المُدارة والمُدارة. 

ساعد N ثابتًا بشكل مصطنع على تغذية الطفرة السكانية في القرن العشرين لأنه ، على الرغم من النمو السكاني الهائل ، ساعد على زيادة إنتاج الغذاء للفرد. ينتج نشاط النيتروجيناز أيضًا H2 ، وقد يكون لتوضيح تشغيل هذا المركب تأثير أيضًا على إنتاج الهيدروجين الحيوي.

في معظم النظم البيئية الأرضية ، يعتبر الفوسفور (P) هو المغذيات الكبيرة التي تحتوي على أقل تركيز في محلول التربة ، وبالنسبة لمعظم أنواع التربة ، يكون هذا المخزن مؤقتًا بدرجة عالية. في معظم النظم البيئية الأرضية ، يعتبر الفسفور هو المغذيات الكبيرة التي تحتوي على أقل تركيز في محلول التربة ، وبالنسبة لمعظم أنواع التربة ، يكون هذا عازلًا بدرجة كبيرة. أدى التسميد إلى زيادة كمية الفوسفور في العديد من أنواع التربة الزراعية أكثر مما أدى إلى زيادة توافر الفوسفور. على عكس الكفاءة العالية لاستخدام P للعديد من النظم البيئية الطبيعية ، هناك بالتالي كفاءة منخفضة في استخدام P في العديد من النظم الزراعية. يعيق نقص P نمو الجذور الأولية ثم نمو البراعم ، وفي Ricinus communis والعديد من الأنواع الأخرى يحفز إنتاج الأنثوسيانين ، لذلك تميل النباتات إلى أن تصبح أرجوانية اللون. يزيد الجوع P من قدرة امتصاص P للعديد من النباتات عن طريق زيادة عدد الناقلات ذات التقارب العالي لـ P ، في حين يتم التعبير بشكل عام عن ناقلات منخفضة التقارب.

إن وجود مجموعة من العناصر المعدنية الضرورية لجميع الكائنات الحية يعكس تكوين البيئة التي تطورت فيها الحياة. أهم موارد النباتات بشكل عام هي الضوء وثاني أكسيد الكربون والماء والنيتروجين والفوسفور ، لذا فقد أثر توافرها بشكل كبير على تطور النظم البيئية الأرضية. إن وجود مجموعة من العناصر المعدنية الضرورية لجميع الكائنات الحية يعكس تكوين البيئة التي تطورت فيها الحياة. تستخدم النباتات الجذور لتعدين التربة للحصول على العناصر الغذائية. تطورت الجذور مرتين على الأقل في النباتات البرية ، مرة واحدة في نباتات الليكوفيت ومرة ​​واحدة على الأقل في النباتات البيضاء. عندما استعمرت الحياة سطح الأرض ، تطورت النباتات لتعدين العناصر الغذائية التي جعلها ماضيها التطوري ضروريًا. يؤثر التحدي المستمر المتمثل في تعدين هذه العناصر الأساسية والمفيدة في العديد من العمليات في النظم الإيكولوجية غير المدارة ، ويشكل تحديات كبيرة لإدارة النظم الإيكولوجية الزراعية.

---------------------

تنزيل الكتاب

------------------------------

مشاركة