العوامل البيئية (الحرارة) وأثرها في نمو وإنتاج المحاصيل الخضرية

تعتبر الحرارة من أهم العوامل البيئية التي تؤثر في سرعة نمو النباتات وتطورها وذلك من خلال تأثيرها على جميع العمليات الحيوية والكيميائية التي تجري في التربة والنبات وعلى مراحل نمو النباتات بدءاً من إنبات البذور وظهور البادرات وحتى الأزهار وتكوين الثمار ونضج البذور هذا ويرتفع معدل هذه العمليات بارتفاع درجة الحرارة حتى حد معين يبدأ بعدها نشاط العمليات في الهبوط. وتعتبر الحرارة من العوامل التي تحدد نوع الخضار التي يمكن زراعتها على مدار العام.

ومن أهم العمليات الحيوية التي تؤثر فيها الحرارة:

1- تؤثر الحرارة في عملية إنبات البذور وذلك من خلال تأثيرها على سير العمليات التي تجري في البذرة كتأثيرها على امتصاص الماء وعلى التنفس والاستقلاب الغذائي وعلى نشاط الإنزيمات ولحدوث الإنبات السريع لابد من أن تكون الحرارة مرتفعة نسبياً، أي أعلى من الحرارة المثالية للنمو الخضري بحوالي 5-7 ºم فمثلاً إذا كانت درجة الحرارة 25 – 22ºم هي الملائمة لنمو نبات الملفوف فإن درجة الحرارة 25 – 27ºم هي المثالية لإنبات البذور. هذا وتزداد طول الفترة اللازمة لإنبات البذور بانخفاض درجة حرارة التربة حيث وجد أن زراعة بذور الشوندر الأحمر في تربة درجة حرارتها 8ºم فإن البادرات لا تظهر إلا بعد مرور ثلاثة أسابيع على زراعة البذور وتظهر البادرارت بعد أربعة أيام عند زراعة البذور في تربة درجة حرارتها 25ºم.

ووجد أن نسبة إنبات بذور الخيار ترتفع من 68 % لتصل إلى 91 % وذلك عند ارتفاع درجة الحرارة من 18 إلى 30ºم.

2- تؤثر الحرارة على سرعة امتصاص الماء والعناصر الغذائية من التربة وذلك من خلال تأثيرها على نمو ونشاط المجموع الجذري وعلى قدرته على امتصاص الماء والعناصر الغذائية إذ يؤدي انخفاض درجة حرارة التربة إلى انخفاض قدرة النباتات على امتصاص الماء من التربة بالرغم من توفر الرطوبة الكافية وذلك نتيجة تأثيرها على زيادة لزوجة الماء ولزوجة البروتوبلازم في الخلايا الجذرية مما يؤدي إلى عدم تعمق الجذور وانتشارها وبالتالي لا يستطيع الجذر أن يمتص الماء بمعدل يكفي للنمو ولتعويض الماء المفقود عن طريق النتح.

وتجدر الإشارة إلى أن النباتات تختلف في قدرتها على امتصاص الماء عند انخفاض درجة حرارة التربة حيث لوحظ أن نباتات الخضار الشتوية أكثر قدرة على تحمل انخفاض درجات الحرارة ولوحظ أن كمية الماء الممتصة من قبل جذور هذه النباتات تنخفض قليلاً بانخفاض درجة الحرارة بينما تنخفض كمية الماء الممتصة من قبل جذور محاصيل الخضر الصيفية بشكل كبير عند انخفاض درجة حرارة التربة وبالمقابل فإن ارتفاع درجة الحرارة عن حد معين يؤثر سلباً في نمو بعض المحاصيل الخضرية كالخضار الجذرية التي تتشوه جذورها وتصبح رفيعة وغير منتظمة الشكل عند ارتفاع درجة الحرارة.

3- تؤثر الحرارة على عمليتي التمثيل الضوئي والتنفس إذ تزداد سرعة التمثيل الضوئي بارتفاع درجة الحرارة حتى حد معين وتزداد بعدها سرعة التنفس مما يؤدي إلى استهلاك المواد الغذائية المصنعة وتقل سرعة التمثيل الضوئي حتى الوصول إلى الحد الذي تتساوى عنده سرعة التمثيل مع سرعة التنفس عندها يتوقف نمو النباتات.

هذا وتختلف درجة الحرارة المثالية لحدوث عملية التمثيل الضوئي تبعاً لـ:

أ- النوع المزروع:

ففي النباتات التي تتحمل انخفاض درجات الحرارة كالخضار الجذرية – السلق – السبانخ – البقدونس – الملفوف تكون سرعة التمثيل الضوئي أعلى ما يمكن في معدل حراري يتراوح ما بين 17 – 20ºم وارتفاعها عن ذلك يؤدي إلى قلة سرعة التمثيل وزيادة سرعة التنفس حتى الوصول إلى درجة حرارة حوالي 30ºم والتي عندها تتساوى سرعة التمثيل الضوئي مع سرعة التنفس فيتوقف نمو النباتات.

بينما في الخضار المحبة للحرارة مثل البندورة والفليفلة والفاصولياء والكوسا والخيار فإن سرعة التمثيل تكون على أشدها في معدل حراري يتراوح ما بين 20 - 30ºم وبارتفاع الحرارة عن ذلك يزداد التنفس وتنقص سرعة التمثيل الضوئي حتى الوصول إلى درجة الحرارة 40ºم عندها يتوقف نمو النباتات في حين تمتاز محاصيل الجو الحار والجاف بقدرتها على القيام بعملية التمثيل الضوئي في درجة حرارة قريبة من 40ºم.

ب- الظروف البيئية:

كزيادة شدة الإضاءة وتوفر الرطوبة الكافية والتربة الخصبة حيث يؤدي توفر هذه العوامل إلى زيادة فاعلية التمثيل الضوئي ويتم بذلك تصنيع كميات كبيرة من المواد الكربوهيدراتية وبالتالي فإن المعدل الحراري الذي تبدأ عنده سرعة التنفس بالازدياد يرتفع. هذا ويؤدي انخفاض درجة الحرارة ليلاً إلى بطء عملية التنفس وإلى توفر كميات كافية من المواد الغذائية لتتوضع في الأعضاء الادخارية.

4- تؤثر الحرارة على تخزين المواد الغذائية في الأعضاء الادخارية: تختلف درجة الحرارة الملائمة لنمو النبات من طور لآخر إذ يلائم النباتات التي تخزن المدخرات الغذائية في جذورها (كالشوندر الأحمر، اللفت، الجزر) وفي درناتها (كالبطاطا العادية) أو كورماتها (القلقاس) تلائمها درجات حرارة مرتفعة في الأطوار الأولى من حياتها لتنمو نمواً خضرياً قوياً في حين أنها تحتاج إلى درجات حرارة منخفضة في الأطوار المتأخرة من حياتها وذلك يساعد على سرعة انتقال المواد الغذائية من المجموع الخضري لتتوضع في أعضاء التخزين.

5- تؤثر درجة الحرارة على سرعة تحول المركبات الغذائية كتحول السكر إلى نشاء أو تحول السكر إلى غاز ثاني أوكسيد الكربون والماء أو على تحول النشاء إلى سكر حيث تزداد سرعة التحولات هذه بارتفاع الحرارة وخاصة سرعة تحول السكر إلى غاز ثاني أوكسيد الكربون والماء. بينما يؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى بطء سرعة تحول السكر إلى نشاء بشكل كبير.

6- تؤثر الحرارة على معدل النتح وذلك من خلال تأثيرها على درجة حرارة الأوراق حيث يؤدي ارتفاع الحرارة إلى زيادة معدل النتح خاصة عند انخفاض الرطوبة الجوية.

7- تؤثر الحرارة على نمو الساق ويتوقف هذا التأثير على نوع المحصول وعلى مدى الارتفاع أو الانخفاض في درجات الحرارة التي تتعرض لها النباتات حيث يؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى 14ºم إلى بطء نمو مهاميز الهليون وبالتالي تأخر نضجها بينما يؤدي ارتفاع درجة الحرارة حتى 25ºم إلى سرعة نمو المهاميز وبالتالي إمكانية جمع المحصول مبكراً ولكن ارتفاع الحرارة عن ذلك يؤدي إلى جعل ساق الهليون جوفاء وبالتالي تنخفض قدرتها التخزينية.

8- تؤثر درجة الحرارة على معدل النمو الزهري للنباتات: تختلف النباتات في احتياجاتها الحرارية الملائمة للإزهار فقد وجد أنه لكي تتهيأ بعض محاصيل الخضر للإزهار يجب أن تتعرض لدرجات حرارة منخفضة (كالجزر، اللفت، الشوندر الأحمر، الملفوف، البصل، الكرفس). وبعد اجتياز الطور الحراري المنخفض يجب أن تتعرض لدرجات حرارة مرتفعة لكي تزهر.

وتشير إحدى الدراسات أنه عند زراعة الكرفس في درجات حرارة مرتفعة نسبياً 16 – 21ºم فإن النباتات نمت نمواً خضرياً جيداً دون أن تنتقل هذه النباتات للإزهار في حين أدى تعرض نباتات الكرفس في المراحل الأولى من النمو لدرجات حرارة منخفضة نسبياً 10 – 16ºم ولمدة 10 – 15 يوماً إلى إزهار هذه النباتات بعد أن ارتفعت درجة الحرارة حتى 16 – 21ºم.

كما أظهرت نتائج بعض الباحثين إلى أن تعريض البذور المنقوعة لبعض أنواع الخضار إلى درجات حرارة منخفضة يؤدي إلى إزهار النباتات الناتجة عن زراعة هذه البذور دون أن تمر النباتات بالطور الحراري المنخفض اللازم لتهيئتها للإزهار. ومن ذلك يتبين أن التأثير الناتج عن بعض المعاملات الحرارية في المراحل الأولى من حياة النبات قد يؤثر في نمو النبات وتطوره في المراحل المتقدمة من النمو.

وقد يعزى هذا الارتباط في التأثير المتوقع لدرجات الحرارة على معدل النمو الزهري إلى تأثير درجة الحرارة في تكوين الهرمونات التي تؤدي إلى الإزهار فقد تؤثر الحرارة في زيادة تركيز الهرمونات وعلى سرعة انتقالها من الأوراق إلى القمة الجنينية أو في مدى فعالية الهرمون في إحداث التغيرات المورفولوجية في المرستيمات.

وتشير معطيات بعض الباحثين إلى أن تحول النسج المرستيمية من الحالة الخضرية إلى الحالة الزهرية يتأثر بدرجة الحرارة السائدة أثناء الليل أكثر بكثير مما يتأثر بدرجة الحرارة السائدة أثناء النهار ومن هنا تتجلى أهمية التباين بين درجات حرارة الليل والنهار بالنسبة لنمو النباتات.

ومن الجدير بالذكر أن تأثير درجات الحرارة على إزهار النباتات يرتبط بطول الفترة الضوئية فقد تعمل درجات الحرارة على تدعيم تأثير طول الفترة الضوئية من حيث تأثيرها على إزهار النباتات أو تعمل على معارضة هذا التأثير وفي هذه الحالة تلعب درجات الحرارة أو طول الفترة الضوئية الدور الأساسي في عملية إزهار النباتات ويختلف ذلك تبعاً لنوع المحصول المزروع أو العوامل البيئية الأخرى حيث وجد بنتيجة التجربة على بعض أصناف البازلاء أنه عند درجة حرارة 10ºم يكون طول الفترة الضوئية هو العامل الهام في دفع النباتات للإزهار بينما لا يحدث ذلك عند درجة حرارة 16ºم.

9- تؤثر درجة الحرارة على عملية التلقيح حيث يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى جفاف حبوب اللقاح مما يؤثر سلبياً على التلقيح والإخصاب وهذا يؤدي بالتالي إلى تساقط الأزهار وتبين نتيجة إحدى الدراسات أن ارتفاع درجات الحرارة إلى 37ºم أدى إلى انخفاض نسبة الأزهار العاقدة في البندورة، بحيث لم تتجاوز هذه النسبة الـ6.3% .

وبالمقابل فإن انخفاض درجات الحرارة يؤثر سلباً على عملية التلقيح والإخصاب حيث تفقد حبوب اللقاح حيويتها نتيجة تجمد الماء في السيتوبلازم وتشقق جدار حبة الطلع.

وفي دراسة أجريت على الفليفلة تبين أن انخفاض درجة الحرارة إلى 15ºم أدى إلى عدم تشكل العقد الصغيرة وبالتالي لم تثمر هذه النباتات.

10- تؤثر درجة الحرارة على نمو الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في التربة وعلى نشاط هذه الكائنات. فبارتفاع درجة حرارة التربة يزداد نشاط البكتريا وبالمقابل فإن انخفاض درجة الحرارة يؤدي إلى انخفاض نشاط هذه الكائنات والتي تقوم بتحليل المادة العضوية وهذا ما يفسر ظهور أعراض نقص بعض العناصر الغذائية على النباتات المزروعة في التربة الباردة.

هذا وتنمو النباتات ضمن معدل حراري يختلف باختلاف النوع المزروع ولكل نبات ثلاث درجات حرارة رئيسة وهي: الدرجة المثلى والتي يكون عندها النبات في قمة نموه ونشاطه وبانخفاض درجة الحرارة عن الدرجة المثلى فإن نشاط العمليات الحيوية يقل حتى الوصول إلى درجة الحرارة الصغرى أو الدنيا والتي يتوقف عندها نمو النبات وإذا ما انخفضت درجة الحرارة عن ذلك فإنه تحدث اضطرابات فيزيولوجية تؤدي في النهاية إلى موت النبات.

وبالمقابل فإن ارتفاع درجة الحرارة عن الدرجة المثلى يقلل من معدلات النمو حتى الوصول إلى درجة الحرارة العظمى عندها يتوقف النمو وتموت النباتات إذا ما تجاوزت درجة الحرارة الحد الأعظم وذلك نتيجة تأثيرها على الإنزيمات والبروتينات. لكن المعدل الحراري الذي تكون عنده سرعة التمثيل الضوئي في حدها الأعظمي يختلف تبعاً لنوع النبات وعمره الفيزيولوجي وللظروف البيئية السائدة.

ولتحديد درجة الحرارة المثالية لكل نوع يقترح العالم ماركوف استخدام المعادلة التالية:

 T_op = T_pac ± 7

حيث:

T_op : تشير إلى درجة الحرارة المثالية التي تزيد أو تنقص بمقدار سبع درجات مئوية عن الحرارة الواجب توفرها في الجو الغائم.

T_pac : درجة الحرارة الواجب توفرها في الجو الغائم.

هذا وتختلف درجة الحرارة الواجب توفرها في الجو الغائم تبعاً لنوع النبات ومرحلة النمو. ففي مرحلة التبرعم تبلغ هذه الدرجة 13ºم في كل من الملفوف والفجل و16ºم في السبانخ والجزر والبقدونس والبازلاء و19ºم في البصل العادي والثوم والشوندر الأحمر و22ºم في الفاصولياء والقرع المستدير والكوسا والبندورة والذرة الصفراء في حين تصل إلى 25ºم في الفليفلة والباذنجان والخيار والبطيخ الأحمر والأصفر.

أما في مرحلة النمو السريع للسطح التمثيلي فتكون درجة الحرارة الواجب توفرها أثناء الجو الغائم أقل من درجة الحرارة المثالية بثلاث درجات وليس بسبع درجات.

وبما أن معدل التمثيل الضوئي يتم بشكل أسرع في الجو المشمس عنه في الجو الغائم، لذا فإن درجة الحرارة المثالية الواجب توفرها في الجو المشمس تزيد عن درجة الحرارة المثالية في الجو الغائم بسبع درجات مئوية فعلى سبيل المثال إذا كانت درجة الحرارة المثالية في الجو الغائم لنبات البندورة 22ºم فإن الدرجة المثالية للنمو تكون 29ºم (أي 22 + 7ºم).

وتحدد درجة الحرارة المثالية ليلاً بأنها تقل عن درجة الحرارة المثالية في الجو الغائم بسبع درجات مئوية أي يناسب البندورة درجة الحرارة 15ºم ليلاً (22 – 7 =15ºم).

ومن الجدير بالذكر أن انخفاض درجة الحرارة عن الدرجة المثالية يؤدي إلى انخفاض معدل عمليات النمو والتطور ولكن انخفاض درجة الحرارة بشكل بسيط لا يؤدي إلى حدوث تغيرات ملحوظة خاصة إذا ما ارتفعت الحرارة مجدداً إلى المثالية، إذ تعود عندها العمليات الحيوية إلى شدتها دون ملاحظة أية آثار جانبية، ولكن إذا ما استمرت درجات الحرارة بالانخفاض حتى الوصول إلى الدرجة الدنيا يلاحظ أن العمليات الحيوية تتوقف وتحدث تغيرات في التغذية الجذرية وفي عملية الاستقلاب الغذائي.

تموت الجذور عند انخفاض درجات الحرارة إلى السالبة بينما يموت المجموع الخضري للنباتات المحبة للحرارة على درجات أعلى من ذلك. هذا وتعتبر حبوب اللقاح والعقد الصغيرة من أكثر أجزاء النبات حساسية لانخفاض درجات الحرارة.

وتشير معطيات بعض الباحثين إلى أن النباتات ثنائية الحول لا تتضرر من جراء انخفاض درجات الحرارة في موسم النمو الأول ولكن لا تتحمل هذه النباتات انخفاض درجة الحرارة إلى -1 ، -2ºم، في فترة تكوين البراعم الزهرية (في موسم النمو الثاني).

يختلف تأثير انخفاض درجات الحرارة تبعاً للنوع المزروع، فإذا ما تعرضت النباتات المحبة للحرارة لانخفاض درجات الحرارة ولفترة طويلة فإنه تتأخر عمليات النمو والتطور حتى بعد عودة الحرارة للارتفاع.

هذا ويعتبر انخفاض درجة الحرارة في مرحلة البادرة أحد الأسباب المؤدية إلى سقوط البراعم الزهرية والعقد الصغيرة للبندورة.

يتبين مما سبق أنه من الضروري معرفة الحدود الحرارية التي من الممكن أن تنخفض إليها درجات الحرارة دون حدوث أية آثار ضارة على نمو النباتات وتطورها وعلى كمية الإنتاج ويشير ماركوف Markov إلى أن هذه الحدود يمكن معرفتها بالمعادلة التالية:

 T_op = T_pac ± 14

من هذه المعادلة يتبين أن سرعة نمو النباتات تنخفض كلما انخفضت درجة الحرارة أو كلما ارتفعت عن الدرجة المثالية إلى أن يتوقف النمو عند درجة الحرارة الصغرى والتي تقل عن درجة الحرارة المثالية في الجو الغائم بمقدار 14ºم أو عند الدرجة العظمى والتي تزيد بمقدار 14ºم على الدرجة المثالية أثناء الجو الغائم ومن ذلك يتبين أن نمو نبات البندورة سيتوقف عند انخفاض درجة الحرارة إلى 8ºم (8= 14 - 22 ºم) أو عند ارتفاعها إلى 36ºم (22 + 14).

❖ الاحتياجات الحرارية للمحاصيل الخضرية:

قسم ادلشتاين محاصيل الخضر من حيث احتياجاتها الحرارية إلى خمسة مجموعات وهي:

1- النباتات المتحملة للصقيع وتشمل النباتات المعمرة كالهليون والراوند والأرضي شوكي والثوم. تتميز نباتات هذه المجموعة بقدرتها على تحمل الصقيع الربيعي والخريفي حتى -8 ، - 10 ºم.

2- النباتات المتحملة للبرودة وتشمل: الخضار الملفوفية ثنائية الحول والخضار الجذرية، والسبانخ والبصل العادي والسلق والبقدونس، تتميز نباتات هذه المجموعة بقدرتها على تحمل انخفاض درجات الحرارة حتى -1، -2 ºم لفترة طويلة وانخفاض الحرارة حتى -1، -5 ºم لعدة أيام. تنمو نباتات هذه المجموعة في معدل حراري يتراوح ما بين 17 - 20ºم، وعند ارتفاع درجة الحرارة إلى 30 - 32ºم تتساوى سرعة التمثيل الضوئي مع سرعة التنفس فيتوقف نمو النباتات.

3- النباتات المتوسطة التحمل للبرودة كالبطاطا. تتميز نباتات هذه المجموعة بأنها تموت عند انخفاض درجة الحرارة عن الصفر المئوي، تنمو نباتات هذه المجموعة وتتكون الدرنات بشكل جيد في نفس المجال الحراري للمجموعة السابقة.

4- نباتات الجو الدافئ أو المحبة للحرارة كالبندورة، الفليفلة، الباذنجان، الخيار، الكوسا. تنمو نباتات هذه المجموعة في مجال حراري يتراوح ما بين 20 – 30ºم وتموت النباتات عند انخفاض درجة الحرارة إلى درجة قريبة من الصفر.

5- نباتات الجو الحار الجاف وتشمل البطيخ الأحمر والبطيخ الأصفر، القرع، اللوبياء، الفاصولياء. تنمو نباتات هذه المجموعة في نفس المجال الحراري للمجموعة السابقة ولكنها تتميز بقدرتها على القيام بعملية التمثيل الضوئي في درجة حرارة 40ºم أو أعلى من ذلك.

❖ علاقة الاحتياجات الحرارية للمحاصيل الخضرية بمرحلة النمو والتطور:

تختلف الاحتياجات الحرارية للمحاصيل الخضرية تبعاً لمرحلة النمو ففي مرحلة الإنبات يحتاج النبات إلى درجة حرارة مرتفعة نسبياً إذ تساعد الحرارة المرتفعة على سرعة سير العمليات الكيميائية والبيوكيميائية التي تجري داخل البذرة (كزيادة سرعة التنفس الاستقلاب الغذائي وانقسام خلايا الجنين مما يسرع من الإنبات وظهور البادرات).

وأثناء الإنبات يستهلك النبات الصغير المدخرات الغذائية الموجودة في البذرة وبعد الإنبات يبدأ بالتغذية الذاتية وببناء المجموع الجذري بعد ابتداء ظهور الأوراق الحقيقية هذا ويعتبر ارتفاع الحرارة في هذه الفترة غير مرغوب إذ يؤدي إلى زيادة تنفس النباتات التي لم تكون مجموعاً جذرياً أو خضرياً قوياً مما يؤدي إلى ظهور أعراض نقص على النبات لذلك يفضل خفض درجة الحرارة بعد الإنبات مباشرة ولفترة 3 – 7 أيام أي حتى يشكل النبات ورقتين حقيقيتين وفي هذه الظروف ينشط نمو الجذور ويصبح استهلاك المواد الغذائية على التنفس قليلاً.

وبعد أن يشكل النبات مجموعاً جذرياً قوياً ومنتشراً وبعد أن يتأقلم مع ظروف الوسط المحيط يمكن رفع درجة الحرارة إلى الدرجة المثالية لنمو النبات.

أما في مرحلة توضع المدخرات الغذائية في أعضاء التخزين فيفضل أن تنخفض درجة الحرارة بمقدار 1 – 3ºم عن درجة الحرارة الواجب توفرها في الجو الغائم لأن ذلك يساعد على سرعة انتقال المواد الغذائية وتوضعها في أعضاء التخزين وبالتالي زيادة الإنتاج. أما بالنسبة للنباتات الحولية التي تستخدم ثمارها في التغذية فإنه من الضروري توفر درجة حرارة مثالية حتى مرحلة الإزهار بعدها يفضل أن تخفض درجة حرارة الوسط عن الدرجة المثالية بحدود 2 – 4ºم وهذا يساعد على تكوين حبوب لقاح سليمة وبالتالي تتم عملية التلقيح والإخصاب. وبعدها يعود الاحتياج الحراري للازدياد مع بداية العقد ليبلغ أقصاه أثناء فترة نضج الثمار إذ تحتاج النباتات في هذه المرحلة درجة حرارة أعلى من المثالية 2 – 3ºم.

❖ طرق رفع مقاومة النباتات لانخفاض درجات الحرارة:

يقصد بمقاومة البرودة قدرة النباتات على مقاومة انخفاض درجات الحرارة (في حدود 0 حتى +6، +9ºم) لفترة طويلة أما مقاومة الصقيع فتعني قدرة النباتات على مقاومة تأثير درجات الحرارة السالبة.

هذا وتتميز النباتات المتحملة للصقيع والمقاومة للبرودة بأنها تستطيع في حال تعرضها للصقيع أو لدرجات الحرارة المنخفضة (القريبة من الصفر) لمدة ساعة أو ساعتين أن تستأنف نشاطها وقدرتها على القيام بعملية التمثيل الضوئي بشكل كامل. أما النباتات المحبة للحرارة فلا تستطيع استئناف نشاطها والقيام بعملية التمثيل الضوئي بعد تعرضها لدرجات الحرارة المنخفضة إلا بعد مرور عدة أيام.

ومن الجدير بالذكر أنه عندما تنخفض درجات الحرارة فإن بروتوبلازم خلايا النباتات المقاومة للصقيع والمتحملة البرودة يمتص الماء الحر الذي يوجد داخل الخلايا وفي المسافات البيئية.

هذا وكلما كان تركيز العصير الخلوي مرتفعاً، أي كلما كانت كمية المواد الغروية والسكريات كبيرة في البروتوبلازم كلما أدى ذلك إلى زيادة سطح الامتصاص وبذلك يصبح الماء الموجود في الخلايا مرتبطاً ويكون تجمده أصعب من تجمد الماء الحر ويحتاج إلى درجات حرارة أخفض. بينما تكون هذه الظاهرة، أي ظاهرة ارتباط الماء عند النباتات المحبة للحرارة ضعيفة لذلك فإن الماء الحر الموجود في المسافات بين الخلايا يتجمد بسرعة عند انخفاض درجة الحرارة مما يؤدي إلى تمزق جدر الخلايا.

إن بلورات الثلج تحصل في درجات حرارة مختلفة ويتوقف ذلك على النوع والصنف المزروع وعلى نشاط عمليات النمو وعلى عمر النبات، كما يتوقف على تركيز العصير الخلوي ومكوناته وعلى الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبروتوبلازم. ومن أهم العوامل التي تساعد على زيادة تراكم السكريات والمواد الغروية في الخلايا نذكر زيادة الشدة الضوئية، الحرارة المعتدلة المائلة للبرودة نهاراً والمنخفضة ليلاً (قريبة من الصفر).

كما يؤدي اللجوء إلى عملية التقسية إلى زيادة قدرة النباتات على تحمل انخفاض درجات الحرارة وغالباً ما تطبق عملية التقسية وبشكل واسع على البذور وعلى البادرات. هذا وتساعد عملية تعريض البذور لدرجة حرارة قريبة من الصفر المئوي لعدة أيام أو تعريض البادرات لنفس الدرجة ولمدة يوم واحد تساعد على زيادة السكريات وزيادة تركيز الهرمونات (منظمات النمو) والتي تزيد من مقاومة النبات للظروف البيئية غير الملائمة كما تساهم في تنظيم سير العمليات الفيزيولوجية وينعكس ذلك إيجابياً على النمو والإنتاج.

كما ويلعب التسميد بعنصري الفوسفور والبوتاسيوم درواً إيجابياً في زيادة تركيز العصير الخلوي وفي زيادة مقاومة البروتوبلازم لانخفاض درجات الحرارة ويزيد التعطيش (تعطيش النباتات) إلى حد معين قدرة النباتات على مقاومة انخفاض درجات الحرارة لذلك يراعى أثناء إجراء عملية التقسية تقليل كمية الماء المعطى للنبات، وبهذا نجد أن التقسية هي عبارة عن تنظيم التأثير الحراري والضوئي والغذائي والمائي للنبات. هذا ومن الممكن تنظيم أو التحكم بتأثير درجات الحرارة باختيار الموعد المناسب للزراعة والذي يتلاءم والاحتياجات البيولوجية للمحصول.

ومن الإجراءات المتبعة لتخفيف أضرار انخفاض درجات الحرارة نذكر طريقة التشتيل حيث تستخدم هذه الطريقة في زراعة بعض المحاصيل وبذلك يمكن تخفيف أضرار الصقيع حيث تكون الشتول مزروعة في أماكن محمية كما يلجأ إلى الزراعة على الجانب الجنوبي من خط الزراعة وذلك عند زراعة النباتات المحبة للحرارة. بينما تزرع النباتات التي لا تتحمل ارتفاع درجات الحرارة على الجانب الشمالي من الخط.

كما يؤدي تسميد التربة بسماد عضوي غير متحلل إلى رفع درجة حرارة التربة، هذا ولوحظ أن التربة التي تزرع فيها النباتات في أسطر أو على خطوط تنخفض درجة حرارتها ليلاً بسرعة أكثر من سرعة انخفاض درجة حرارة التربة المستوية. لذلك تعتبر طريقة تغطية التربة أو الخطوط بالبلاستيك أو بورق من نوع خاص أو بالتورب والمخلفات النباتية إحدى طرق تنظيم درجة حرارة التربة. ولوحظ أنه عند التغطية بالبلاستيك أن البلاستيك الشفاف يقلل من رفع درجة حرارة التربة نهاراً ولكن ليلاً يكون الفقد الحراري أسرع منه عند التغطية بالبلاستيك الأسود. كما يعتبر التدخين إحدى طرق تخفيف أضرار الصقيع وتؤدي طريقة المطر الصناعي أو الري الرذاذي إلى التخفيف من أضرار الصقيع حيث يؤدي انخفاض درجة حرارة واحد ليتر من الماء من الدرجة 10ºم إلى الصفر المئوي يؤدي إلى إطلاق طاقة تعادل 80 كيلو كالوري وتستخدم هذه الطاقة في تدفئة الجو المحيط بالنبات. كما تعمل قطرات الماء التي تنتشر على الأوراق على خفض سرعة خروج الماء من الخلايا إلى المسافات البينية وتعيق تخثر البروتوبلازم. ولقد أمكن باستخدام طريقة المطر الصناعي من حماية نباتات البندورة من الموت عند انخفاض درجات الحرارة حتى 3-5 ºم.

هذا ويفضل أن تكون سرعة تدفق المطر الصناعي 0.033 مم/د أو تكون قطر حبة المطر بحدود 0.5 – 1.5 مم إذ أنه عند هذه الظروف تكون فاعلية المطر الصناعي كبيرة في حماية النباتات من خطر الصقيع.

ومن الطرق الحديثة والفعالة والمتبعة حالياً في مقاومة الصقيع طريقة رش المواد الرغوية على النباتات بواسطة آلات خاصة. تبقى المادة الرغوية على النبات حوالي 4 – 16 ساعة ثم تتحلل ويتوقف ذلك على نوع المادة الرغوية وكثافة هذه الطبقة. وبعد تحلل المادة الرغوية فإن الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في التربة تهضم بقايا هذه المادة. ولقد أمكن باستخدام طريقة رش المادة الرغوية على البندورة في موسكو من زيادة قدرة البندورة (وهي من النباتات المحبة للحرارة) على تحمل درجات الحرارة السالبة حتى -17ºم دون أن تموت.

❖ الأثر الضار للحرارة المرتفعة وطرق مقاومتها:

تتميز النباتات المقاومة لارتفاع درجات الحرارة (نباتات الجو الحار والجاف) بقدرتها على مقاومة تأثير ارتفاع درجات حتى في حدود 38 – 40ºم دون حدوث أي خلل في عملية الاستقلاب الغذائي والتمثيل الضوئي وتستطيع هذه النباتات أن تنمو وتعطي إنتاجاً حتى في الأيام الحارة (كالبطيخ الأحمر والأصفر والقرع والفاصولياء والذرة).

وتحدث الأضرار عادةً إذا ما تعرضت النباتات لدرجات حرارة تزيد عن درجة الحرارة العظمى. هذا وترجع التأثيرات الضارة لدرجات الحرارة المرتفعة إلى:

أ- حدوث اضطرابات استقلابية تتجلى في حدوث اختلال شديد في التوازن بين عمليتي التمثيل الضوئي والتنفس. وفي عجز النبات عن حفظ التوازن المائي نتيجة زيادة النتح من جهة وإلى حدوث تغيرات كمية ونوعية في الإنزيمات اللازمة للعمليات الحيوية مما يؤدي إلى منع التفاعلات الضرورية وإلى تراكم المواد السامة.

ب- تأثير حراري مباشر يؤدي إلى جفاف البروتوبلازم وتخثر البروتينات مما يلحق ضرراً كبيراً بالنباتات ومنها الذبول والتوقف عن النمو وجفاف حبوب اللقاح وموتها وبالتالي فشل الإخصاب وتساقط الأزهار. لكن نسبة هذه الأضرار تتوقف على عدة عوامل منها:

1- طول المدة التي تتعرض فيها النابتات لدرجات الحرارة المرتفعة. إذ تتحمل النباتات درجات الحرارة المرتفعة لو تعرضت لمدة قصيرة عما إذا تعرضت لفترة طويلة.

2- مرحلة نمو النبات حيث تفقد النباتات قدرتها على مقاومة الحرارة المرتفعة سريعاً بعد الإنبات ثم تعود لتزداد المقاومة بتقدم النبات بالعمر.

3- المحتوى المائي للأنسجة حيث تقل قدرة الأنسجة ذات المحتوى المائي العالي عن قدرة الأنسجة ذات المحتوى المائي المنخفض.

4- نوع المحصول أو الصنف الزراعي حيث تختلف المحاصيل في قدرتها على مقاومة درجات الحرارة المرتفعة. فمثلاً تمتاز الخضار القرعية (بطيخ أحمر، بطيخ أصفر، قرع) بقدرتها على تحمل الحرارة المرتفعة.

ولا يرجع ذلك لامتلاكها لمجموع جذري كبير ومتعمق واحتواء أوراقها على جهاز نتح يساعد على التبريد الذاتي فحسب، وإنما لمقاومة بروتين خلايا الأوراق للتخثر. وتبعاً لذلك تقسم الخضار القرعية إلى مجموعتين المجموعة الأولى وتضم البطيخ الأحمر الأقل تحملاً للحرارة المرتفعة. إذ يتخثر بروتين خلايا أوراقه في مجال حراري يتراوح بين 40 – 45ºم. بينما تضم المجموعة الثانية البطيخ الأصفر والقرع، الأكثر تحملاً للجفاف. حيث يتخثر البروتين في خلايا أوراقها في مجال يتراوح بين 60 – 65ºم.

هذا ويمكن التقليل من الأثر الضار للحرارة المرتفعة باللجوء إلى الطرق التالية:

1- القيام بعملية التهجين والانتخاب لإنتاج أصناف جديدة سريعة النمو ومقاومة لارتفاع درجات الحرارة. وهذا ما أكدته تجارب أكاديمية تمريازيف للعلوم الزراعية في موسكو. حيث أظهرت التجارب إمكانية زيادة قدرة حبوب لقاح أزهار البندورة على تحمل الحرارة المرتفعة حتى 45ºم.

2- تقسية البذور المنتشة أو النباتات الصغيرة (الشتول) قبل نقلها للمكان المستديم نظراً لقدرة النباتات الصغيرة على تغيير بنيتها بسرعة تحت ظروف الوسط الجديد وبالطرق نفسها المتبعة لزيادة قدرة النباتات على تحمل انخفاض درجات الحرارة.

3- تقريب الفترات بين الريات واللجوء للري الرذاذي. لأن هذه العملية تسهم في تخفيض درجة حرارة الأوراق بحدود 6 – 8 درجات مئوية.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

وزارة التعليم العالي تكرم جامعة العميد لحصولها على جائزة المكتبة الأكاديمية المتميزة

جمعية العميد تناقش استعداداتها لانطلاق فعاليات المؤتمر العلمي الرابع لإحياء تراث أمير المؤمنين (عليه السلام)

أكاديمية التطوير الإداري تواصل برنامج الخطة الخمسينية لعدد من ملاكات العتبة العباسية المقدسة

المجمع العلمي يواصل تقديم دورته التطويرية لعدد من الملاكات التربوية في الديوانية

المزيد

الآخبار الصحية

الرياضة وحدها لا تكفي.. كيف يؤثر الجلوس الطويل على الصحة؟

دراسة: بدائل السكر ليست آمنة على الكبد

تفاحة قبل النوم.. عادة بسيطة مفيدة أم خطر على الصحة؟

احذر مشاركتها مع الآخرين.. 3 أدوات شائعة قد تنقل أمراض خطيرة

المزيد

الآخبار التكنلوجية

الهنغاري لاسلو كراسناهوركاي يفوز بجائزة نوبل للآداب 2025

رسميا.. إعلان الفائز بجائزة نوبل للسلام لعام 2025

باحثون: تشات جي بي تي ونماذج الذكاء الاصطناعي يمكن "تسميمها"

عالمان في الأعصاب يرفعان دعوى قضائية ضد شركة آبل

المزيد

مواضيع ذات صلة

الماء وعلاقته بنمو المحاصيل الخضرية

الغازات وأثرها في نمو وإنتاج المحاصيل الخضرية

العوامل البيئية (الضوء) وأثرها في نمو وإنتاج المحاصيل الخضرية

العائلة المركبة

السلسفيل الأسود

توزيع المحاصيل في العالم والعوامل المؤثرة عليها

توزيع المحاصيل الهامة في العالم

العوامل التى تؤثر على توزيع المحاصيل في الوطن العربي

توزيع بعض المحاصيل الهامة في الوطن العربي

توزيع المحاصيل بمصر والعوامل المؤثرة عليها

تقسيم المحاصيل

العوامل الجوية (المناخية) وعلاقتها بانتاج المحاصيل