Back to chapter

34.18:

العناصر الأساسية لتغذية النبات

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Key Elements for Plant Nutrition

Languages

Share

عندما لا يتم زراعة أو تخصيب نبتة منزلية لعدة سنوات،فربما تجد علامات التعب عليها مثل اصفرار الأوراق. فمثل كل الأشياء الحية،تحتاج النباتات إلى مواد غذائية للتكاثر وعملية التمثيل الضوئي والمحافظة على الاستقرار الداخلي. ما هي المواد الغذائية التي تحتاج النباتات للازدهار؟تحتاج النباتات ذات الصحة الجيدة إلى مركبات عضوية تعتمد على الكربون أيضا حيث أن المواد الغذائية غير العضوية تسمى عادة المعادن.هنالك حوالي 17 مادة غذائية تدعم جميع حاجات النبات البيوكيميائية. تسمى هذه العناصر المواد الغذائية الأساسية؛لا يمكن لأي عناصر أخرى أن تعوّض العناصر الأساسية،وبدونها،لا يمكن للنبتة أن تكمل دورة حياتها. من بين المواد الغذائية الأساسية الكربون والهيدروجين والأكسجين والتي تشتق من المناخ والماء.تحصل معظم النباتات على المواد الغذائية الأساسية الأخرى من التربة التي تمتد جذورها فيها. المجموعتين الخاصتين بالمواد الغذائية الأساسية هي المواد الغذائية الكبرى والمواد الغذائية الصغرى. تشمل المواد الغذائية الكبرى الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والفسفور والبوتاسيوم والمغنيسيوم والكبريت.تحتاج النباتات لهذه العناصر بكميات كبيرة نسبياًيشكل الكربون 45%من الكتلة الجافة للنباتات،وهو مكوّن أساسي للبروتيات والأحماض النووية،والكربوهيدرت. وكذلك الأمر بالنسبة للنيتروجين فهو مكون مهم للأحماض النووية والبروتينات وصبغة التمثيل الضوئي الكلوروفيل. والبوتاسيوم مهم جداًلتنظيم عملية تبادل الغازات،وهي عملية مهمة للتمثيل الضوئي.المواد الغذائية الأساسية التي يحتاج إليها النبات بكميات أصغر تسمى المواد الغذائية الصغرى،كلوريد المغذيات الصغرى والحديد والمنغنيز والبورون والزنك والنحاس والنيكل والموليبدينم مطلوبة للنبتة لتقوم بوظيفتها بشكل مناسب. تعمل بعض المواد الغذائية الصغيرة كعوامل مشتركة والتي هي عبارة عن مواد تساعد الإنزيمات لتعمل بشكل سليم. على سبيل المثال،فإن الحديد هو عامل مشترك للإنزيمات في الميتوكندريا والكلوروبلاست.إذا افتقرت نبتة معينة إلى مواد غذائية أساسية فستبدأ أعراض بالظهور عليها مثل اصفرار الأوراق أو اخضرارها. يمكن أن يتم تحديد نقص مادة غذائية معينة عن طريق فحص مظهر البتة ومجتوى التربة من المادة الغذائية. وبالرغم من المواد الغذائية الأساسية تشكل كمية صغيرة نسبياًمن كتلة النبتة،إلا أنها مهمة لنمو النبتة و التوازن.

34.18:

العناصر الأساسية لتغذية النبات

مثل جميع الكائنات الحية ، تتطلب النباتات مغذيات عضوية وغير عضوية للبقاء على قيد الحياة والتكاثر والنمو والحفاظ على التوازن. لتحديد العناصر الغذائية الضرورية لعمل النبات ، استخدم الباحثون تقنية تسمى الزراعة المائية. في أنظمة الزراعة المائية ، تزرع النباتات _ بدون تربة _ في محاليل مائية تحتوي على مغذيات. تم تحديد ما لا يقل عن ١٧ عنصراً غذائياً كعناصر أساسية تتطلبها النباتات. تكتسب النباتات هذه العناصر من الغلاف الجوي والتربة التي تجذرت فيها ومن الماء.

تسعة من هذه العناصر الغذائية الأساسية _ تسمى مجتمعة المغذيات الكبيرة _ تحتاجها النباتات بكميات أكبر. تشمل المغذيات الكبيرة الكربون والأكسجين والهيدروجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت والكالسيوم والمغنيسيوم والبوتاسيوم. تحتوي المركبات النباتية الهامة ، مثل الماء والبروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات ، على مغذيات كبيرة المقدار. تنظم المغذيات الكبيرة أيضاً العمليات الخلوية. على سبيل المثال ، ينظم البوتاسيوم فتح وإغلاق الثغور لتبادل الغازات.

تحتاج النباتات إلى المغذيات الدقيقة بكميات أقل. وتشمل هذه الكلور والحديد والمنغنيز والبورون والزنك والنحاس والنيكل والموليبدينوم. تعمل العديد من المغذيات الدقيقة كعوامل مساعدة تمكن من نشاط الإنزيمات. لذلك ، بدون المغذيات الدقيقة ، النباتات غير قادرة على أداء الوظائف الهامة.

قد تظهر أعراض على النبات الذي يعاني من نقص أساسي في العناصر الغذائية ، مثل الجفاف واصفرار الأوراق. الأوراق القديمة والشابة عرضة لنقص العناصر الغذائية المميزة. على سبيل المثال ، غالباً ما تتأثر الأوراق الأصغر سناً بنقص الحديد أكثر من الأوراق القديمة.

تعد المعالجة الفعالة لنقص المغذيات في النباتات جزءاً لا يتجزأ من الممارسات الزراعية والبيئية. على سبيل المثال ، تستخدم أجهزة الاستشعار البصرية لقياس محتوى النيتروجين في التربة. يعتبر النيتروجين عنصر بالغ الأهمية للنباتات ، ولكن الاستخدام المفرط للأسمدة المحتوية على النيتروجين (أي الحفاظ على مستويات النيتروجين في التربة التي تتجاوز ما يمكن أن تمتصه النباتات) يؤثر سلباً على وظيفة النظام البيئي وقد يساهم في الاحتباس الحراري.

Suggested Reading

Padilla FM, Gallardo M, Peña-Fleitas MT, de Souza R, Thompson RB. Proximal Optical Sensors for Nitrogen Management of Vegetable Crops: A Review. Sensors (Basel). 2018 Jun 28;18(7). [Source]

Rouached H, and Phan Tran LS. Regulation of Plant Mineral Nutrition: Transport, Sensing and Signaling. Regulation of Plant Mineral Nutrition: Transport, Sensing and Signaling. Int J Mol Sci. 2015 Dec; 16(12): 29717–29719. [Source]