تغذية نبات pptx - سعد طه الملك

Plant Nutrition

Plant Nutrition is the study of the chemical elements (Nutritents) and compounds that are necessary for plant growth, and also of their external supply and internal metabolism.
In 1972, E. Epstein defined two criteria for an element to be essential for plant growth:
in its absence the plant is unable to complete a normal life cycle; or
that the element is part of some essential plant constituent or metabolite.

This is in accordance with Liebig's law of the minimum: There are 17 essential plant nutrients. Carbon and oxygen are absorbed from the air, while other nutrients including water are obtained from the soil. Plants must obtain the following mineral nutrients from the growing media:[2]
the primary macronutrients: nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K)
the three secondary macronutrients: calcium (Ca), sulphur (S), magnesium (Mg)
the macronutrient Silicon (Si)
the micronutrients/trace minerals: boron (B), chlorine (Cl), manganese (Mn), iron (Fe), zinc (Zn), copper (Cu), molybdenum (Mo), nickel (Ni), selenium (Se), and sodium (Na)

Add K fertilizer…

Ca+2
K+
Ca+2
+
Ca+2
Ca+2
K+
K+
K+
K+
K+

K+
K+

+

1 Ca : 2 K

1 Ca : 2 K
Same ratio

Ion exchange example:Add H+ ions to soil :

soil
Ca+
Ca+
Ca+
Ca+
Ca+
Ca+
Ca+
Ca+
Ca+
Ca+
Ca+
Ca+
Ca+
Ca+
+
H+
H+
H+
H+
H+
H+

solution
exchangeable
solution

+
H+
H+
Ca+
Ca+

exchangeable

solution

Cation exchange capacity (CEC)

Sum total of exchangeable cations that a soil can adsorb. ( prevents nutrients from leaching away from roots)

تتركب المادة الحية للخلايا النباتية من عناصر وجزيئات مشابهة لبقية المواد الحية في الكائنات الأخرى (البكتريا، الحيوانات وغيرها) مما يدل على عمق وحدة المحيط الحيوي Biosphere الذي يتكون من كائنات متقاربة وراثياً وقادرة على التكاثر والتناسل عبر مسيرة التطور، ورغم ذلك فإن النباتات تنفرد بمميزتين حيويتين أساسيتين هما:
1ـ تحاط الخلية النباتية بغلاف سللوزي (كيتيني) وتدخل الكلوسيدات بكميات كبيرة في تركيبها.
2ـ تتميز الخلية النباتية بقدرة متطورة على التركيب الحيوي Biosynthesis تستطيع معها أن تعيش (مستقلة ذاتياً ) في وسط معدني من دون أي تبادل مع أي كائن حي آخر.
فالنباتات الراقية النامية في المحيط الهوائي وعلى تربة غنية بالنترات يمكنها أن تدخل الكاربون واالنتروجين والماء والكبريت والفوسفور وغيرها في جزيئاتها العضوية المختلفة، أما الطاقة اللازمة لعمليات التركيب الحيوي فتتزود بها مباشرة من( الأشعة الشمسية)، وهذه الحالة لا توجد في الكائنات الحيوانية. تدخل في تركيب النباتات عناصر معدنية تسهم في نشاطاتها وتدل الدراسات على (عدم وجود تناسب) بين كمية العنصر في الوسط الذي يتطور فيه النبات وبين أنسجته، ولتوفير احتياجات النباتات لابد من معرفة تركيبها، وتوضح التحاليل النباتية احتواء الأنسجة النباتية على العناصر الآتية:

التركيب الضوئي Photosynthesis

1ـ تشكل العناصر الأربعة الأساسية: C,H,O,N أكثر من 96٪ من المادة الجافة، ويحصل النبات عليها من الماء والهواء المشتمل على الأكسجين والنتروجين وبتثبيت ثاني أكسيد الكربون الجوي بعملية التمثيل الضوئي، ولا يمكن لأي نبات أن ينمو بغياب أحد هذه العناصر ولو توافرت العناصر الأخرى.
2ـ أما العناصر الكيماوية الضرورية فتقسم إلى مجموعتين هما:
أ ـ العناصر الكبرى macronutrient elements وهي: إما لا معدنية مثلCL,S,P، وإما معدنية وهي Ca,K,Na,Mg ويراوح تركيزها بين 10-2و10-3ملغ/غ مادة جافة.

ب ـ العناصر الصغرى micronutrient element وهي: Fe,Zn,Mn,Cu,Mo,Si,B,Ba وغيرها ويراوح تركيزها بين 10-3 و10-6ملغ/غرام مادة جافة. كما توجد العناصر المعدنية الزهيدة oligo-elements وتشمل عناصر كثيرة هي Cr,Li,Br,F,I,Co,Ni,Al,Pb,Cd,Rb,Ti وغيرها، ويراوح تركيزها بين10-6 و10-9ملغ/غرام مادة جافة، ووجودها يحسن عموماً من نمو النباتات. وتجدر الإشارة إلى أن التركيب الكيماوي للنباتات يختلف بحسب الأنواع والأصناف ونوع التربة وخصبها وطبيعتها الفيزيائية وخاصة التهوية ودرجة الحرارة والرطوبة ودرجة الحموضة PH وكمية الأسمدة المضافة إليها والشروط البيئية وعمر النبات وأعضائه والطعم والأصل وتوافقهما وغيرها. ويختلف محتوى رماد الأنسجة النباتية بحسب النباتات وتنوعها وتطورها.

التغذية النباتية plant nutrition مجموعة الظواهر والوسائل البيولوجية التي تضمن استمرار حياة النباتات المختلفة وفاعليتها الوظيفية باستعمال المصادر البيئية التي تعيش فيها. وتقتضي دراسة التغذية النباتية المعرفة التامة بعلوم فيزيولوجيا النبات والكيمياء الحيوية والنبات والفيزياء والرياضيات التطبيقية والبيئة، وذلك بحثاً عن الطرائق الفاعلة للتوسع العمودي والأفقي بالرقعة الزراعية وعن أفضل الأوساط المغذية للنباتات التي تهم التغذية والاقتصاد بهدف الحصول على أفضل مردود نوعاً وكماً

وصلت بحوث تغذية النبات والعلاقات الكائنة بين التربة والنبات في بداية القرن التاسع عشر ومنتصفه إلى درجة متقدمة على يد الباحث الفرنسي بوسينيول (1807-1887) J.B.Boussignault الذي عدّ مؤسس علم الزراعة الحديثة، ولم يكتف بدراسة التركيب المعدني لرماد النباتات بل تعمق في دراسته للعلاقات بين كمية العناصر الموجودة في النبات وتلك العناصر المفقودة من التربة والأسمدة المضافة إليها، وهو أول من برهن على تثبيت البقوليات للآزوت الجوي.
وبعده، بيّن الألماني ليبيغ (1803-1873) Liebig أن كل المواد الموجودة في محلول التربة تمتص بوساطة جذور النباتات، وأدت أفكاره إلى قبول النظرية المعدنية للأسمدة Mineral theory of fertilizers، وفي عام 1860، بيّن النباتي الألماني ساكس J.V. Sacks أن الطور الصلب للتربة يمكن أن يغذي النبات على نحو كامل، وأوجد محلوله المغذي الشهير الذي يعد أساس المحاليل المغذية حتى الآن، وأتى بعده كنوب Knob الذي وضع في عام 1886 محلوله المغذي الشهير وحسّن طرائق الزراعة في المحاليل المغذية، ثم أثبت النباتي الروسي فورونين Woronin بأن عقد جذور البقوليات تحتوي على البكتريا. وتتابعت الاكتشافات في القرن العشرين، وتبين أن الجذور تمتص الأملاح بالتماس المباشر بين حبيبات التربة وسطح الجذور. ومنذ عام 1930 برزت أهمية محلول التربة كمصدر للعناصر المعدنية القابلة للامتصاص بوساطة الجذور، وتتابعت البحوث في هذه المجالات وأحرزت تقدماً ملموساً يعد اليوم المنطلق الأساسي للأبحاث الحديثة في تغذية النبات.

طرائق دراسة التغذية النباتية

المزرعة الحقلية، وزراعة البكتريا والفطر، وزراعة الأنسجة، والمزارع المائية، والمزارع الرملية، واستخدام النظائر المشعة.
ويمكن أيضاً (تحليل أجزاء النبات) المختلفة وبخاصة النموات الخضرية الحديثة التي تسهم في الكشف عن (نقص العناصر المعدنية) بمقارنة التحليل الكيميائي لأوراق أشجار غير مريضة مع أوراق لأشجار مريضة تعاني من نقص العناصر.
هذا إلى جانب (تحليل التربة )بهدف تصحيح الميزان الغذائي المعدني وإضافة الأسمدة المعدنية اللازمة للنمو النباتي، وأدَّت هذه الطرائق إلى الكشف عن عناصر ضرورية جديدة من فئة العناصر المغذية الصغرى مثل اليود والحديد والمنغنيز والنحاس والزنك والموليبدين وغيرها.

أنواع الماء في النبات

يوجد الماء في النبات:
إما على شكل الماء (المثبت أو المرتبط) الذي تكون جزيئاته مرتبطة بروابط هيدروجينية حول مجموعات كحولية أو أمينية أو كربوكسيلية وغيرها.
إما على شكل ماء (حر) الذي تكون درجة ارتباطه ضعيفة وسهل الحركة ويكون موجوداً في (الفجوات الخلوية)،
إما على شكل ماء( خلوي ) وهو الماء الذي يثبت التركيب الثلاثي في الفراغ لبعض الجزيئات العملاقة البروتينية ولا ينزع إلاّ بتخريب طبيعة البروتينات.
يمكن استخلاص الماء الحر في درجة الحرارة 70-110ْ م، ولا يمكن استخلاص الماء المرتبط والخلوي في هذه الدرجة. ويُشكِّل الماء المثبت أوالخلوي نحو 3- 5٪ من نسبة الماء الكلي في الأنسجة النباتية.

أنواع الماء في التربة
1ـ الماء الحرGravitational: وهو الماء الذي يخضع في حركته إلى الجاذبية الارضية والقوى الشعرية في التربة ويتمثل بماء الرشح أو ماء الجذب أو الماء الشعري (يقع تحت تأثير القوى الشعرية).
2ـ الماء المثبت: ويقسم :
أ ـ الماء المثبت كيماوياً داخل حبيبات التربة.
ب ـ Hygroscopic الماء المثبت بشده بقوى الادمصاص الخارجي للحبيبات التربة.
ج ـ Capillaryالماء الضعيف التثبيت أو الماء الغشائي وهو الماء الذي يحيط بالحبيبات.

النتح النباتي

يفقد النبات (الجزء الأكبر ) من الماء الذي يمتصه بالنتح الذي لا تتأثر سرعته بانخفاض المحتوى المائي في التربة طالما ظلت نسبة الرطوبة فيها أعلى من النسبة التي تسبب الذبول الحقيقي للنبات.
كما تؤثر (درجة الحرارة ) في الجو المحيط بالنبات والأوراق، ويؤدي ارتفاعها إلى زيادة (عجز الإشباع ببخار الماء ) في الجو الخارجي ممّا يزيد من سرعة النتح. كما يختلف بحسب بنية الورقة وجهها وعمرها وعمر خشب النبات. وتزداد سرعة النتح بازدياد التغذية المائية والإضاءة الشمسية ودرجة الحرارة وسرعة الرياح وغيرها، وتختلف هذه السرعة بحسب المناطق (الرطبة وشبه الرطبة والجافة). ويتحقق النتح على حساب الطاقة الإشعاعية الشمسية وعلى حساب التوصيل الحراري من الجو الخارجي. ويمكن القول بشكل عام أن سرعة النتح تراوح بين 100 و250غ/ م2 الورقي/سا في الساعات النهارية وبين 14.3 و8.9غ/ م2 الورقي/سا في الساعات الليلية، ويعد النتح (عاملاً فيزيولوجياً أساسياً ) يعمل على تنظيم درجة حرارة الأوراق وامتصاص الماء بوساطة الجذور.
أما امتصاص المواد المعدنية فينظمه الاستقلاب Metapolismوالمواد الناتجة عنه. ويرتبط وزن المحصول النباتي النهائي بكمية الماء الميسر في التربة .