10:07 ص المكتبة الزراعية الشاملة

 

كتاب : أسئلة و أجوبة في فسلجة الإجهاد

تأليف : ا.د باقر جلاب هادي الربيعي

عدد صفحات الكتاب : 400 صفحة

الملوحة والجفاف هما المعوقان الرئيسيان اللذان يؤثران على نمو النبات وإنتاج المحاصيل إلى جانب ظروف الإجهاد الأخرى مثل درجة الحرارة الشديدة والمعادن الثقيلة والفيضانات وما إلى ذلك ، مما يقلل من الإنتاجية الزراعية في جميع أنحاء العالم. لقد تم بالفعل التحقيق في كل من الاستجابات الخلوية والجزيئية للنباتات لهذه الضغوط البيئية ، ولكن فهم هذه الآليات التي يمكن للنباتات من خلالها إدراك إشارات الإجهاد ونقلها إلى الآلات الخلوية لتفعيل الاستجابات التكيفية هو رابط تسلسلي مهم جدًا لفيزيولوجيا النبات. إلى جانب ذلك ، يصبح توسيع المعرفة حول نقل إشارة الإجهاد أمرًا حيويًا لبرامج التربية والهندسة الوراثية لتحسين تحمل الإجهاد في المحاصيل.

بسبب تغير المناخ ، من المتوقع أن يصبح الجفاف والملوحة أكثر شدة في السنوات القادمة مما قد يؤدي إلى انخفاض كبير في نمو النبات وإنتاجية العديد من الأنواع المهمة اقتصاديًا. تشير التقديرات إلى أن الطلب العالمي على الغذاء سيرتفع بنسبة 70٪ حتى نهاية عام 2050   بسبب النمو السكاني البالغ 2.3 مليار شخص. في هذا السياق ، يصبح تطوير نباتات المحاصيل ذات الإنتاجية العالية والتحمل الأفضل للظروف البيئية القاسية حاجة ملحة لتلبية الطلب على الغذاء في المستقبل للأجيال القادمة.

بشكل عام ، قد تختلف استجابات النبات للملوحة والجفاف من حيث الجوانب والعمليات المورفولوجية والفسيولوجية والكيميائية الحيوية. معظم الآثار الناجمة عن الملوحة والجفاف سلبية ، ولكن إلى حد ما يمكن أن يكون لها آثار إيجابية أيضًا  تم الإبلاغ عن أن الملوحة بتركيزات معينة عززت خصوبة النبات بسبب زيادة التكاثر ، ولكن لوحظ أيضًا أن هذا التعزيز كان يعتمد بشكل كبير على التركيب الوراثي ومرحلة نمو النبات . يمكن أن يكون لملوحة مياه التربة أيضًا تأثير إيجابي على الجزيئات الدقيقة التي تساعدها على الارتباط ببعضها البعض في الركام ، وبالتالي تحسين تهوية التربة وتغلغل الجذور ونمو الجذور  . ومع ذلك ، لا يمكن زيادة الملوحة لصالح بنية التربة دون النظر في التأثيرات المحتملة على صحة النبات.

تمثل مقاومة الإجهاد الملحي قدرة النبات على منع أو تقليل أو التغلب على الآثار الضارة المحتملة الناتجة بشكل مباشر أو غير مباشر عن وجود أملاح قابلة للذوبان بشكل مفرط (تراكم الأيونات السامة) في منطقة جذره. يمكن اعتبار انخفاض المحصول بنسبة 50٪ مقياسًا لإجهاد الملح. يحدث إجهاد الجفاف بعد فترة طويلة نسبيًا دون هطول أمطار ، مما يؤدي إلى إجهاد الرطوبة في التربة الضار بنمو المحاصيل ، وخاصة في الزراعة البعلية. ترتبط شدة الجفاف ارتباطًا وثيقًا بالتوقيت (مرحلة نمو النباتات) والشدة (مدة عدم هطول الأمطار). يمكن أن تتداخل عوامل أخرى مثل خصائص التربة والممارسات الزراعية مع غلات المحاصيل.

تشير التقارير السابقة إلى أنه قد لوحظ تأثير إيجابي عبر الأجيال على نشاط شتلات براسيكا نابوس بسبب إجهاد الجفاف  . تم تفسير هذه الظاهرة كنتيجة للتأثيرات غير المتجانسة ، وتغيير خزان مستقلبات تخزين البذور ، وذاكرة الإجهاد بين الأجيال المتكونة من التغيرات الناجمة عن الإجهاد في الإبيجينوم في الشتلات. بالمقارنة مع الإجهاد الملحي ، فإن الإجهاد الناتج عن الجفاف له تأثيرات أكثر حدة على النباتات والاقتصاد   ولكن استجابات النبات وثيقة الصلة وتتداخل آليات دفاعها.

تُعرف قدرة مجموعة متنوعة من المحاصيل على الأداء بشكل أفضل على الأصناف الأخرى في ظل ظروف الجفاف باسم مقاومة الجفاف والتي ترتبط بالعوائد المحققة والعوائد المحتملة التي يمكن تحقيقها في بيئة معينة في حالة عدم وجود ظروف الجفاف. تعتبر مقاومة الجفاف خاصة بالبيئة وقد يتأثر استقرار الغلة بممارسات إدارة المحاصيل و / أو الآليات الفسيولوجية وقد لا يرتبط بالضرورة بقدرة النمط الجيني على مقاومة الجفاف. في الصنف المقاوم للجفاف ، يكون نمو النبات وتطوره متطابقين بشكل جيد مع بيئة (بيئات) جفاف معينة .

عند استشعار الملوحة أو ضغوط الجفاف ، تمتلك النباتات القدرة على الجمع بين مجموعة من الاستجابات لتجنب إصابات الإجهاد وإكمال دورة حياتها. من خلال تفعيل آليات الدفاع المختلفة ، يمكن للنباتات تخزين الاحتياطيات في أعضائها واستخدامها لاحقًا لإنتاج الغلة أو يمكنها تحمل ظروف الإجهاد دون جفاف الأنسجة  . تلعب الكائنات الحية المرتبطة بالنبات دورًا مهمًا في تحسين استراتيجيات تكيف النباتات مع الضغوط البيئية. في هذا السياق ، يمكن للكائنات الحية الدقيقة ، على سبيل المثال ، إنقاذ النباتات من الآثار الضارة للجفاف والملوحة من خلال نشاطها ، مثل إذابة المغذيات ، IST وإنتاج الهرمونات النباتية (IAA ، Cytokinin ، ABA أو GA) ، EPS و ACC deaminase. يمكن أن يؤدي تلقيح النباتات بالفطر الفطري الجذري الشجري أيضًا إلى زيادة تحمل النباتات للتعرضات قصيرة المدى للملوحة.

مع تقديم كل هذه الأساسيات لفهم آليات الدفاع الأساسية للنباتات ضد ظروف الإجهاد ، لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات للكشف عن الآليات الرئيسية التي تحكم الملوحة واستجابات الجفاف في النباتات والتي يمكن أن تقودنا نحو اتجاه أفضل في تحسين المحاصيل ، من أجل للحصول على مرشحين محتملين للزراعة المالحة في المستقبل 

عوامل الإجهاد ، مثل الأسموزية ، سمية الأيونات ، عدم توازن المغذيات أو درجة الحموضة في التربة تغير التعبير عن العديد من الخصائص المورفولوجية والفسيولوجية والكيميائية الحيوية للنباتات. مع زيادة الإجهاد ، يتم تقييد نمو النبات بشكل أكبر. في ظل ظروف الإجهاد الشديدة ، قد تموت النباتات قبل الأوان بعد الإنبات أو الزرع أو يمكنها البقاء على قيد الحياة لفترة أطول  .

غالبًا ما يتم إعاقة و / أو تأخير إنبات البذور عند حدوث ضغوط بيئية. غالبًا ما تفشل الشتلات في البقاء على قيد الحياة نظرًا لأن النباتات في هذه المرحلة من النمو هي الأكثر ضعفًا  . توقف نمو النبات مما يؤثر على معظم الصفات الخضرية ، مثل عدد الأوراق ، الحجم ، عدد الفروع ، ارتفاع النبات ، إلخ. . فيما يتعلق بالصفات الإنجابية للنباتات ، يمكن أن يؤدي إجهاد الملح غالبًا إلى إزهار مبكر وإجهاض براعم الزهور  . علاوة على ذلك ، يمكن ملاحظة انخفاض إجمالي كبير في المحصول في معظم أنواع النباتات المعرضة لضغط الملح. عادة ما تكون الغلات المحققة أقل بكثير من الغلات المحتملة في ظل ظروف النمو العادية  .

عادة ما يتأثر نمو النبات في التربة المالحة بسبب التأثير الأسموزي في محلول التربة. يزيد تركيز الملح العالي من القوى المحتملة التي تحبس الماء في التربة ويجعل من الصعب على جذور النباتات استخراج رطوبة التربة. خلال فترات الجفاف ، قد يتركز الملح في محاليل التربة بحيث يقتل النباتات عن طريق امتصاص الماء منها (النضح)  . علاوة على ذلك ، يجبر الملح الموجود في محلول التربة النبات على بذل المزيد من الطاقة لامتصاص الماء واستبعاد الملح من المواقع النشطة الأيضية. مع زيادة الملوحة ، يتم تقييد نمو النبات بشكل أكبر. يجب أن تبقى التربة المالحة رطبة لتخفيف تركيز الملح بحيث تتسبب في أقل عائق للملح للنباتات النامية. أيضًا ، يتأثر نمو النبات في التربة السودية / القلوية بسبب ارتفاع المرسب الكهروستاتيكي في جميع أنحاء المظهر الجانبي ، والتسلل المنخفض للغاية ومعدلات التوصيل الهيدروليكي  . تشغل أيونات الصوديوم المركب القابل للتبديل للتربة القلوية إلى حد كبير مما يتسبب في تشتت التربة بسبب تكسر الركام الذي يشكل قشرة سطحية كثيفة مما يعيق بشكل كبير ظهور الشتلات بسبب انخفاض نفاذية التربة للماء والهواء. يرجع سوء الصرف في مثل هذه التربة إلى ارتفاع منسوب المياه الجوفية مما يحد من قدرة النبات على امتصاص الماء والمواد المغذية بالكميات المطلوبة  . يؤدي ارتفاع درجة الحموضة إلى انخفاض توافر بعض المغذيات النباتية الأساسية  . قد يؤدي تراكم بعض العناصر في أجزاء النبات بمستويات سامة إلى إصابة النبات أو انخفاض النمو وحتى الموت في الحالات القصوى. أكثر العناصر السامة شيوعًا هي الصوديوم والموليبدينوم والبورون. قد يحدث السيلينيوم أيضًا بتركيزات سامة. نمو النبات في التربة القلوية المتدهورة أو التربة المنفردة يرجع إلى حد كبير إلى سوء الصرف....

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

تنزيل الكتاب

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

مشاركة