1:23 ص
كتب الزراعة -
وقاية النبات
كتاب : المعادن الثقيلة و تأثيرها على النبات
تأليف : ا.د باقر جلاب هادي الربيعي
عدد صفحات الكتاب : 878 صفحة
خلال العقود القليلة الماضية ، أدت الأنشطة البشرية المتزايدة ، والتصنيع السريع ، والممارسات الزراعية الحديثة إلى زيادة التلوث بالمعادن الثقيلة في البيئة ، مما تسبب في تسمم الكائنات الحية . لقد تلوثت مساحات كبيرة من الأراضي بالمعادن الثقيلة بسبب استخدام المبيدات الحشرية والأسمدة والنفايات البلدية والسماد ، وأيضًا بسبب إطلاق المعادن الثقيلة من صناعات الصهر والمناجم المعدنية . على الرغم من أن العديد من المعادن الثقيلة تحدث بشكل طبيعي في قشرة الأرض على مستويات مختلفة ، إلا أن المشكلة تنشأ عندما يتم إطلاقها بشكل زائد في البيئة بسبب الأنشطة الطبيعية و / أو الأنشطة البشرية. تم تصنيف العناصر الـ 53 التي تنتمي إلى كتلة d على أنها "معادن ثقيلة" بناءً على كثافتها (> 5 جم / سم 3) . أثناء تطور كاسيات البذور ، 19 عنصرًا فقط مثل C و O و H و Mg و S و N و Ca و P و K (المغذيات الكبيرة) و Cu و Zn و Mn و Fe و Mo و B و Ni و Co و Cl ، و B (المغذيات الدقيقة) لعملية التمثيل الغذائي الأساسية . بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر Si أيضًا عنصرًا مفيدًا ، وقد تم الإبلاغ عن مشاركتها في صيانة الهياكل النباتية في بعض النباتات .
تلعب المغذيات الكبيرة والمغذيات الدقيقة دورًا مهمًا في العمليات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية للنباتات مثل التخليق الحيوي للكلوروفيل ، والتمثيل الضوئي ، وتخليق الحمض النووي ، وتعديلات البروتين ، وتفاعلات الأكسدة والاختزال في البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا ، واستقلاب السكر ، وتثبيت النيتروجين. على سبيل المثال ، يعتبر Zn عاملاً مساعدًا لأكثر من 300 إنزيم و 200 عامل نسخ مرتبط بالحفاظ على سلامة الغشاء ، وأيض أوكسين ، والتكاثر ومع ذلك ، عند التركيزات المرتفعة ، تنتج المعادن الثقيلة أعراض سمية شديدة في النباتات ، وبالتالي ، فإن امتصاصها واستخدامها يخضع لرقابة شديدة من قبل الخلايا النباتية . بعض المعادن الثقيلة ، مثل Cd و Cr و Pb و Al و Hg وما إلى ذلك ، على الرغم من كونها غير ضرورية وبدون وظيفة فسيولوجية ، إلا أنها شديدة السمية حتى عند تركيزات منخفضة جدًا . تنتج المعادن الثقيلة الأساسية وغير الأساسية عمومًا تأثيرات سامة شائعة على النباتات ، مثل تراكم الكتلة الحيوية المنخفض ، والكلور ، وتثبيط النمو والتركيب الضوئي ، وتغيير توازن الماء واستيعاب المغذيات ، والشيخوخة ، والتي تسبب في النهاية موت النبات.
بالإضافة إلى الآثار الضارة على النباتات ، تشكل المعادن الثقيلة خطراً على صحة الإنسان بسبب استمرارها في الطبيعة. على سبيل المثال ، Pb هو أحد أكثر المعادن الثقيلة سمية والتي لها وقت احتفاظ بالتربة يتراوح بين 150-5000 سنة ، وقد أفادت التقارير أنها تحافظ على تركيزها مرتفعًا لمدة تصل إلى 150 عامًا . عادة ما تتراكم النباتات التي تنمو في المواقع الملوثة بالمعادن الثقيلة كميات أكبر من المعادن الثقيلة ، وبالتالي يحدث تلوث في السلسلة الغذائية. تعمل السلسلة الغذائية الملوثة كطريق أساسي لدخول المعادن الثقيلة إلى الأنسجة الحيوانية والبشرية ، مما يجعلها عرضة للعديد من الأمراض التي تتراوح من التهاب الجلد إلى أنواع مختلفة من السرطانات . قد تصبح هذه المشكلة أسوأ إذا لم يتم اتخاذ تدابير كافية في الوقت المناسب. لذلك ، فإن البحث في هذا المجال مدفوع بالأمل في تقليل دخول المعادن الثقيلة في نباتات المحاصيل ، وبالتالي تقليل مخاطر التلوث في الحيوانات والبشر.
تشير التقديرات إلى أن الضغوط اللاأحيائية هي السبب الرئيسي لخفض غلة المحاصيل العالمية في كاليفورنيا. 70٪ ، وبالتالي ، تعتبر عائقا كبيرا أمام إنتاج المحاصيل . وقد تفاقم هذا الوضع بسبب اضطراب التوازن بين إنتاجية المحاصيل والنمو السكاني. لذلك ، من المهم بشكل خاص فهم استجابات النباتات لمثل هذه الضغوطات ، وخاصة المعادن الثقيلة ، من أجل إيجاد طرق جديدة لتحسين المحاصيل كماً ونوعاً. حاليًا ، يتم إجراء دراسات لمعالجة المشكلات المذكورة أعلاه وركزت بشكل رئيسي على أدوات "omic" التي تأخذ في الاعتبار الأيونات (العناصر النزرة) ، وعلم الأيض (الأيض) ، و transcriptomics (النسخ) ، والبروتيوميات (البروتينات). ستوفر البيانات التي تم الحصول عليها رؤى قد تساعد في تعزيز تحمل الإجهاد واستخدامها في برامج التربية والهندسة التي تهدف إلى تطوير نباتات ذات سمات زراعية جديدة ومرغوبة . في هذا السياق ، تركز هذه المراجعة على عدة جوانب ، من استجابات النبات للمعادن الثقيلة (مع الأخذ في الاعتبار الخلايا الحساسة والمعدنية) إلى دور الأيونات ، وعلم الأيض ، والنسخ ، والبروتينات في تنظيم تحمل المعادن الثقيلة ...
-------------------
--------------------------------
ليست هناك تعليقات: