الجذر

 هو واحد من خمسة أعضاء مهمة موجودة في النبات. الجذر هو أول الأعضاء ظهوراً وينمو مثالياً تحت التربة واستثنائياً فوقها وقمة الجذر النهائي تنمو تحت الأسفل ولا يتشكل عليه أوراق ولا براعم متخصصة. ونتيجة تواجده تحت سطح التربة وارتفاع كلفة الدراسات والأجهزة التي تحتاجها الدراسات وصعوبة تطبيق فاعلية الأجهزة باختلاف أنواع الترب لم ينل حظه الوافر من الدراسات.

ولذلك أكثر من يهتم بالجذر هم دارسو علم فسيولوجيا النبات (علم وظائف الأعضاء). من أجل ذلك وجدت البيئات المخبرية السهلة مثل (الرمل والماء والهواء). والقراءات التي تؤخذ للجذر بعد انتهاء الدراسة هي عديدة مثل: الطول، الشكل، اللون، درجة الافتراش العرضي، حالته (مريض أم لا)، نوع التفرعات الجذرية، الحيز الذي يشغله، الوزن الجاف له، الخ.

أهم وظائف الجذر

نقل الماء والغذاء بواسطة الأنسجة المتخصصة (الخشب -اللحاء)

امتصاص للأملاح المعدنية والماء

المتحلل من العضويات عن طريق الالتصاق بهذه المواد ويكون الدخول إلى الجذر عبر فرق التركيز بين خلايا الجذر والبيئة التي ينمو فيها الجذر (ظاهرة الامتصاص) وهذه الوظيفة تقوم بها بشكل عام الأجزاء الفتية من الجذر وليس الأجزاء الهرمة ويكون المسؤول عنها إما خلايا البشرة أو الأوبار الماصة الناشئة من خلايا البشرة. ويجب أن نعرف أن النبات يحصل على نسبة كبيرة من مائه وغذائه عن طريق الجذر وفق الترتيب التالي من الأسفل للأعلى:

1. 40% من الربع الأول من الجذر
2. 30% من الربع الثاني من الجذر
3. 20% من الربع الثالث من الجذر
4. 10% من الربع الرابع من الجذر

• اصطناع المواد العضوية.

وهذا التقسيم يفيد كثيراً في معرفة كيفية التعامل مع عملية تسميد التربة والري.

خزن الغذاء

خزن الغذاء حيث يتحور الجذر إلى وظيفة تخزينية ففي ثنائيات الفلقة فإن كامل الغذاء المرسل إليه عبر اللحاء يستهلك جزء صغير منه ويخزن الباقي مثل اللفت والشوندر. أما في أحاديات الفلقة الحولية فإن الغذاء يستهلك ولا حاجة له لتخزينه لأنها نباتات حولية حيث يستعمل الغذاء فيها للنشاط الانقسامي مثل القمح والشوفان والشعير. يكون تخزين الغذاء في أحاديات الفلقة المعمرة في أعضاء أخرى مثل الجذمور أو منطقة التاج أو بصيلات.

وفي ثنائيات الحول مثل البقدونس والشوندر والجزر فإن الغذاء المخزن في الجذر خلال العام الأول يستهلكه النبات في العام التالي لإنتاج بذور أو وحدات تكاثرية.

إيجاد صلة بين النباتات والمتعضيات الحيوية

إيجاد صلة بين النباتات والمتًعضيات الحيوية الأخرى الموجودة في التربة : مثال: بكتريا المستجذرة المثبتة للآزوت الجوي في جذور البقوليات مثل العدس وفول الصويا والفول العادي حيث أن هذه الجذور تقوم بإفراز مواد خاصة تتغذى عليها هذه البكتريا فتقوم هي بدورها بتثبيت الآزوت الجوي محققة الفائدة للتربة والنبات معاً.

التكاثر

للجذر وظيفة تكاثرية كما في نباتات البطاطا الحلوة والهليون والفضة التي تعتمد على جذورها في التكاثر بعد رعيها من قبل الحيوانات.

إخراج الماء الزائد عن حاجة النبات

يقوم الجذر بطرح الماء الزائد عن حاجة النبات.

طبيعة نمو وتعمق الجذور في التربة

وزن الجذر يشكل ربع أو ثلث أو نصف وزن المجموع الخضري. أما المساحة فإنها تصل إلى 2030 ضعف مساحة المسطح الورقي ولو أخذنا بعين الاعتبار الشعيرات الماصة التي كانت وزالت لبلغت المساحة 100ضعف وهذه الصفة تساهم كثيراََ في زيادة مساحة التلامس مع الماء والأملاح المعدنية الموجودة في التربة.

وأما معرفة نمط ودرجة تعمق الجذر فإنها تحدد في كثير من الأحيان طريقة السقاية وطريقة التسميد وهي متعلقة غالباً بالعوامل الوراثية وظروف التربة الرطوبية فمثلاً :

أعماق الجذر : الفصة من 5ــ7 م - الذرة من 1.5-2م - الصباريات 20 - 30سم - أما الأشجار فتصل جذورها لأعماق 15 م - التبغ 2-2.5 م

المحصول- نوع المجموع الجذري - المدى الفعال للامتصاص قمح ليفي 115 سم شوفان ليفي 75 سم ذرة صفراء ليفي 105 سم شوندر سكري وتدي 30 سم فول الصويا وتدي 30 سم فصة وتدي 120 سم

جدول (2) يوضح التباين في مواصفات الجذور حسب اختلاف المحصول

المحصول أقصى عمق تصل إليه الجذور الانتشار الجانبي قمح 210 سم 20-30 سم شوفان 120 سم 20 -30 سم ذرة صفراء 180 سم 105 سم شوندرسكري 60 سم 30 - 60 سم فول صويا 60 سم 60 سم فصة 70 سم 60 سم

العوامل المؤثرة على نمو الجذور

1. الانتحاء 2. العوامل الو راثية 3. مستوى الرطوبة الأرضية 4. درجة الحرارة 5. خصوبة التربة 6. طبيعة التربة 7. تهوية التربة ووجود الأوكسجين.

أنواع الانتحاء

يعرف الانتحاء بأنه استجابة الجذر للظروف البيئية السائدة ويحدد شكل واتجاه الجذر. أنواعه :

• انتحاء أرضي موجب يستجيب الجذر للجاذبية الأرضية.
• انتحاء مائي موجب ويستجيب الجذر بأن يتوجه إلى أماكن الرطوبة العالية.
• انتحاء ضوئي سالب يخالف فيه الجذر مصدر الضوء.

العوامل الوراثية هي التي تحدد شكل الجذر وطبيعة نموه ففي ثنائيات الفلقة هو وتدي وفي أحاديات الفلقة شكله ليفي ومعلوم أن الجذر الوتدي ينشأ من البذرة وتخرج منه مجموعة من التفرعات كما في ثنائيات الفلقة مثل: الفول وفول الصويا والفصّة وقد لا يتفرع كما في الجزر والشوندر المنزلي الأحمر. أما في أحاديات الفلقة فإن المجموع الجذري الليفي تكون الجذور فيه عارضة (عرضية) مثل القمح والبصل.

مستوى الرطوبة الأرضية : كلما انخفض معدل الرطوبة في طبقة من التربة ازداد تعمق الجذور. نبات العاقول 15م طول جذره أما الصبار جذوره سطحية لأنه ينمو في بيئات رملية خفيفة لذلك مجموعه الجذري سطحي حيث أن أي هاطل مطري إما أن يتبخر أو يبقى في السطح لذلك لابد من الاستفادة منه. أيضا َيجب أن نعلم أن ازدياد الرطوبة في التربة (التربة الغدقة) يؤدي إلى أن نمو الجذور يتوقف نهائياََ بسبب عدم توفر الأكسجين ويتوقف نمو الجذور على معدل الأمطار السنوي وبطبيعة توزيعه أثناء العام فقلته توسع المجموع الجذري والعكس صحيح.

درجة الحرارة: عموما الجذور تنمو في أوساط حرارية أدنى في تلك التي ينمو فيها الساق والأوراق وحرارة التجمد المنخفضة تؤدي إلى تثبيط كثير من العمليات الكيميائية أو تخريب النظام الأنزيمي للجذر وتؤدي إلى تقطع الجذور.

طبيعة التربة: في الترب الكتيمة الثقيلة نمو الجذور فيها ضعيف وذو بنية قاسية خاصة، أما في الترب الخفيفة فهو ينتشر بسهولة. خصوبة التربة :كلما زادت زاد النمو والعكس صحيح.

أوكسيجين التربة: يشكل الهواء من 20ـ25%من حجم التربة ولدينا منه 20% O₂ وهو ضروري لتنفس الجذور والنبات ككل وعند نقص الأوكسجين فإن الجذور وكائنات التربة الأخرى يتوقف نشاطها وتزداد كمية ثاني أكسيد الكربون CO₂

تصنيف الجذور

تصنيفها حسب بيئة النمو والتي تمتص منها ماءها وغذاءها

1. بيئة ترابية: قد تنمو الجذور كلياََ تحت سطح التربة مثل نبات القطن والشوندرأ وجزئياََ كما في نبات الذرة الصفراء أو كف مريم أو تين المطاط
2. بيئة مائية: كما في نبات عدس الماء وابن سينا بحيث تنمو جذوره في الطبقة العليا من سطح الماء، ولا تبلغ قاعه.
3. بيئة هوائية : كما في جذور نبات تين المطاط وقلب عبد الوهاب الجذور العارضة ذاتية التغذية وشرهة للرطوبة وعندما تصل للتربة تمتص الغذاء وعادة ما تقوم هذه الجذور بالتمثيل الضوئي
4. بيئة نباتية : كما في نبات الحامول والدبق الأبيض حيث يرسل النبات ممصاته ليخترق نسيج اللحاء في ساق بعض النباتات المجاورة ليمتص منها الغذاء الجاهز من النسغ الكامل
5. بيئة ترابية متحركة : أي جذور شادة متقلصة تعمل على شد النبات إلى أسفل التربة وأشهرها الأبصال كما في السوسن والكورمات كما في الزعفران الذي تنشأ جذوره من قاعدة الساق (عارضة) وتشده إلى الأسفل لحمايته من العوامل البيئية. إذاً كلها تقوم جذورها بحركة شد البصلة أو الساق لتبقيها تحت سطح التربة حفاظاً على النبات من العوامل البيئية الخارجية.

تصنيف الجذور بطريقة المجاميع

1. مجموع جذري ليفي: وهي جذور عرضية وتنشأ من أي جزء ما عدا الجذر الأولي الذي يموت مبكراً أو ينمو ضعيفاً. ويلاحظ تفرع هذه الجذور العارضة في بعض الأحيان إلى ثانوية وثالثية. كما في الأقماح.
2. مجموع جذري وتدي: قد يكون مغزلياََ كما في الشوندر أو مخروطياََ كما في الجزر أو وتدي متكور كما في اللفت، وهذا الجذر ينشأ ويتضخم انطلاقاََ من الجذير الأولي وتختص به ثنائيات الفلقة وعريانات البذور ويمتاز بسيطرة الجذر الرئيسي مدى حياة النبات.
3. مجموع مختلط: كما في نبات الفريز الحراجي أي نميز فيه النمطين الليفي والوتدي معاً.

أهم تحورات الجذر

تتغير الجذور بشكلها ووظيفتها تبعاََ للظروف البيئية المحيطة ولما هو مطلوب منها من قبل النبات، فقد تتحور إلى وظيفة ادخارية أو وظيفة تكاثرية أو وظيفة شدّ تبعاً لغنى وفقر التربة بالماء، أو لتتعايش مع الفطور، فكل هذه هي تحورات أهمها: جذور إدخارية (برانشيم القشرة أو برانشيم الخشب)، وتقسم إلى:

1. إدخارية لحمية هي جذور وتدية رئيسية التراكم فيها يكون في برانشيم القشرة كما في الجزر أو في برانشيم الخشب كما في الفجل.
2. إدخارية درنية هنا يوجد للجذر تفرع يتضخم ليقوم بعملية التخزين كما في نبات البطاطا الحلوة والأضاليا وزهر الهواء الخشن.

فطور جذرية: مثل نبات قرن الغزال أي أن هناك نباتات تحقق تغذيتها على حساب فطور تتغذى على الشعيرات الماصة في النبات والجذر يمتص غذاءه عن طريق تلك الفطريات.

جذور شادة عرضية مثل الأبصال نبات الزعفران والبصل العادي.