المغذيات النباتية و أعراض نقصها و البدائل الطبيعية للتخصيب في نظم الزراعة العضوية
اعداد :
د.أحمد محمد العربي
أستاذ الأراضي بكلية الزراعة جامعة عين شمس
رئيس المركز المصري للزارعة العضوية
نقل للفائدة:
مقدمــة
تقوم النباتات إلي جانب حيوانات التربة و كائناتها الدقيقة بدور أساسي في تكوين قطاعات التربة حيث تشكل أحد عوامل تكوين الأراضي و التي تتفاعل مع نواتج تجوية الصخور مكونة المواد الأمية التي تنشأ منها قطاعات التربة و تشكل المواد الأمية بدورها أيضا عامل من عوامل تكوين الأراضي. و قد مثل علماء الأراضي الـ Pedosphere بالكانفا (Canvus) و الغلاف الحيوي (Biosphere) هو الرسوم أو النسيج الذي يشكل اللوحات الناتجة عن تشغيل نسيج الكانفا.
و يقوم النبات من خلال عمليات التمثيل الضوئي في تحويل الطاقة الشمسية إلي مواد عضوية من كربوهيدرات و بر وتينات و غيرها و تلعب المخلفات النباتية دورا هاما في إثراء التربة بالغذاء اللازم لحيواناتها و كائناتها الدقيقة و التي تقوم بدورها بعمليات التجوية الطبيعية و بناء و تكوين الدبال و الآثار غير المحدودة علي خواص التربة الطبيعية و الكيماوية و ينشأ خلال هذه العمليات كم هائل من التفاعلات الحيوية و الكيموحيوية تنطلق منها عناصر معدنية عديدة بكميات هائلة تشكل المصدر الرئيسي للمغذيات النباتية تمد النباتات بما يلزمها لتنمو و تعيد الدورة بالتكافل مع حيوانات و كائنات التربة الدقيقة مرات و مرات تنتج خلالها الغذاء و الألياف اللازمة للإنسان و حيواناته الاقتصادية و باقي الأنواع الحيوانية إلي جانب إمداد الغذاء الممثل في المخلفات النباتية لكائنات التربة الدقيقة و حيواناتها المتباينة.
كما تعمل النباتات أو ما يعرف بالكساء النباتي الطبيعي أو ما يزرعه الإنسان في حماية آفاق التربة السطحية من الانجراف بعوامل التعرية المختلفة مثل الرياح و المياه الجارية علي سطح التربة. كما تقوم النباتات بتعديل المناخ المحلي للمناطق الصحراوية الجافة و شبه الجافة إلي مناخ أفضل ملائمة للإنسان و حيواناته المستأنسة من خلال تخفيف آثار الرياح الساخنة و المحملة بالأتربة أو تلك الرياح الباردة إلي جانب زيادة الرطوبة الجوية في تلك المناطق شديدة الجفاف و السائدة في المناطق العربية.
و تقوم النباتات بعمليات التمثيل الضوئي حيث تتركز النسب الضئيلة لثاني أكسيد الكربون الجوي و تحوله إلي سكريات و هي أساس سلسلة تكوين المواد الطبيعية التي تتضمن النشا و الألياف و الزيوت النباتية و الصمغ إلي جانب الكم الهائل من المركبات العضوية الأخرى من أحماض أمينية و أحماض دهنية أساسية و فيتامينات لا يمكن الاستغناء عنها في غذاء الثدييات كما أن عمليات التمثيل الضوئي هي المسئولة عن الطاقة المخزونة في العالم في صورة وقود حفري مثل البترول و الفحم الحجري و الذي يعتمد عليه كمصدر للطاقة علي ظهر الكرة الأرضية.
كما تعتبر النباتات أفضل وسيلة لتدوير المخلفات سواء نباتية أو حيوانية و مخلفات الإنسان. كما تقوم بإنتاج العديد من الكيماويات الصناعية و الأدوية اللازمة لعلاج الأمراض التي تصيب الإنسان و الحيوانات الاقتصادية.
و نظرا لأهمية النباتات و التي تعتبر المفاعل الكيماوي الوحيد القادر علي تحويل الطاقة الشمسية إلي الغذاء و الألياف اللازمة لحياة الإنسان و باقي الأنواع الحيوانية علي ظهر الأرض كان من الضروري أن يعني الإنسان بتهيئة الظروف الملائمة للنمو الجيد للأنواع النباتية اللازمة لإنتاج الغذاء له و لحيواناته و الألياف اللازمة لكساءه و التي ثبت بمرور الزمن أفضليتها علي جميع الألياف الصناعية التي توصل إليها من خلال التكنولوجيات التي استخدمت في إنتاجها.
و بالإضافة إلي الوظائف العديدة السابقة فإن النباتات هي مصدر جمال الطبيعة و روعتها التي تنشأ من التنوع الشاسع للإشكال النباتية الخضراء و الأزهار و الروائح الطبيعية الرائعة و الألوان الزاهية المتباينة و التي تعبر عن إبداع الخالق جل شأنه. و دور النباتات في التوازن الغازي في الطبقات الجوية القريبة من سطح الأرض حيث تمتص ثاني أكسيد الكربون و تنتج الأوكسجين اللازم لتنفس جميع الكائنات الهوائية الأخرى و بذلك تظل نسبة الأوكسجين في الجو ثابتة حول قيمتها التي تبلغ حوالي 21 %.
و لمواجهة الزيادة السكانية و مخزون الإنتاج النباتي و الحاجة إلي إنتاج كافي ذو جودة عالية من المحاصيل لزم الاهتمام بتوفير المغذيات النباتية في بيئة إنتاج محاصيل الغذاء و الأليافما هي المغذيات النباتية الأساسية
في كاليفورنيا بالولايات المتحدة Arnon Stout (1939) توصلوا إلي تعريف العناصر الغذائية الأساسية لنمو النبات يجب أن يتوافر لها ثلاث شروط هي:-
لا يمكن أن يكمل النبات دورة حياته بدون العنصر.
لا يمكن إحلال هذا العنصر بأخر.
للعنصر دور مباشر و محدد في دورة النمو أو التمثيل الغذائي للنبات.
و بناء علي ذلك تم تحديد العناصر الغذائية الأساسية و هي:-
الكربون (C)
الكبريت (S)
الهيدروجين (H)
البوتاسيوم (K)
الأوكسجين (O)
الكالسيوم (Ca)
النيتروجين (N)
الماغنسيوم (Mg)
الفسفور (P)
الحديد (F)
و ذلك حتى عام 1890 م. و بين عامي 1922 و 1954 تم تحديد باقي العناصر و هي. ( المنجنيز (Mn) ، النحاس (Cu) ، الزنك (Zn) ، المولبيدنم (Mo) ، البورون (B) ، الكلوريد (Cl) ). ثم أضيف إليهم بعد ذلك الصوديوم – السليكون- و الكوبالت.
و يوضح الجدول (1) التركيز المتوسط للعناصر المعدنية في المادة الجافة للنباتات
(Epstein 1965).
Element Mg/kg (PPM) %
Molybdenum 0.1 -
Copper 6 -
Zinc 20 -
Manganese 50 -
Iron 100 -
Boron 20 -
Chlorine 100 -
Sulfur - 0.1
Phosphorus - 0.2
Magnesium - 0.2
Calcium - 0.5
Potassium - 1.0
Nitrogen - 1.5
و يمكن تلخيص وظائف العناصر الأساسية في الجدول (2) كما سنورد لاحقا الوظيفة التفصيلية لكل عنصر.
العنصر الأساسي الصورة التي يمتص فيها دوره في النبات
C, H, O, N, S أيونات ذائبة في محلول HCO 3 - , NO 3 - , NH 4 + , SO 4 2- أو في الصورة الغازية من الجو O 2 , N 2 , SO 2 مكونات أساسية في المواد العضوية
P, B أيونات ذائبة في المحلول PO 4 3- , BO 3 3- تفاعلات نقل الطاقة و حركة الكربوهيدرات
K, Mg, Ca, Cl أيونات ذائبة K + , Mg 2+ , Ca 2+ , Cl - وظائف غير محددة ، مكونات أساسية في المركبات العضوية أو الحفاظ علي التوازن الأيوني
Cu, Fe, Mn, Mo, Zn أيونات أما في صورة مخلبية ذائبة Cu 2+ , Fe 2+ , Mn 2+ , Mo - , Zn 2+ نقل الإلكترونات و مرافقات إنزيمية (Catalysts)
العناصر المفيدة The Beneficial Elements
بالرغم من عدم وجود صفة رسمية لهذه المجموعة من العناصر يعتقد العديد من العلماء أن هناك عناصر أخري غير الستة عشرة عنصر الأساسية اللازمة لنمو النبات لزم وجودها لتوفير ظروف النمو و تطور النباتات.
قد سبق تجربه محلول A-Z في الهيدرونيك و قد كانت الفكرة هي توفير جميع العناصر الموجودة في التربة في المحلول الغذائي.
و تتضمن المحلول A-Z العناصر التالية:-
الألمونيوم (A)
الزرنيخ (AS)
الباريوم (Ba)
البزموث (Bi)
البروم (Br)
الكادميوم (Cd)
الكروم (Cr)
كوبلت (Co)
الفلورين (F)
اليود (I)
الليثيوم (Li)
الرصاص (Pb)
الزئبق (Hg)
النيكل (Ni)
روبيديوم (Rb)
سيلنيوم (Se)
سنرنشيوم (Sr)
القصدير (Sn)
التيتانيوم (Ti)
الفاناديوم (V)
و عادة ما يتم المقارنة بين العناصر اللازمة لنمو النبات و تلك التي تلوم للحيوان كما هو موضح في جدول (3).
و هناك تسعة عناصر هي:-
الصوديوم
الزرنيخ
الكروم
الكوبالت
الفلورين
اليود
النيكل
السلينيوم
الفاناديوم
تلزم للحيوان و لم تعرف كعناصر أساسية لنمو النبات. و الجدير بالذكر أن النيكل تم تعريفة كعنصر أساس خلال ورقة بحثية نشرت منذ ما يقرب من عشرة سنوات. كما أن البرون عرف كعنصر أساس للنبات و ليس للحيوان.
جدول (3) العناصر الأساسية اللازمة للنبات و الحيوان
عناصر لازمة للنبات و الحيوان عناصر لازمة للنبات فقط عناصر لازمة للحيوان فقط
العناصر الكبرى العناصر الصغرى
كالسيوم Ca كلورين Cl بورون B زرنيخ As
كربون C نحاس Cu كروم Cr
هيدروجين H حديد Fe فلورين F
ماغنسيوم Mg منجنيز Mn يود I
نيتروجين N مولبيدنيم Mo نيكل Ni
أكسجين O سيلنيوم Se
فسفور P فاناديوم V
كبريت S
و تعرف العناصر الأساسية لنمو الحيوان هي العناصر التي تشجع نمو الحيوان و وظائفه الحيوية و لكن غيابها لا يؤدي إلي موته و إذا أضيفت هذه الخاصية إلي تلك العناصر اللازمة للنبات يمكن تعريف مجموعة أخري من العناصر و هي مفيدة و التي تشجع نموه و تؤثر سلبا علي أداءه في حالة غيابها.
و هناك نوعان من الإستجابة لوجود هذه العناصر التي تعرف بالمفيدة:
هناك تأثير مباشر للعنصر
لعنصر يشجع النمو عندما يحل محل أحد العناصر الأساسية
فمثلا ينشط الصوديوم نمو بعض المحاصيل و نفسر ذلك بإمكانية إحلاله محل البوتاسيوم كما يمكن أن يحل الفاناديوم محل الموليبيدنم. كما تحتاج البكتريا المثبتة تكافليا إلي الكوبالت و بدون كفاية الكوبالت لا تقوم هذه البكتريا بتثبيت النيتروجينالعناصر السامة The Toxic Elements
هناك عدد من العناصر يمكن أن تسبب سمية للنبات إن وجدت في منطقة انتشار جذوره بتركيزات مرتفعة و من هذه العناصر بعض العناصر الأساسية الصغرى Micronutrients و التي تصبح سامة إذا زاد تركيزها في المحلول الأرضي.
و قد يكون التأثير السام مباشر أو يكون غير مباشر نتيجة تأثيره علي تيسر عنصر آخر أو بتداخله مع بعض العمليات الفسيولوجية العادية داخل النبات.
السمية المباشرة البورون يقلل من معدلات نمو محصول الذرة حال زيادة تركيزه خاصة إذا أضيف إلي محاصيل تحتاجه بمعدلات عالية مثل الفول السوداني أو القطن.
المنجنيز يصبح سام عندما ينخفض الـ pH في الأراضي المعدنية و تظهر أعراضه علي الأوراق و الثمار في صوره حراشيف أو أشواك سوداء Speks و يعرف بالـ Measles
السمية غير المباشرة الزنك Zn إذا زاد تركيزه يتداخل مع الحديد في عمليات الهضم و تظهر أعراض نقص الحديد
الكلور و الذي يوجد في صوره أيونية في محلول التربة و نتيجة وجود كلوريد الصوديوم مما يؤثر علي امتصاص الماء و المغذيات نتيجة ارتفاع الضغط الأسموزي للمحلول (Salinity) و تعتبر أكبر مشاكل المناطق الجافة و شبه الجافة و هي زيادة ملوحة مياه الري أو زيادة ملوحة محلول التربة.
و من العناصر غير الأساسية السامة هي الألمونيوم خاصة في الأراضي الحامضية و تظهر أعراض سمية الألمونيوم في صورة تقزم النباتات و عدم تطور نمو جذوره كما تظهر آثار نقص الفوسفور حيث يتداخل الألمونيوم مع امتصاص الفوسفور.
جدول (4) معدل غسيل بعض المغذيات النباتية من قطاعات الأراضي مختلفة القوام
Soil Clay content Kg/Ha/Yr.
N Mg Ca Na K
Sand < 3 % 12-25 17-34 110-300 9-59 7-17
Sandy loam 16 % 0-27 0-37 0-242 1-69 0-14
Loam 28 % 9-44 9-61 21-176 11-45 3-8
Clay 39 % 5-44 10-54 72-341 9-42 3-8
Total P (PPm) Williams, Cooke (1970)
عن Vomel 65/66
فقد الفوسفور بالرشح العميق بعد مائة تسميد
جدول (5) معدل غسيل المغذيات النباتية من أراضي طميية طينية 18 % طين
Kg nutrient /ha/yr.
Cropped Fallow Element
62 142 N
0.3 0.3 P
24 46 K
230 310 Ca
18 24 Mg
عن Coppenet عام 1969.
جدول (6) معدلات غسيل النتروجين من أراضي ذات أغطية نباتية مختلفة:
الفترة برسيم أبيض حشائش بور
1953-1952 27 1.8 114
1954-1953 26 1.3 113
*1955-1954 60 (*) 3.9 105
**1956 131 (**) 2.0 41
فقد النتروجين في صورة أمونيا من التربة تحت تأثير ارتفاع رقم الحموضة pH خاصة إذا أضيفت الأسمدة النتروجينية في صورة أملاح أمونيوم “NH 4 – salts” يساعد علي ذلك ارتفاع درجات الحرارة و زيادة تنفس النباتات.
جدول (7) بعض المغذيات النباتية تصل إلي التربة خلال مياه المطر بكميات
الموقع الأمطار بالمم /سنة كجم / هكتار / سنة
Ca Mg K NH4-N NO3 CI S
1 294 1.2 0.2 0.3 0.1 0.1 0.4 0.9
2 1871 14.2 17.8 8.6 2 - 8 3.5 264 192
متوسط لمناطق أخرى 8 - 16 2 - 3 1 - 2 2 - 4 2 - 4 4 - 6 8 - 13
جدول ( كمية الأسمدة التي تخرجها الحيوانات سنويا بالكجم
نوع الحيوان N P K Mg
الأبقار (حيوان واحد) 77 18 90 6.6
الدواجن (طائر واحد) 80 32 32 4.2
Vetter & Klasink (1977)
جدول (9) نسبة العناصر في المخلفات الطازجة
نوع الحيوان نسبة الرطوبة % N P K Ca Mg
الأبقار (حيوان واحد) 76 0.50 0.11 0.54 0.42 0.11
الدواجن (طائر واحد) 93 0.31 0.07 0.32 0.11 0.04معدلات تحلل الأسمدة العضوية و الأتبان و المخلفات النباتية الخضراء في الأراضي:
Sluijsmans & kolenbrander (1977).
أوضحت تجارب (Cooke 1974) إمكانية الحصول علي إنتاجية أعلي باستخدام الأسمدة العضوية و عدم جدوي إضافة أسمدة معدنية مصنعه إليها جدول 6.20 صـ332 إنتاج محصولي القمح و البطاطس في دورة زراعية تتضمن البرسيم و تسمد فقط بالسماد البلدي الذي قرر الباحث (Cooke 1974) أنه يمكن أن يغني عن الأسمدة الكيماوية تماما.
المعاملات إنتاجية محصول القمح بالطن/هكتار (حبوب)
1970 1971 1972 1973
بدون 2.3 3.5 3.4 2.4
PK 2.5 2.6 4.2 3.1
PK+144 kg N/ha 4.9 6.0 6.5 3.9*
FYM 5.9 6.9 8.0 5.7
FYM + 96 kg N/ha 5.6 4.9 6.9 4.3
المعاملات إنتاجية محصول البطاطس بالطن/هكتار (درنات
1970 1971 1972 1973
بدون 12.6 7.8 10.8 13.5
PK 19.1 9.6 16.2 21.7
PK+144 kg N/ha 41.8 46.6 38.8 49.2
FYM 43.8 36.2 40.2 47.1
FYM + 96 kg N/ha 49.1 49.4 41.4 48.8
*الحقل غمر تماما بالماء عام 1973 مما سبب في نقص في محصول
السماد البلدي أضيف بمعدل 35 طن/هكتار PK = 75 كجم P 2 O 5 و 110 كجم K 2 O / هكتار + 16 كجم صوديوم ، 11 كجم ماغنسيوم / هكتار. الحقل غمر تماما بالماء عام 1973 مما سبب في نقص في محصول
أعراض نقص العناصر الغذائية علي النبات
هناك أعراض مرئية لنقص العناصر أو سميتها و قد تظهر أو لا تظهر هذه الأعراض و لكن في غالبا ما يبطيء نقص العناصر تطور النبات و عندما تظهر أعراض النقص يمكن توظيفها في تشخيص مصدر العجز في المغذيات.
أعراض النقص
تقزم النبات و يبقي لونه أخضر أو تصفر بعض الأوراق الحديثة
اصفرار الأوراق بين العروق أو كلها (الأوراق المسنه – الأوراق الحديثة) نتيجة نقص الكلوروفيل
موت البروتين necrosis
تقزم الأطراف أو توقف نموها
احمرار أو تحول الأوراق إلي اللون القرمزي خاصة الجزء السفلي للأوراق المسنه
نتيجة تراكم صبغة الأنثوسيانين
أعراض السمية
غير مباشرة
زيادة البوتاسيوم تظهر في صورة نقص الـ Mg أو الـ Ca
زيادة الفوسفور تظهر في نقص الـ Zn أو الـ Fe
مباشرة
B, Cl, Cu. Mn
أعراض علي تطور النبات و الجذور و الوظائف مثل الـ Al , Cu
أعراض نقص غير ظاهرة Hidden Hunger
أعراض لا تظهر سوي من التحاليل المعملية للأنسجة أو الأوراق و قد تؤثر علي الناتج النهائي مثل قلة محصول الحبوب – جودة ثمار الخضر (Blosson and Rot في الطماطم ) أو التشوهات الداخلية أو الرقاد (نقص البوتاسيوم في الذرة).
الإجهاد الفسيولوجي نتيجة الظروف المناخية الغير ملائمة.
نقص النتروجين
لون أخضر فاتح أو مصفر أو أصفر
تقوس الأوراق لأعلي ثم تتحول إلي اللون البني و تموت
بطيء النمو و تقزم النبات
النضج المبكر مع ثمار صغيرة أو دون ثمار بالمرة.
زيادة النتروجين
أوراق ذات لون أخضر داكن
النموات الجديدة
قابلية شديدة للإصابة بالأمراض و الحشرات
الإجهاد و العطش – رقاد- عدم العقد – الـ”Blosson and Rot”
أعراض السمية
زيادة التسميد بالأمونيوم تدهور الكربوهيدرات
معدلات نمو منخفضة
تقوس الأوراق لأسفل
تدهور الأنسجة الموصلة عند قواعد الأوراق
ذبول النبات عند إجهاد الرطوبة الـ “Blosson and Rot” قد تظهر أيضا
اعداد :
د.أحمد محمد العربي
أستاذ الأراضي بكلية الزراعة جامعة عين شمس
رئيس المركز المصري للزارعة العضوية
نقل للفائدة:
مقدمــة
تقوم النباتات إلي جانب حيوانات التربة و كائناتها الدقيقة بدور أساسي في تكوين قطاعات التربة حيث تشكل أحد عوامل تكوين الأراضي و التي تتفاعل مع نواتج تجوية الصخور مكونة المواد الأمية التي تنشأ منها قطاعات التربة و تشكل المواد الأمية بدورها أيضا عامل من عوامل تكوين الأراضي. و قد مثل علماء الأراضي الـ Pedosphere بالكانفا (Canvus) و الغلاف الحيوي (Biosphere) هو الرسوم أو النسيج الذي يشكل اللوحات الناتجة عن تشغيل نسيج الكانفا.
و يقوم النبات من خلال عمليات التمثيل الضوئي في تحويل الطاقة الشمسية إلي مواد عضوية من كربوهيدرات و بر وتينات و غيرها و تلعب المخلفات النباتية دورا هاما في إثراء التربة بالغذاء اللازم لحيواناتها و كائناتها الدقيقة و التي تقوم بدورها بعمليات التجوية الطبيعية و بناء و تكوين الدبال و الآثار غير المحدودة علي خواص التربة الطبيعية و الكيماوية و ينشأ خلال هذه العمليات كم هائل من التفاعلات الحيوية و الكيموحيوية تنطلق منها عناصر معدنية عديدة بكميات هائلة تشكل المصدر الرئيسي للمغذيات النباتية تمد النباتات بما يلزمها لتنمو و تعيد الدورة بالتكافل مع حيوانات و كائنات التربة الدقيقة مرات و مرات تنتج خلالها الغذاء و الألياف اللازمة للإنسان و حيواناته الاقتصادية و باقي الأنواع الحيوانية إلي جانب إمداد الغذاء الممثل في المخلفات النباتية لكائنات التربة الدقيقة و حيواناتها المتباينة.
كما تعمل النباتات أو ما يعرف بالكساء النباتي الطبيعي أو ما يزرعه الإنسان في حماية آفاق التربة السطحية من الانجراف بعوامل التعرية المختلفة مثل الرياح و المياه الجارية علي سطح التربة. كما تقوم النباتات بتعديل المناخ المحلي للمناطق الصحراوية الجافة و شبه الجافة إلي مناخ أفضل ملائمة للإنسان و حيواناته المستأنسة من خلال تخفيف آثار الرياح الساخنة و المحملة بالأتربة أو تلك الرياح الباردة إلي جانب زيادة الرطوبة الجوية في تلك المناطق شديدة الجفاف و السائدة في المناطق العربية.
و تقوم النباتات بعمليات التمثيل الضوئي حيث تتركز النسب الضئيلة لثاني أكسيد الكربون الجوي و تحوله إلي سكريات و هي أساس سلسلة تكوين المواد الطبيعية التي تتضمن النشا و الألياف و الزيوت النباتية و الصمغ إلي جانب الكم الهائل من المركبات العضوية الأخرى من أحماض أمينية و أحماض دهنية أساسية و فيتامينات لا يمكن الاستغناء عنها في غذاء الثدييات كما أن عمليات التمثيل الضوئي هي المسئولة عن الطاقة المخزونة في العالم في صورة وقود حفري مثل البترول و الفحم الحجري و الذي يعتمد عليه كمصدر للطاقة علي ظهر الكرة الأرضية.
كما تعتبر النباتات أفضل وسيلة لتدوير المخلفات سواء نباتية أو حيوانية و مخلفات الإنسان. كما تقوم بإنتاج العديد من الكيماويات الصناعية و الأدوية اللازمة لعلاج الأمراض التي تصيب الإنسان و الحيوانات الاقتصادية.
و نظرا لأهمية النباتات و التي تعتبر المفاعل الكيماوي الوحيد القادر علي تحويل الطاقة الشمسية إلي الغذاء و الألياف اللازمة لحياة الإنسان و باقي الأنواع الحيوانية علي ظهر الأرض كان من الضروري أن يعني الإنسان بتهيئة الظروف الملائمة للنمو الجيد للأنواع النباتية اللازمة لإنتاج الغذاء له و لحيواناته و الألياف اللازمة لكساءه و التي ثبت بمرور الزمن أفضليتها علي جميع الألياف الصناعية التي توصل إليها من خلال التكنولوجيات التي استخدمت في إنتاجها.
و بالإضافة إلي الوظائف العديدة السابقة فإن النباتات هي مصدر جمال الطبيعة و روعتها التي تنشأ من التنوع الشاسع للإشكال النباتية الخضراء و الأزهار و الروائح الطبيعية الرائعة و الألوان الزاهية المتباينة و التي تعبر عن إبداع الخالق جل شأنه. و دور النباتات في التوازن الغازي في الطبقات الجوية القريبة من سطح الأرض حيث تمتص ثاني أكسيد الكربون و تنتج الأوكسجين اللازم لتنفس جميع الكائنات الهوائية الأخرى و بذلك تظل نسبة الأوكسجين في الجو ثابتة حول قيمتها التي تبلغ حوالي 21 %.
و لمواجهة الزيادة السكانية و مخزون الإنتاج النباتي و الحاجة إلي إنتاج كافي ذو جودة عالية من المحاصيل لزم الاهتمام بتوفير المغذيات النباتية في بيئة إنتاج محاصيل الغذاء و الأليافما هي المغذيات النباتية الأساسية
في كاليفورنيا بالولايات المتحدة Arnon Stout (1939) توصلوا إلي تعريف العناصر الغذائية الأساسية لنمو النبات يجب أن يتوافر لها ثلاث شروط هي:-
لا يمكن أن يكمل النبات دورة حياته بدون العنصر.
لا يمكن إحلال هذا العنصر بأخر.
للعنصر دور مباشر و محدد في دورة النمو أو التمثيل الغذائي للنبات.
و بناء علي ذلك تم تحديد العناصر الغذائية الأساسية و هي:-
الكربون (C)
الكبريت (S)
الهيدروجين (H)
البوتاسيوم (K)
الأوكسجين (O)
الكالسيوم (Ca)
النيتروجين (N)
الماغنسيوم (Mg)
الفسفور (P)
الحديد (F)
و ذلك حتى عام 1890 م. و بين عامي 1922 و 1954 تم تحديد باقي العناصر و هي. ( المنجنيز (Mn) ، النحاس (Cu) ، الزنك (Zn) ، المولبيدنم (Mo) ، البورون (B) ، الكلوريد (Cl) ). ثم أضيف إليهم بعد ذلك الصوديوم – السليكون- و الكوبالت.
و يوضح الجدول (1) التركيز المتوسط للعناصر المعدنية في المادة الجافة للنباتات
(Epstein 1965).
Element Mg/kg (PPM) %
Molybdenum 0.1 -
Copper 6 -
Zinc 20 -
Manganese 50 -
Iron 100 -
Boron 20 -
Chlorine 100 -
Sulfur - 0.1
Phosphorus - 0.2
Magnesium - 0.2
Calcium - 0.5
Potassium - 1.0
Nitrogen - 1.5
و يمكن تلخيص وظائف العناصر الأساسية في الجدول (2) كما سنورد لاحقا الوظيفة التفصيلية لكل عنصر.
العنصر الأساسي الصورة التي يمتص فيها دوره في النبات
C, H, O, N, S أيونات ذائبة في محلول HCO 3 - , NO 3 - , NH 4 + , SO 4 2- أو في الصورة الغازية من الجو O 2 , N 2 , SO 2 مكونات أساسية في المواد العضوية
P, B أيونات ذائبة في المحلول PO 4 3- , BO 3 3- تفاعلات نقل الطاقة و حركة الكربوهيدرات
K, Mg, Ca, Cl أيونات ذائبة K + , Mg 2+ , Ca 2+ , Cl - وظائف غير محددة ، مكونات أساسية في المركبات العضوية أو الحفاظ علي التوازن الأيوني
Cu, Fe, Mn, Mo, Zn أيونات أما في صورة مخلبية ذائبة Cu 2+ , Fe 2+ , Mn 2+ , Mo - , Zn 2+ نقل الإلكترونات و مرافقات إنزيمية (Catalysts)
العناصر المفيدة The Beneficial Elements
بالرغم من عدم وجود صفة رسمية لهذه المجموعة من العناصر يعتقد العديد من العلماء أن هناك عناصر أخري غير الستة عشرة عنصر الأساسية اللازمة لنمو النبات لزم وجودها لتوفير ظروف النمو و تطور النباتات.
قد سبق تجربه محلول A-Z في الهيدرونيك و قد كانت الفكرة هي توفير جميع العناصر الموجودة في التربة في المحلول الغذائي.
و تتضمن المحلول A-Z العناصر التالية:-
الألمونيوم (A)
الزرنيخ (AS)
الباريوم (Ba)
البزموث (Bi)
البروم (Br)
الكادميوم (Cd)
الكروم (Cr)
كوبلت (Co)
الفلورين (F)
اليود (I)
الليثيوم (Li)
الرصاص (Pb)
الزئبق (Hg)
النيكل (Ni)
روبيديوم (Rb)
سيلنيوم (Se)
سنرنشيوم (Sr)
القصدير (Sn)
التيتانيوم (Ti)
الفاناديوم (V)
و عادة ما يتم المقارنة بين العناصر اللازمة لنمو النبات و تلك التي تلوم للحيوان كما هو موضح في جدول (3).
و هناك تسعة عناصر هي:-
الصوديوم
الزرنيخ
الكروم
الكوبالت
الفلورين
اليود
النيكل
السلينيوم
الفاناديوم
تلزم للحيوان و لم تعرف كعناصر أساسية لنمو النبات. و الجدير بالذكر أن النيكل تم تعريفة كعنصر أساس خلال ورقة بحثية نشرت منذ ما يقرب من عشرة سنوات. كما أن البرون عرف كعنصر أساس للنبات و ليس للحيوان.
جدول (3) العناصر الأساسية اللازمة للنبات و الحيوان
عناصر لازمة للنبات و الحيوان عناصر لازمة للنبات فقط عناصر لازمة للحيوان فقط
العناصر الكبرى العناصر الصغرى
كالسيوم Ca كلورين Cl بورون B زرنيخ As
كربون C نحاس Cu كروم Cr
هيدروجين H حديد Fe فلورين F
ماغنسيوم Mg منجنيز Mn يود I
نيتروجين N مولبيدنيم Mo نيكل Ni
أكسجين O سيلنيوم Se
فسفور P فاناديوم V
كبريت S
و تعرف العناصر الأساسية لنمو الحيوان هي العناصر التي تشجع نمو الحيوان و وظائفه الحيوية و لكن غيابها لا يؤدي إلي موته و إذا أضيفت هذه الخاصية إلي تلك العناصر اللازمة للنبات يمكن تعريف مجموعة أخري من العناصر و هي مفيدة و التي تشجع نموه و تؤثر سلبا علي أداءه في حالة غيابها.
و هناك نوعان من الإستجابة لوجود هذه العناصر التي تعرف بالمفيدة:
هناك تأثير مباشر للعنصر
لعنصر يشجع النمو عندما يحل محل أحد العناصر الأساسية
فمثلا ينشط الصوديوم نمو بعض المحاصيل و نفسر ذلك بإمكانية إحلاله محل البوتاسيوم كما يمكن أن يحل الفاناديوم محل الموليبيدنم. كما تحتاج البكتريا المثبتة تكافليا إلي الكوبالت و بدون كفاية الكوبالت لا تقوم هذه البكتريا بتثبيت النيتروجينالعناصر السامة The Toxic Elements
هناك عدد من العناصر يمكن أن تسبب سمية للنبات إن وجدت في منطقة انتشار جذوره بتركيزات مرتفعة و من هذه العناصر بعض العناصر الأساسية الصغرى Micronutrients و التي تصبح سامة إذا زاد تركيزها في المحلول الأرضي.
و قد يكون التأثير السام مباشر أو يكون غير مباشر نتيجة تأثيره علي تيسر عنصر آخر أو بتداخله مع بعض العمليات الفسيولوجية العادية داخل النبات.
السمية المباشرة البورون يقلل من معدلات نمو محصول الذرة حال زيادة تركيزه خاصة إذا أضيف إلي محاصيل تحتاجه بمعدلات عالية مثل الفول السوداني أو القطن.
المنجنيز يصبح سام عندما ينخفض الـ pH في الأراضي المعدنية و تظهر أعراضه علي الأوراق و الثمار في صوره حراشيف أو أشواك سوداء Speks و يعرف بالـ Measles
السمية غير المباشرة الزنك Zn إذا زاد تركيزه يتداخل مع الحديد في عمليات الهضم و تظهر أعراض نقص الحديد
الكلور و الذي يوجد في صوره أيونية في محلول التربة و نتيجة وجود كلوريد الصوديوم مما يؤثر علي امتصاص الماء و المغذيات نتيجة ارتفاع الضغط الأسموزي للمحلول (Salinity) و تعتبر أكبر مشاكل المناطق الجافة و شبه الجافة و هي زيادة ملوحة مياه الري أو زيادة ملوحة محلول التربة.
و من العناصر غير الأساسية السامة هي الألمونيوم خاصة في الأراضي الحامضية و تظهر أعراض سمية الألمونيوم في صورة تقزم النباتات و عدم تطور نمو جذوره كما تظهر آثار نقص الفوسفور حيث يتداخل الألمونيوم مع امتصاص الفوسفور.
جدول (4) معدل غسيل بعض المغذيات النباتية من قطاعات الأراضي مختلفة القوام
Soil Clay content Kg/Ha/Yr.
N Mg Ca Na K
Sand < 3 % 12-25 17-34 110-300 9-59 7-17
Sandy loam 16 % 0-27 0-37 0-242 1-69 0-14
Loam 28 % 9-44 9-61 21-176 11-45 3-8
Clay 39 % 5-44 10-54 72-341 9-42 3-8
Total P (PPm) Williams, Cooke (1970)
عن Vomel 65/66
فقد الفوسفور بالرشح العميق بعد مائة تسميد
جدول (5) معدل غسيل المغذيات النباتية من أراضي طميية طينية 18 % طين
Kg nutrient /ha/yr.
Cropped Fallow Element
62 142 N
0.3 0.3 P
24 46 K
230 310 Ca
18 24 Mg
عن Coppenet عام 1969.
جدول (6) معدلات غسيل النتروجين من أراضي ذات أغطية نباتية مختلفة:
الفترة برسيم أبيض حشائش بور
1953-1952 27 1.8 114
1954-1953 26 1.3 113
*1955-1954 60 (*) 3.9 105
**1956 131 (**) 2.0 41
فقد النتروجين في صورة أمونيا من التربة تحت تأثير ارتفاع رقم الحموضة pH خاصة إذا أضيفت الأسمدة النتروجينية في صورة أملاح أمونيوم “NH 4 – salts” يساعد علي ذلك ارتفاع درجات الحرارة و زيادة تنفس النباتات.
جدول (7) بعض المغذيات النباتية تصل إلي التربة خلال مياه المطر بكميات
الموقع الأمطار بالمم /سنة كجم / هكتار / سنة
Ca Mg K NH4-N NO3 CI S
1 294 1.2 0.2 0.3 0.1 0.1 0.4 0.9
2 1871 14.2 17.8 8.6 2 - 8 3.5 264 192
متوسط لمناطق أخرى 8 - 16 2 - 3 1 - 2 2 - 4 2 - 4 4 - 6 8 - 13
جدول ( كمية الأسمدة التي تخرجها الحيوانات سنويا بالكجم
نوع الحيوان N P K Mg
الأبقار (حيوان واحد) 77 18 90 6.6
الدواجن (طائر واحد) 80 32 32 4.2
Vetter & Klasink (1977)
جدول (9) نسبة العناصر في المخلفات الطازجة
نوع الحيوان نسبة الرطوبة % N P K Ca Mg
الأبقار (حيوان واحد) 76 0.50 0.11 0.54 0.42 0.11
الدواجن (طائر واحد) 93 0.31 0.07 0.32 0.11 0.04معدلات تحلل الأسمدة العضوية و الأتبان و المخلفات النباتية الخضراء في الأراضي:
Sluijsmans & kolenbrander (1977).
أوضحت تجارب (Cooke 1974) إمكانية الحصول علي إنتاجية أعلي باستخدام الأسمدة العضوية و عدم جدوي إضافة أسمدة معدنية مصنعه إليها جدول 6.20 صـ332 إنتاج محصولي القمح و البطاطس في دورة زراعية تتضمن البرسيم و تسمد فقط بالسماد البلدي الذي قرر الباحث (Cooke 1974) أنه يمكن أن يغني عن الأسمدة الكيماوية تماما.
المعاملات إنتاجية محصول القمح بالطن/هكتار (حبوب)
1970 1971 1972 1973
بدون 2.3 3.5 3.4 2.4
PK 2.5 2.6 4.2 3.1
PK+144 kg N/ha 4.9 6.0 6.5 3.9*
FYM 5.9 6.9 8.0 5.7
FYM + 96 kg N/ha 5.6 4.9 6.9 4.3
المعاملات إنتاجية محصول البطاطس بالطن/هكتار (درنات
1970 1971 1972 1973
بدون 12.6 7.8 10.8 13.5
PK 19.1 9.6 16.2 21.7
PK+144 kg N/ha 41.8 46.6 38.8 49.2
FYM 43.8 36.2 40.2 47.1
FYM + 96 kg N/ha 49.1 49.4 41.4 48.8
*الحقل غمر تماما بالماء عام 1973 مما سبب في نقص في محصول
السماد البلدي أضيف بمعدل 35 طن/هكتار PK = 75 كجم P 2 O 5 و 110 كجم K 2 O / هكتار + 16 كجم صوديوم ، 11 كجم ماغنسيوم / هكتار. الحقل غمر تماما بالماء عام 1973 مما سبب في نقص في محصول
أعراض نقص العناصر الغذائية علي النبات
هناك أعراض مرئية لنقص العناصر أو سميتها و قد تظهر أو لا تظهر هذه الأعراض و لكن في غالبا ما يبطيء نقص العناصر تطور النبات و عندما تظهر أعراض النقص يمكن توظيفها في تشخيص مصدر العجز في المغذيات.
أعراض النقص
تقزم النبات و يبقي لونه أخضر أو تصفر بعض الأوراق الحديثة
اصفرار الأوراق بين العروق أو كلها (الأوراق المسنه – الأوراق الحديثة) نتيجة نقص الكلوروفيل
موت البروتين necrosis
تقزم الأطراف أو توقف نموها
احمرار أو تحول الأوراق إلي اللون القرمزي خاصة الجزء السفلي للأوراق المسنه
نتيجة تراكم صبغة الأنثوسيانين
أعراض السمية
غير مباشرة
زيادة البوتاسيوم تظهر في صورة نقص الـ Mg أو الـ Ca
زيادة الفوسفور تظهر في نقص الـ Zn أو الـ Fe
مباشرة
B, Cl, Cu. Mn
أعراض علي تطور النبات و الجذور و الوظائف مثل الـ Al , Cu
أعراض نقص غير ظاهرة Hidden Hunger
أعراض لا تظهر سوي من التحاليل المعملية للأنسجة أو الأوراق و قد تؤثر علي الناتج النهائي مثل قلة محصول الحبوب – جودة ثمار الخضر (Blosson and Rot في الطماطم ) أو التشوهات الداخلية أو الرقاد (نقص البوتاسيوم في الذرة).
الإجهاد الفسيولوجي نتيجة الظروف المناخية الغير ملائمة.
نقص النتروجين
لون أخضر فاتح أو مصفر أو أصفر
تقوس الأوراق لأعلي ثم تتحول إلي اللون البني و تموت
بطيء النمو و تقزم النبات
النضج المبكر مع ثمار صغيرة أو دون ثمار بالمرة.
زيادة النتروجين
أوراق ذات لون أخضر داكن
النموات الجديدة
قابلية شديدة للإصابة بالأمراض و الحشرات
الإجهاد و العطش – رقاد- عدم العقد – الـ”Blosson and Rot”
أعراض السمية
زيادة التسميد بالأمونيوم تدهور الكربوهيدرات
معدلات نمو منخفضة
تقوس الأوراق لأسفل
تدهور الأنسجة الموصلة عند قواعد الأوراق
ذبول النبات عند إجهاد الرطوبة الـ “Blosson and Rot” قد تظهر أيضا