تحمل أشجار الفاكهة للجفاف
يتعرّض العالم باستمرار لموجات من الجفاف وذلك نتيجة لأسباب متعدّدة منها بيئية والأخرى تنظيمية تتعلق بترشيد المقنّنات المائية وتنظيمها وهنا تجد فيزيولوجيا الفاكهة دورًا مهمًا في بحث هذه المظاهر التي تتعرض لها الحاصلات الزراعية بكافة أنواعها وخاصة أشجار الفاكهة لما لفهم الأنظمة والقوانيين الفيزيولوجية أهمية خاصة في إدراك الأسس الواجب اعتمادها عند زراعة أشجار الفاكهة وخاصة اعتماد الأنواع والأصناف المتحملة للجفاف أو استنباط أصناف جديدة تتميز بتحملها للجفاف وذلك وساطة عمليات التهجين والتحسين الوراثيين.
لأشجار الفاكهة علاقة حيوية بالوسط الخارجي (البيئية)، إذ إنها تعيش فيها وتتعايش معها، ولذلك فإنّ الفعل الناتج عن الطبيعة، والذي يتوضح بأشكال مختلفة منها الجفاف، يقابله ردّ فعل من قبل أشجار الفاكهة، يتوضح كذلك بأشكال مختلفة كانغلاق المساحات البينية في الأوراق وتجعدها كما هو في أشجار الدراق، ويُعدّ ردّ الفعل في النبات – بشكل عام – حصيلة للتغييرات الداخلية فيه، وعلى سبيل المثال، عندما ترتفع درجة الحرارة في الوسط الخارجي يقابلها رد فعل من النبات متمثلا بنشاط الإنزيمات المحللة لماءات الفحم خلال عملية الاستقلاب الغذائي، كما أن ارتفاع درجة الحرارة هذه تؤثر في النبات نفسه فتؤدي لارتفاع لزوجة البروتوبلازم.
هذا وقد توضحت ظواهر فيزيولوجية عدية خلال عملية التطور الطبيعي للنبات، تلك العملية التي استغرقت ملايين السنين، حيث تأقلمت مجموعات النباتات المختلفة مع البيئة بشروطها المختلفة رافقتها تغييرات تشريحية في بنى بعض النباتات بحيث حافظت على نفسها من الانقراض وذلك ضمن إطار نظرية حفظ النوع وحب البقاء للكائنات الحيّة والتي قام بدراستها وتحليلها العالم البيولوجي الشهير داروين.
هذا ويمكن تقسيم النباتات بشكل عام لثلاثة مجموعات أساسية، وذلك من خلال تأقلمها أو تكيفها مع البيئة وهي:
1- المجموعة الأولى : وتضم النباتات الحولية ذات الدورة الحياتية القصيرة، حيث يتم خلالها إنبات البذور بعد توفر كافة شروط الإنبات، وهنا تُعد مدة دورتها الحياتية القصيرة شكلاً من أشكال التكيف مع البيئة، وخاصة شروط الرطوبة حيث تختصر دورتها الحياتية لأقصر فترة متمّمة دورتها الحياتية بسرعة.
2- المجموعة الثانية: وتضم النباتات العصارية والتي تتميز بأنها تقوم بتخزين كميات كبيرة من الماء معتمدة بذلك على جملة من التغييرات التشريحية والمورفولوجية، كما هو في نوع النبات Cactus والذي يقوم بإغلاق مساماته خلال النهار الجاف وفتحها خلال ساعات الليل، حيث يأخذ غاز ثاني أوكسيد الكربون CO2 اللازم له في عملية التمثيل الضوئي، وذلك بوساطة التفاعلات التخمرية اللاهوائية.
3- المجموعة الثالثة: وتضم النباتات المعمّرة وغير العصارية لأشجار الفاكهة، حيث تستطيع بعض أنواعها تحمل الجفاف لفترات طويلة مستفيدة من الرطوبة النسبية الأرضية بوساطة تعمّق مجاميعها الجذرية، ما هو في أشجار النخيل والزيتون والعنب وغيرها.
ويفهم من ذلك إمكانية تحمّل النباتات المختلفة لنقص الرطوبة النسبية في الهواء الجوي، وفي التربة مع استمرارية نموها وتطورها وإثمارها بشكل طبيعي، حيث تتحمّل النباتات (الأشجار المثمرة) الجفاف بشكل متباين، تبعاً لتصنيف مقاومتها إلى أربع مجموعات أساسية هي:
1- أشجار متحمّلة للجفاف مثل: الزيتون والنخيل والصبار والعنب...
2- أشجار نصف متحمّلة للجفاف مثل: اللوز والمشمش والدرّاق.
3- أشجار غير متحمّلة للجفاف مثل: التفاح والكمثرى.
4- أشجار محبّة للرطوبة مثل: أشجار الحمضيات.
تختلف أشجار الفاكهة باستهلاكها للماء وذلك تبعاً لأنواعها وأصنافها وللأصول المستخدمة في إنتاجها، وللشروط البيئية السائدة والحالة الصحية لها، وللشروط الاقتصادية وغيرها، وعلى سبيل المثال: تستهلك الأشجار المثمرة في أثناء الفترة الخضرية بالليترات كالتالي: الدراق: 13500 ليتر، التفاح: 25250 ليتراً، النارنج: 62500 ليتراً.
وبطبيعة الحال فإنّ ميكانيكية تحمّل أشجار الفاكهة للجفاف من خلال الظواهر التالية:
1- تستهلك الأشجار المثمرة حاجتها من الماء من المناطق السفلى للطبقة الأرضية النشيطة.
2- تتمتع الأشجار المثمرة بإمكانية تقوية خاصية الامتصاص في جذورها حين الحاجة.
3- تستطيع الأشجار المثمرة تقليل شدة الامتصاص في جذورها في الطبقات الرقيقة من التربة.
4- إمكانية تقليل شدّة النتح عند الحاجة الماسة للماء، وفي الشروط البيئية السائدة وخاصة الجافة منها.
5- إمكانية زيادة عد المسامات في أوراقها، وكذلك إمكانية انغلاقها أحيانا، وخاصة عند ظهور نقص الرطوبة الجوية النسبية.
6- وجود الطبقة الزغبية على أوراق شجرة الفاكهة وأغصانها.
7- إمكانية تجعد أوراق بعض أشجار الفاكهة ميكانيكياً أو التفافها، كما هو الحال في أشجار اللوز والدرّاق.
8- إمكانية تقليل المساحة الخضرية على الشجرة، وهي المساحة القابلة للنتح، وذلك بوساطة سقوط اضطراري لبعض أوراقها عند اللزوم.
9- إمكانية تقليل عدد الخلايا في الشجرة، وهي الخلايا التي تدخل في مرحلة الانقسام والمحتاجة للماء.
10- إمكانية خفض وتيرة عملية التنفس، وهي العملية الفيزيولوجية التي تحتاج لكميات من الماء.
11- إمكانية خفض معدل عملية التمثيل الضوئي.
12- سماكة طبقة الكيوتيكل Cuticule التي تؤدي إلى تقليل كمية الماء الناتجة والمتبخرة.
هذا وتستجيب أشجار الفاكهة لنقص الرطوبة النسبية الجوية والأرضية وذلك من جراء التغيرات التالية :
- التغيرات المورفولوجية، وتشمل:
أ - عوامل تتعلق بنمو الجذور وتتوضح كالتالي:
- استطالة سريعة للجذور.
- انتشار للمجموع الجذري وتشعبه.
ب - عوامل تتعلق بالأوراق وتتوضح كالتالي:
- تساقط الأوراق.
- تقليل مساحة الأوراق.
- تغير في تركيب الأوراق.
- تغير في وضعية الأوراق وتوجهها.
- وجود الطبقات الشمعية أو الزغبية على الأوراق.
ج - عوامل تتعلق بمسامات الأوراق، وتتوضح كالتالي:
- تقليل عدد المسامات.
- وجود الأوبار حول المسامات.
- التغيرات الفيزيولوجية: وتشمل:
أ - ارتفاع الضغط الإسموزي.
ب - انخفاض معدل التمثيل الضوئي وشدّة التنفس.
ج – تراكم البروتينات.
وإن الضغط الإسموزي لعصارة الخلايا الحارسة يتأثر في قيمة pH وتركيز غاز ثاني أوكسيد الكربون، فعندما يكون الوسط قلوياً آنذاك يتحوّل النشاء مائياً إلى سكر، بينما إذا كان الوسط حامضياً فتتحول جزيئات السكر إلى نشاء.
كذلك تعمل زيادة تركيز غاز ثاني أوكسيد الكربون في الوسط المحيط بالخلية على تكوين حامض الكربونيك H2CO3 وأحماض عضوية أخرى تؤثر بدورها في النشاط الإنزيمي وتقليل قيمة pH بحيث يسير التفاعل باتجاه تحويل السكر إلى نشاء مما يؤدي إلى انخفاض الضغط الإسموزي للعصير الخلوي في الخلايا الحارسة فيصبح أقل مما هو عليه في الخلايا المساعدة، وبذلك تنخفض كمية الماء في الخلايا الحارسة فتنغلق المسامات (الثغور).
وإن ارتفاع درجات الحرارة حتى 35 م يؤدي إلى زيادة تركيز غاز ثاني أوكسيد الكربون في المساحات البينية مؤديا إلى زيادة الحموضة في عصارة الخلايا الحارسة، وبالتالي إلى تحويل السكر إلى نشاء.
ومن الملاحظ أن انغلاق المسامات يؤثر في معدل عملية التمثيل الضوئي، وبالتالي يؤدي إلى انخفاض استهلاك غاز CO2، كما أن كمية الماء الناتح تنخفض بشكل يوازي انخفاض معدل عملية التمثيل الضوئي.
كذلك فإنّ الأنسجة المعرّضة لنقص الرطوبة فيها تصبح مناسبة لتجمع البروتين فيها، وبالتالي فإن هذا البروتين يتأكسد بسهولة.
هذا ويؤدي ارتفاع درجات الحرارة فوق الـ 40 م إلى تخثر البروتوبلازم نتيجة لهدم البروتينات وعزل الزمرة الأمينية NH2 على شكل نشادر مسبباً بذلك تسمم الأنسجة النباتية، ولذلك تقوم أشجار الفاكهة المتحملة للجفاف برفع الشدّة التنفسية فيها حيث يؤدي ذلك إلى تراكم المواد العضوية وخاصة الأحماض العضوية التي تتحد ذاتها مع الأمونياك لينتح عن ذلك تكوين أحماض أمينية مختلفة وخاصة حمض RNA الذي يعيق عملية هدم البروتينات ويساعد على تحمل الجفاف.
هذا وقد قام العالمان Krapivina و Genkelj عام 1964 بدراسة ظاهرة النتح في أشجار الفاكهة وعلاقتها بتحمّل هذه الأشجار للجفاف ونتيجة لبحوث عديدة في هذا المجال تبين لهما أن الأوراق الصغيرة تنتح حوالي 65% وعندما تكبر بالعمر فإنّ هذه النسبة تنخفض حتى 5% ، وهذه النتيجة تؤكد ظاهرة النمو السريع للأوراق عند الأشجار المثمرة وإمكانية تقليل كمية الماء الناتح منها.
وقد قام العالم الياباني Sar عام 1972 بدراسة ظاهرة تحمل الجفاف في الكرمة واستنتج بعد دراسات وبحوث عديدة بأن هذه الظاهرة تعتمد بشكل مبشر وغير مباشر على العوامل التالية:
1- محتوى النبات من الماء بأشكاله المختلفة.
2- شدة فقدان الماء من النبات.
3- شدة التنفس.
4 معدل عملية التمثيل الضوئي.
5- الخاصة الصنعية (الصفات الوراثية).
ومما تقدّم نستطيع معرفة كمية الماء المتوافر في أنسجة شجرة الفاكهة، وذلك باستخدام المعادلة التي قام كل من العالمين الإيطاليين Milthro و Gowami في عام 1967 بتثبيتها :
Pw-Pa Pr-Pw
ـــــــــــــــــــ - ــــــــــــــــــــــ = F
Rw RL
إذ : Pr-Pw : طاقة الماء على سطح الجذر وفي خلايا الأوراق.
Pw : ضغط بخار الماء فوق المسطح الأخضر القابل للنتح.
RL : مقاومة بخار الماء العام.
Rw : مقاومة بخار الماء النسبي.
