نمو وتطور أشجار الفاكهة
Growth and development of fruit trees
تعريف Deffenition :
النمو هو الازدياد الكمي والنوعي الذي يطرأ على أجزاء النبات (الشجرة) كنمو الجذر والساق والأفرع والأوراق وغيرها حيث يتناسق كل من النمو والتطور ضمن نظام بيولوجي دقيق، ويلاحظ أنَّ النمو يؤدي إلى تغيير في الشكل، وكذلك في المضمون لأجزاء الشجرة المختلفة، لذلك فإنَّ الشكل الظاهري لهذه الأجزاء يُعد بمنزلة مقياس للتطور الذي يطرأ عليها.
ويرتبط نمو أشجار الفاكهة وتطورها بشكل أو بآخر بنظريات متعددة تتعلق بالنسبة المتوازية بين كل من الكربوهيدرات والآزوت، وكذلك بالمراحل البيولوجية التي تتعاقب على الشجرة. وللعمليات الفيزيولوجية التي تجري في أنسجة أجزاء شجرة الفاكهة تأثيرات مهمة على الشكل الظاهري لهذه الأجزاء، حيث تؤدي إلى تغييرات مورفولوجية مهمة، وعلى سبيل المثال فإنَّ العوامل التي تساعد أو بالأحرى تؤدي إلى إحداث عملية التمثيل الضوئي هي نفسها التي تساعد على التزهير في أشجار الفاكهة.
ومن المؤكد أن لعنصر الآزوت تأثيرًا هاماً في النمو الخضري في النبات بشكل عام يُعدّ ضرورياً كمرحلة بيولوجية تسبق الإزهار وبالتالي تشير بعض المراجع إلى أن عالم الوراثة الروسي المشهور Micurim والذي تقدم بنظرية المراحل البيولوجية للأشجار المعمرة (الفاكهة) وقد بينها بالتتالي:
1- مرحلة البذور الناتجة عن عمليتي التلقيح والإخصاب.
2- مرحلة الإنتاش : وهي التي تبدأ بإنبات البذرة.
3- مرحلة تصلب أجزاء الشجرة وتستمر 3-5 سنوات.
4- مرحلة النضج الكامل : وتتميز بنمو خضري وثمري غزير.
5- مرحلة التدهور (الشيخوخة).
ويلاحظ أن المراحل البيولوجية في النباتات الحولية مختلفة نسبياً عنها في النباتات المعمرة، حيث تكون كالتالي :
1- المرحلة الجنينية.
2 - المرحلة الطفولية (الإنتاش).
3- مرحلة النضج الكامل.
4- مرحلة النضج الكامل.
5- مرحلة الشيخوخة والموت.
فيزيولوجيا النمو والتطور:
لفهم عملية التطور لابد من فهم عملية النمو نظرا للتفاوت الواضح في مواعيد مراحله وذلك تبعاً للنوع والصنف وللشروط الخارجية (البيئية) والداخلية في الأنسجة النباتية نفسها وغيرها من العوامل التي تؤدي إلى الاختلافات في مواعيد النمو، وعلى سبيل المثال تستهلك البذرة كمية من الماء عند إنتاشها مما يؤدي إلى زيادة في وزنها، أي زيادة في وزن نواتجها كان رشيماً أو سويقة وغيرها، فتبدو وقد امتلأت بالمواد العضوية وغيرها.
ومن المعروف أن النمو يطرأ نتيجة لعملية انقسام الخلايا، حيث تتضخم محيطيات الأجزاء النباتية وبالتالي يزداد حجم كل منها، وتبدو هذه العملية كالتالي:
1- يزداد حجم الجزء النباتي وذلك إما بالعدد أو بالمساحة أو بالوزن.
2- نتيجة لازدياد عدد الخلايا عن طريق النمو، تزداد كمية البروتوبلازم في الخلية.
- أنواع النمو Species of Growth :
وكما توضح لنا بأن للنمو دلائل عديدة تتكشف من خلال زيادة الحجم الرطب والجاف والوزن وغيرها.
ومن خلال ذلك يتبين لنا بأن للنمو نوعين هما:
1- النمو الخضري : ويشمل تكوين السوق والأوراق والأفرع .
2- النمو التكاثري : ويشمل تكوين الإزهار والثمار والبذور .
(1) النمو الخضري Growth vegetables:
- مناطق النمو الخضري ومراحله :
تتميز أشجار الفاكهة كنباتات راقية بوجود مناطق النمو مثل أطراف الجذور وقمم السوق ومنطقة الكامبيوم، حيث يحدث النمو في هذه المناطق على ثلاثة مراحل أساسية هي:
- مرحلة الانقسام الخلوي:
تنقسم هذه المرحلة إلى مرحلتين وهما:
1- تحت مرحلة الازدياد الحجمي.
2- تحت مرحلة التمايز الخلوي.
ويتركز النمو في المناطق التي تحوي على نسج قابلة للانقسام كالنسج الميرستيمية (الإنشائية).
- النسج الميرستيمية Merstym's tissue:
الميرستيم عبارة عن نسيج ذي خلايا متجددة باستمرار، وذلك نتيجة للانقسام الخلوي المتتابع الذي يحدث ضمن شروط ملائمة ينتج عنه زيادة في حجم الخلايا الناشئة عن هذا النسيج.
ومن المعروف أن النسج الميرستيمية تتواجد في قمم الجذور والسوق وغيرها ويختلف نشاطها تبعاً لشروط البيئة السائدة. ولعوامل داخل النبات نفسه.
وإن عملية الانقسام الخلوي التي تحدث في الساق تنحصر في المسافات الواقعة بين السلاميات العليا، في حين تتوضع عملية استطالة الخلايا مبتعدة بحدود 10 سم خلف القمة الواقعة باتجاه السلاميات.
ومن المؤكد أن عملية الانقسام الخلوي تتطلب تكوين جدار عرضي وظيفته فصل الخليتين البينيتين مما يتطلب استهلاك وتمثيل كميات لابأس بها وتمثيله من الكربوهيدرات، وكذلك تكوين هيولينات البروتوبلازم نتيجة لتمثيل بعض الأحماض الأمينية والأميدات وغيرها، إضافة إلى ذلك لابد من توافر بعض العناصر المعدنية اللازمة والمهمة إضافة إلى الماء.
وفي هذه المرحلة من النمو الخضري تظهر تفرّعات لكل من الجذور والسوق وذلك بعد إنتاش البذرة مباشرة حيث تتكشف عن جذر أولي (ابتدائي) ينشأ عن القمة النامية التي بدورها تتمايز من الجنين.
هذا ويُعدّ الجذر الأولي (الابتدائي) بمنزلة امتداد سفلي للمحور العلوي على الشجرة، حيث يستطيل تدريجياً ويزداد ثخانة وتتكون عليه الأفرع الجذرية الجانبية (الجذور الثانوية أو الجذيرات) ويسمّى مجموع هذه النموات (الجذر الابتدائي + الفروع الجذرية الجانبية) بالمجموع الجذري وخلال هذه المرحلة تأخذ الأوكسينات مكاناً مهما يؤدي إلى تسريع في نمو الجذور الابتدائية.
وتجدر الإشارة إلى أن تفرعات الساق تبدأ بنموات صغيرة تتوضع في آباط الأوراق على شكل بروزات ميرستيمية وبراعم جانبية تتكشف عنها أفرعاً رئيسية للشجرة.
كما تنشأ الأوراق عن نتوءات تظهر على جانبي القمة الميرستيمية وذلك نتيجة لتوضع صفين من الخلايا الميرستيمية تحت البشرة، وهنا تحتل الأوكسينات وبعض منظمات النمو الأخرى دورًا مهمًا.
كما أن الكامبيوم الناتج عن الميرستيم يتكون من طبقة سمكها خلية واحدة تتوضع بين اللحاء والخشب وهو ما يسمى بالميرستيم الغربالي (شكل 1).
هذا ويشمل الكامبيوم نموذجين من الخلايا :
1- الخلايا المتساوية الأبعاد أو ما تسمى بالخلايا المولدة للأشعة الوعائية.
2- الخلايا المغزلية.
الشكل (1) يوضح مقطع طولي في الميرستيم: A - قمة الساق، B - قمة الجذر
ومن المعروف أن زيادة النمو التي تطرأ على الساق ليست إلا نتيجة لنشاط الكامبيوم وذلك بإضافة طبقات جديدة من الخشب والغربال داخل جسم الساق ويتم ذلك من خلال موسم نشاط الكامبيوم (شكل 2).
(2) العوامل المؤثرة في النمو الخضري:
هناك عوامل عديدة تؤثر في كل من النمو الخضري والثمري، ومنها ما يُعدّ محددًا، إذ تتفاوت تأثيراتها تبعاً لأنواع أشجار الفاكهة وأصنافها، فالبعض منها مقاوم لارتفاع أو انخفاض درجات الحرارة، أو متحملاً للجفاف أو لبعض الإصابات المرضية والحشرات وغيرها.
ومن المعروف بأن هناك حوالي 450 ألف نوعا من النباتات المختلفة على سطح الكرة الأرضية منها حوالي 250-300 ألف نوعًا موزعة على مختلف مناطقها. وتتميز بأهمية بيولوجية واقتصادية. وعلى سبيل المثال يوجد في الصين حوالي 23-25 ألفاً، وفي البرازيل حوالي 40 ألفاً، ولذلك فإنَّ تأثيرات العوامل الخارجية (البيئية) متفاوتة فيما بينها وذلك من خلال توزعها ودرجات تأقلمها وبالتالي مقاومتها للشروط البيئية السائدة في هذه المنطقة أو تلك.
الشكل رقم (2) يوضح توضع ونشاط الكامبيوم
ومن أهم العوامل الخارجية نذكر التالية :
1- الحرارة:
تستجيب أنواع وأصناف أشجار الفاكهة للحرارة بشكل متفاوت بدرجات دنيا أو معتدلة أو عظمى، فهناك بعض الأنواع تتميز بحساسية مرهفة تجاه انخفاض أو ارتفاع درجات الحرارة، وهناك أنواع أخرى مقاومة بدرجات مختلفة ومتفاوتة. وعلى سبيل المثال يتحمل البعض منها انخفاض درجات الحرارة حتى 50- م وتستمر في نموها وتطورها بشكل طبيعي، كما تؤثر درجات الحرارة في أشجار الفاكهة تبعاً للصفات الفيزيائية والكيميائية للتربة وغيرها من العوامل كالرياح التي تؤدي إلى زيادة ملحوظة في النتح، مما يسبب في نقص حاد للماء في النسيج النباتي وبالتالي يؤدي إلى انخفاض واضح في عملية انقسام الخلايا وهذا بدوره يؤثر سلباً في نمو وتطور الشجرة وبالتالي يؤدي إلى موتها.
ومن المعروف بأن ارتفاع درجات الحرارة يؤدي إلى تنشيط عملية البناء في الاستقلاب الغذائي، وهذا يؤثر سلباً في علاقة التوازن بين عمليتي التنفس من جهة وعملية البناء في الاستقلاب من جهة أخرى مسبباً بذلك ضعف النبات.
وهنا تجدر الإشارة إلى أن ارتفاع درجات الحرارة يؤثر سلباً في البروتوبلازم من خلال تخثر المواد الهيولينية البروتوبلازمية وخاصة عندما تكون درجات الحرارة أكثر من 50 م .
هذا وتؤكد بعض نتائج الأبحاث الفيزيولوجية في مجال تغذية النبات أن ارتفاع درجات الحرارة الأكثر من 45 م تؤدي إلى حدوث تفاعل سلبي في محتوى الآزوت المتراكم في الأنسجة النباتية لشجرة الفاكهة مؤدياً إلى إنتاج كمية من مادة البيروئيت التي تعمل على تسمم الأنسجة النباتية إلى تسمم كل من يتناول الثمار الناتجة عنها.
2- الضوء The light :
من المؤكد أن كافة النباتات تستطيع أن تنمو في الظلام، ولكن المظاهر السلبية لمثل هذا النمو ستتوضح على شكل أوراق متعرجة ذات ألوان باهتة ومخالفة لمواصفات صنفها، هذا من الناحية المورفولوجية، أما من الناحية التشريحية فستبدو أنسجة الأجزاء النامية وقد فقدت متانتها وترابطها وذلك نتيجة لغياب اليخضور فيها نتيجة لعدم توفر الضوء.
لذلك لابد من توفر الضوء لكافة النباتات الراقية لاحتياجها إليه بسبب قيامها بعملية التمثيل الضوئي لتصنيع الكربوهيدرات اللازم في العمليات والتفاعلات الفيزيولوجية والكيمياحيوية كافة، هذا من ناحية، ومن ناحية أخرى يعتبر الضوء عاملاً مهما وضرورياً لشجرة الفاكهة نظراً لتأثيره المحدد في تكوين أجزائها واستمرارية نموها وتطورها.
ومن المؤكد أنَّ الضوء يؤثر على نمو وتطور النبات من خلال شدته ونوعيته ومدة استمراريته.
وتشير بعض الأبحاث الفيزيولوجية في هذا المجال إلى أن شدة الضوء تؤثر إيجابياً على نمو أشجار الفاكهة ولكن بحدود معينة حيث أن زيادتها يؤثر سلباً ويؤدي إلى توقف النمو.
ومن المعروف أنَّ أشجار الفاكهة تختلف باحتياجاتها الضوئية تبعاً لمجموعاتها، وبشكل عام فإن ازدياد الإشعاع الضوئي حتى ضوء الشمس الكامل يؤدي إلى زيادة الوزن الجاف المطلق وارتفاع نسبة المادة الجافة وقمم النمو وزيادة صلابة في الثمار وسماكة الأوراق.
كما أن ارتفاع شدة الضوء بشكل كبير يمكن أن يؤدي إلى زيادة كبيرة في نتح الماء، من أنسجة الشجرة. وهنا يؤدي إلى نقصان الماء فيها وبالتالي في الخلايا، مما يترتب عليه تباطؤ أو توقف بعض العمليات الفيزيولوجية والكيمياحيوية، كانقسام الخلايا والتمثيل الضوئي وتكوين البروتينات وغيرها.
كما أنّ انخفاض شدة الضوء يؤدي إلى انخفاض في معدل عملية التمثيل الضوئي وأحياناً إلى توقفها، مما يؤثر سلباً على النمو بشكل عام.
وتشير أغلبية المراجع في هذا المجال إلى أن الضوء الأحمر ذو أهمية كبيرة في نمو وتطور أشجار الفاكهة.
3- الماء The water :
يعتبر الماء من العوامل الهامة التي تؤثر في نمو وتطور أشجار الفاكهة، وعلى سبيل المثال لإنبات البذرة لابد من توفر الماء، وبالتالي فإن نقص الرطوبة يؤدي إلى عدم إنتاشها وتشكل البادرة ونمو الجذير (الجذر الأولي).
كما يُعدّ الماء ضرورة مهمة لعملية التمثيل الضوئي في أشجار الفاكهة ونقصه يؤدي إلى تراكم نواتج هذه العملية (الكربوهيدرات) في الأوراق لاسيما أن الماء يُعدّ وسيلة انتقال أساسية لهذه النواتج إضافة إلى أنه وسيلة انتقال للعناصر الغذائية في أنسجة أشجار الفاكهة، وبالتالي هاماً ومحددًا في كافة العمليات الفيزيولوجية (التمثيل الضوئي والتنفس وانقسام الخلايا) وغيرها من العمليات الكيميائية والحيوية التي تجري في الأنسجة النباتية المختلفة مثل تكوين البروتينات والأنزيمات ومنظمات النمو والهرمونات وغيرها ...
ويجد الماء في كافة المجالات أهمية متميزة لا يمكن الاستغناء عنه وبالتالي فإنه هاماً ومحددًا في كافة مراحل نمو وتطور مراحل نمو وتطور أجزاء شجرة الفاكهة.
4- العناصر الغذائية:
للعناصر الغذائية أهمية كبيرة في حياة النباتات بشكل عام من حيث نموها وتطورها وذلك ليس بمحتواها وإضافتها فقط بل بتناسبها وتوازنها فيما بينها وعلى سبيل المثال نذكر نسبة C إلى N (الهامة والمحددة في اثمار أشجار الفاكهة).
ومن المؤكد أن الأنواع والأصناف في أشجار الفاكهة تلعب دوراً هاماً في تحديد احتياجات أشجار الفاكهة من العناصر الغذائية لنموها وتطورها وعلى سبيل المثال يحتاج صنف نباتات التفاح Starking إلى كمية أقل من الآزوت مما يحتاجه الصنف Jonathan، كما أن لعمر الشجرة أهمية وتأثيرًا في مجال احتياجاتها للعناصر الغذائية في نموها وتطورها، إذ إنّ الأشجار الحديثة العمر تحتاج لكميات أكثر من العناصر الغذائية وذلك بهدف تكوين أجزائها الخضرية.
