كتب elements of the agricultural environment

تشمل العناصر البيئية المؤثرة في نمو النبات كلاً من: الضوء، ودرجات الحرارة، والماء، والرطوبة، والعناصر الغذائية، ولا بدّ من فهم العلاقة بين نمو وتطور النباتات وهذه العناصر؛ لأنّ ذلك يعني فهماً أكبر لمتطلبات نمو النباتات المختلفة، وبالتالي محاولة تغيير خصائصها لتحسين إنتاجها بما في ذلك إنتاج الأوراق، والثمار، والزهور، وفيما يأتي توضيح لعلاقة النباتات بالعوامل البيئية المختلفة:

الضوء

يعتمد نمو أيّ محصول زراعي بشكل أساسي على ضوء الشمس، إذ يرتبط نمو المادة الصلبة في النبات بعلاقة طردية مع كمية الضوء التي تصل إلى النبات في أيّ منطقة جغرافية، وتعتمد هذه الكمية على عاملين اثنين، هما: شدة الضوء وطول فترة النهار، كما تتأثر بعوامل أخرى، مثل: الأنظمة الزراعية المتَّبعة، وكثافة المحاصيل في البقعة الواحدة، وتتغيّر شدة الضوء بتغيّر الارتفاع، وخطوط العرض، والموسم الفصلي، والغيوم، والضباب، وغيرها من العوامل، وتختلف احتياجات النبات من كمية الضوء باختلاف أنواعها، ويُمكن تصنيف النباتات حسب حاجتها إلى ضوء الشمس إلى:

• نباتات الشمس: هي النباتات التي تنمو وتزدهر تحت أشعة الشمس الدائمة، في حين تذبل وتتلف تحت الظل.
• نباتات نصف شمسية أو نصف الظل: هي النباتات التي تنتج ثماراً صالحة للأكل في المناطق الظليلة، ولكنها بحاجة إلى حوالي 50-80% على الأقل من أشعة الشمس لإكمال نموها.
• نباتات الظل: هي النباتات التي تنمو بوجود 30-50% من أشعة الشمس، أي أنّ تعرضها لأشعة الشمس بشكل دائم يضعف نموها، وتساعد زراعة النباتات في المناطق الظليلة على منع المادة الصبغية من النمو في النبات، ويدلّ نقص اللون فيها على جودة المحصول الزراعي.

أمّا فيما يتعلق بطول النهار أو ما يُعرَف باسم الفترة الضوئية (بالإنجليزية: Photoperiod) فهو يختلف باختلاف الموسم، ودوائر العرض؛ بسبب دوران الأرض حول الشمس، وميل محورها عن المستوى الأفقي لها، وتتحكم الفترة الضوئية بالإزهار وتكوين أعضاء التخزين في بعض النباتات، ويُمكن تصنيف النباتات حسب إزهارها بعد تعرضها للحد الأدنى من الفترة الضوئية إلى:

• نباتات النهار القصير: (بالإنجليزية: Short-day Plant)، هي النباتات التي تُزهر عندما يتناقص طول النهار.
• نباتات النهار الطويل: (بالإنجليزية: Long-day Plants) هي النباتات التي تُزهر عندما يزيد طول النهار.
• نباتات محايدة للضوء: (بالإنجليزية: Day-neutral Plants)، هي النباتات التي لا تتأثر بفترة طول النهار، ويُمكنها الإزهار في أيّ وقت.

درجات الحرارة

تُعدّ درجات الحرارة من العوامل الرئيسية المؤثرة في نمو النباتات، فهي تتحكم في التفاعلات والعمليات في النباتات، مثل:

• النتح.
• تنفس النبات.
• البناء الضوئي.
• امتصاص الماء والمواد الغذائية.
• النشاط الإنزيمي.

وبالتالي تتحكم درجة الحرارة في العديد من الأمور التي تخص المحاصيل الزراعية، من أهمها:

• الإنبات.
• الإزهار.
• قابلية حبوب اللقاح للنمو.
• معدلات نضج الثمار وهرمها.
• جودة المحصول.
• مدة الحصاد.
• مدة صلاحية النباتات قبل تلفها.

وتختلف حاجة النباتات للحرارة من نوع إلى آخر، ويُمكن القول بأنّ درجة الحرارة 25° مئوية هي درجة الحرارة الأمثل لنمو معظم المحاصيل الزراعية، ويبين الجدول الآتي تصنيف النباتات اعتماداً على حاجتها من الحرارة، والتي تُقاس بناءً على درجات الحرارة في الليل، حيث إنّ القيم الآتية هي القيم العددية لكل من النمو الفعال للنبات أو مدى النمو (بالإنجليزية: Effective Growth)، والنمو الأمثل للنبات أو المدى الأمثل لنمو النبات (بالإنجليزية: Optimum Growth) والذي استخدمه عالم النباتات كروغ (بالإنجليزية: Krug) عام 1991م للخضروات الرئيسية:

وبالاعتماد على نوع المحصول والظروف المصاحبة له، فإنّ درجات الحرارة المحيطة ستقل أو ترتفع عن معدلات النمو الفعّال، وهذا من شأنه أن يقلل من نمو النبات ويؤخر من تطوره، وبالتالي يقلل من كمية المحصول الزراعي وجودته في نهاية المطاف، فإذا انخفضت درجات الحرارة إلى الصفر أو ما دون، فقد يتسبب ذلك بقتل النباتات نتيجة تشكُّل الصقيع، وإذا ارتفعت بشكل كبير إلى أعلى من 40° فإنّ ذلك قد يؤدي إلى جفاف النباتات وبالتالي موتها.

الماء

يُشكّل الماء في معظم النباتات 90% من تركيبها الكلي، ويتمثل دوره بما يأتي:

• العنصر الأساسي في عمليتي البناء الضوئي والتنفس.
• العنصر المسؤول عن عملية ضغط الامتلاء (بالإنجليزية: Turgor Pressure) في الخلايا، وهي عملية لازمة للحفاظ على شكل الخلية وضمان استمرار نموها، إذ يُعدّ الماء هو المسؤول عن امتلاء ومتانة الأنسجة النباتية.
• الوسط المذيب للمعادن والكربوهيدرات المتنقلة في أجزاء النبات.
• المسؤول عن تبريد أوراق النبات؛ نتيجة تبخره من أنسجة الأوراق خلال عملية النتح.
• مصدر الضغط المساعد للجذور لتغرس نفسها عميقاً في التراب.
• الوسط الذي تحدث فيه معظم التفاعلات البيوكيميائية.

الرطوبة النسبية

تُعرَّف الرطوبة النسبية على أنّها أقصى كمية يُمكن لجزيئات الهواء استيعابها من بخار الماء عند درجة حرارة معينة، وتتناسب هذه الكمية مع درجة الحرارة تناسباً طردياً، إذ يحمل الهواء الدافئ كميات أكبر من بخار الماء، في حين تقل قدرة الهواء على حمل بخار الماء بمقدار النصف لكل انخفاض في درجات الحرارة قيمته 10° مئوية، وتُعدّ الرطوبة من العوامل المؤثرة في النبات، حيث تؤثر في عملية فتح وإغلاق مسام النباتات والتي تنظّم عملية فقدان الماء من النباتات خلال عملية النتح والبناء الضوئي، وتُقاس الرطوبة النسبية بالنسبة المئوية، فعلى سبيل المثال، إذا كانت الرطوبة النسبية للهواء هي 60% عند درجة حرارة 27° مئوية، فهذا يعني أنّ كل كيلوغرام من الهواء يُمكنه أن يحتوي على 60% من بخار الماء كحد أقصى عند نفس درجة الحرارة، وتتراوح نسب الرطوبة النسبية بين 0.01% في القطبين المتجمدين، و5% في المناطق المدارية الرطبة، ويوصف الهواء الذي يحتوي على نسب رطوبة عالية بأنّه هواء رطب، أمّا الهواء الذي يحتوي على الحد الأدنى من بخار الماء فيسمى هواءً جافاً.

العناصر الغذائية

تحتاج النباتات لإتمام عملية النمو إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، وتحصل عليهما من الهواء بالإضافة إلى 17 نوعاً مختلفاً من العناصر الغذائية، وتؤمن حاجتها منها من التربة، أو الأوساط التي تنمو فيها، وتنقسم العناصر الغذائية إلى عناصر كبرى (بالإنجليزية: Macro Elements) وعناصر صغرى (بالإنجليزية: Micro Elements)، أمّا العناصر الغذائية الكبرى فهي العناصر التي يحتاجها النبات بكميات كبيرة، كالنيتروجين الضروري لصحة الأوراق، والفسفور الضروري لنمو الأزهار وتطورها، والبوتاسيوم الضوري لنمو الجذور.

وعادة ما تضمّ التربة التي ينمو فيها النبات خليطاً من المواد المعدنية، والمواد العضوية، والماء، والهواء بنسب متفاوتة، حيث تنتج المواد المعدنية عن عمليات التجوية المستمرة للصخور خلال الفترات الزمنية الطويلة، بينما تتألف المواد العضوية من الكائنات الحية، وإفرازاتها، ونواتج عمليات التحلل، وبالنسبة للماء والهواء والمغذيات الموجودة في التربة فإنّ نسيج التربة هو الذي يلعب دوراً أساسياً في كمياتها، ونعني بنسيج التربة الحبيبات ذات الحجم السائد الموجودة في التربة، ويستطيع كل من الهواء والماء النفاذ من التربة ذات الحبيبات كبيرة الحجم كالرمل بسهولة ولا تحتفظ بها، ولا تستطيع الجذور الصمود بشكل كبير فيها، أمّا التربة المكونة في أغلبها من الحبيبات صغيرة الحجم كالطمي، والطين، فهي تربة قادرة على الاحتفاظ بكميات كبيرة من الماء، والمواد العضوية، وبالتالي تزداد خصوبتها.

الهواء

يُعدّ غاز ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء عنصراً أساسياً في عملية البناء الضوئي في النبات، ويُشكل هذا العنصر ما نسبته 0.03% من مجموع الغازات المشكِّلَة للغلاف الجوي، ومن أهمّ مصادره: تنفس الكائنات الحية بما في ذلك الإنسان، وعمليات تحلل المواد العضوية، واحتراق الوقود الأحفوري، والنشاطات البركانية، ويصل ثاني أكسيد الكربون إلى النبات عن طريق المسام الموجودة على سطح الأوراق لينتشر في المساحات بين خلايا الورقة.

ومن جهة أخرى، ترتبط النباتات بالرياح، وقد تؤثر الرياح سلباً أو إيجاباً عليها، فقد تسرِّع من انتقال الحرارة من أسطح الأوراق، وتزيد من انتشارها في المناطق المعرضة لتكوّن الفطريات مما يمنع نموها، لكنها قد تتسبب في إصابة النبات بالجفاف الشديد، وفي انتشار بذور الأعشاب الضارة في مناطق عديدة، وفي بعض الأحيان قد تتسبب في تدمير النباتات.

للتعرف أكثر على عناصر البيئة ومكوناتها يمكنك قراءة المقال عناصر البيئة ومكوناتها

وللتعرف أكثر على معلومات حول البيئة يمكنك قراءة مقال تعريف البيئة ومقال موضوع عن البيئة